Die Hochleistungs-DC-Ladesäule kommt

Aufgrund der Weiterentwicklung der Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge und der Nachfrage nach Schnelllademöglichkeiten hat das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie das Nationale Technische Komitee für Automobilnormung eingerichtet, um die Überarbeitung zweier empfohlener nationaler Normen abzuschließen. Dadurch wurde eine Aktualisierung der ursprünglichen Version des nationalen Normungsschemas aus dem Jahr 2015 (allgemein als „2015+“-Norm bekannt) erreicht, die dazu beiträgt, die Umweltverträglichkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit von konduktiven Ladeanschlussgeräten weiter zu verbessern und gleichzeitig den tatsächlichen Anforderungen an das Laden mit Gleichstrom und hoher Leistung gerecht zu werden.

Im nächsten Schritt wird das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie entsprechende Einheiten organisieren, um die beiden nationalen Standards umfassend bekannt zu machen, zu fördern und umzusetzen, die Verbreitung und Anwendung von Hochleistungs-Gleichstrom-Ladetechnologien und anderen Technologien zu fördern und ein hochwertiges Entwicklungsumfeld für die Branche der mit alternativen Antrieben betriebenen Fahrzeuge und Ladeeinrichtungen zu schaffen. Langsames Laden war schon immer ein zentrales Problem in der Elektrofahrzeugbranche.

Laut einem Bericht von Soochow Securities beträgt die durchschnittliche theoretische Laderate von Verkaufsschlagern, die Schnellladen im Jahr 2021 unterstützen, etwa 1C (C steht für die Laderate des Batteriesystems. Einfach ausgedrückt kann das Batteriesystem mit 1C-Laden in 60 Minuten vollständig aufgeladen werden), d. h., es dauert etwa 30 Minuten, um einen Ladezustand von 30–80 % zu erreichen, und die Batterielebensdauer beträgt etwa 219 km (NEFZ-Standard).

In der Praxis benötigen die meisten reinen Elektrofahrzeuge 40–50 Minuten Ladezeit, um einen Ladezustand von 30–80 % zu erreichen, und können etwa 150–200 km weit fahren. Berücksichtigt man die Zeit zum Ein- und Ausfahren an der Ladestation (ca. 10 Minuten), kann ein reines Elektrofahrzeug, dessen Ladezeit etwa eine Stunde beträgt, auf der Autobahn nur etwa mehr als eine Stunde fahren.

Die Förderung und Anwendung von Technologien wie dem Hochleistungs-Gleichstromladen erfordert künftig einen weiteren Ausbau des Ladenetzes. Das Ministerium für Wissenschaft und Technologie gab bekannt, dass mein Land nun über das Ladenetz mit der größten Anzahl an Ladegeräten und der größten Abdeckung verfügt. Bei den meisten neuen öffentlichen Ladestationen handelt es sich hauptsächlich um Gleichstrom-Schnellladegeräte mit 120 kW oder mehr.7 kW AC-Ladesäulen mit langsamer Ladezeitsind im privaten Sektor zum Standard geworden. Die Anwendung des Gleichstrom-Schnellladens hat sich im Bereich Spezialfahrzeuge grundsätzlich durchgesetzt. Öffentliche Ladestationen verfügen über eine Cloud-Plattform-Vernetzung zur Echtzeitüberwachung. Funktionen, APP-Ladeortung und Online-Zahlung sind weit verbreitet, und neue Technologien wie Hochleistungsladen, Gleichstromladen mit geringer Leistung, automatische Ladeverbindung und geordnetes Laden werden schrittweise industrialisiert.

Das Ministerium für Wissenschaft und Technologie wird sich künftig auf Schlüsseltechnologien und -ausrüstungen für effizientes kollaboratives Laden und Austauschen konzentrieren, wie etwa Schlüsseltechnologien für die Verbindung von Fahrzeugstapelwolken, Methoden zur Planung von Ladeeinrichtungen und Technologien für ein geordnetes Lademanagement, Schlüsseltechnologien für kabelloses Laden mit hoher Leistung und Schlüsseltechnologien für den schnellen Austausch von Akkumulatoren. Die wissenschaftliche und technologische Forschung wird gestärkt.

Auf der anderen Seite,Hochleistungs-DC-Ladenstellt höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Antriebsbatterien, der Schlüsselkomponenten von Elektrofahrzeugen.

