Herausforderungen in der Ladetechnologie – Publizierter Artikel im Bulletin

In der Juni-Ausgabe der Fachzeitschrift «Bulletin» ist ein Artikel der Forschungsgruppe Elektrische Speicher und Leistungselektronik vom ZHAW Institut für Energiesysteme und Fluid-Engineering enthalten. Der Text thematisiert die Entwicklungen und Herausforderungen bei Gleichstrom-Ladestationen.

Freitag, 24. Juni 2022

Der Artikel von Andreas Schellenberg, Peter Schmidt und Prof. Dr. Andreas Heinzelmann beschäftigt sich mit einem drängenden Problem der Elektromobilität: Durch die schnelle Entwicklung der Elektromobilität müssen auch die Gleichstrom-Ladestationen dringendst überarbeitet werden. Im Bereich der Ladetechnologie machen sich somit einige Herausforderungen bemerkbar.

Ladeleistung und Batterienennspannung

Durch eine Steigerung der Ladeleistung der Fahrzeugbatterie kann die Ladezeit der Elektrofahrzeuge verkürzt werden. So sollen die Unterschiede zwischen Tanken und Laden minimiert werden. Jedoch bedingt eine höhere Ladeleistung automatisch auch, dass der Ladestrom erhöht wird oder, dass eine höhere Nennspannung der Batterie notwendig ist. Die Ladezeit halbiert sich theoretisch, wenn die die Spannung und dadurch die Ladeleistung verdoppelt wird. Eine hohe Batterienennspannung bringt nebst der kürzeren Ladezeit den Vorteil mit sich, dass Kabelquerschnitte bei gleicher Leistung bei der Ladeinfrastruktur und im Fahrzeug verkleinert werden können. So benötigt das Kabel weniger Platz, ist preisgünstiger und wird leichter. Doch der hohen Spannung in Elektrofahrzeugen dürfen die Ladestationen nicht nachstehen und müssen so weiterentwickelt werden.

Bidirektionalität

In der Zukunft werden bidirektionale Elektrofahrzeuge und Ladestationen eine zentrale Rolle spielen. Theoretisch können die Fahrzeuge, da sie meist stehen, mit den passenden Ladestationen als Energiequelle und -verbraucher bei Über- oder Unterproduktion im Stromnetz agieren. Einige Hürden stehen jedoch noch bevor. Es fehlt an praktischer Erfahrung, wie sich die Bidirektionalität auf die Lebensdauer der Fahrzeugbatterie auswirkt. Zudem braucht es eine Normierung des europäischen Ladestandards CCS und eine intelligente Steuerung, sowie einheitliche Kommunikation zwischen den Beteiligten in einem Stromnetz. Bei der Entwicklung von neuen Ladestationen sollte die Bidirektionalität berücksichtig werden, da sie als hochaktuelle Thematik, die Fahrzeug- und LadestationenHersteller betrifft.