Einer Analyse von Soochow Securities zufolge steht eine Erhöhung der Laderate der Batterie zunächst im Widerspruch zum Prinzip der Erhöhung der Energiedichte, da für eine hohe Rate kleinere Partikel des positiven und negativen Elektrodenmaterials der Batterie erforderlich sind und für eine hohe Energiedichte größere Partikel des positiven und negativen Elektrodenmaterials erforderlich sind.

Zweitens führt das Hochgeschwindigkeitsladen im Hochleistungszustand zu schwerwiegenderen Nebenreaktionen in Form von Lithiumablagerungen und Wärmeentwicklung in der Batterie, was zu einer verringerten Batteriesicherheit führt.

Das Material der negativen Elektrode der Batterie ist der wichtigste limitierende Faktor für schnelles Laden. Der Graphit der negativen Elektrode besteht nämlich aus Graphenschichten, über deren Ränder Lithiumionen in die Schichten eindringen. Beim Schnellladen erreicht die negative Elektrode daher schnell ihre Ionenaufnahmegrenze. Die Lithiumionen beginnen, auf den Graphitpartikeln festes metallisches Lithium zu bilden, d. h. es kommt zur Nebenreaktion der Lithiumabscheidung. Durch die Lithiumabscheidung verringert sich die effektive Fläche der negativen Elektrode, in der sich Lithiumionen einlagern können. Dies verringert einerseits die Batteriekapazität, erhöht den Innenwiderstand und verkürzt die Lebensdauer. Andererseits wachsen Grenzflächenkristalle, die den Separator durchdringen und so die Sicherheit beeinträchtigen.

Professor Wu Ningning und andere von Shanghai Handwe Industry Co., Ltd. haben bereits zuvor geschrieben, dass es zur Verbesserung der Schnellladefähigkeit von Leistungsbatterien notwendig sei, die Migrationsgeschwindigkeit von Lithiumionen im Batteriekathodenmaterial zu erhöhen und die Einbettung von Lithiumionen in das Anodenmaterial zu beschleunigen. Verbessern Sie die Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten, wählen Sie einen Schnellladeseparator, verbessern Sie die Ionen- und Elektronenleitfähigkeit der Elektrode und wählen Sie eine geeignete Ladestrategie.

Verbraucher können sich jedoch darauf freuen, dass inländische Batteriehersteller seit letztem Jahr mit der Entwicklung und Einführung von Schnellladebatterien begonnen haben. Im August dieses Jahres brachte das führende Unternehmen CATL die 4C Shenxing-Supercharger-Batterie auf den Markt, die auf einem positiven Lithium-Eisenphosphat-System basiert (4C bedeutet, dass die Batterie in einer Viertelstunde vollständig geladen werden kann). Sie ermöglicht eine superschnelle Ladegeschwindigkeit von „10 Minuten Ladezeit und einer Reichweite von 400 kW“. Bei normalen Temperaturen kann die Batterie in 10 Minuten auf 80 % SOC geladen werden. Gleichzeitig verwendet CATL auf der Systemplattform eine Zelltemperaturkontrolltechnologie, die in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen schnell auf den optimalen Betriebstemperaturbereich erhitzt werden kann. Selbst in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen von -10 °C kann sie in 30 Minuten auf 80 % geladen werden, und selbst bei niedrigen Temperaturen bleibt der elektrische Zustand bei einer Beschleunigung von 0 auf 100 % erhalten.

Laut CATL werden Shenxing-Kompressorbatterien noch in diesem Jahr in Massenproduktion gehen und als erste in Avita-Modellen zum Einsatz kommen.

 

CATLs 4C Kirin-Schnellladebatterie auf Basis von ternärem Lithiumkathodenmaterial hat in diesem Jahr auch das ideale reine Elektromodell auf den Markt gebracht und kürzlich den extrem kryptonischen Luxus-Jagd-Supersportwagen 001FR auf den Markt gebracht.

Neben der Ningde Times hat China New Aviation, neben anderen inländischen Batterieunternehmen, zwei Routen für das 800-V-Hochspannungs-Schnellladen entwickelt: quadratische und große zylindrische. Quadratische Batterien unterstützen 4C-Schnellladen, große zylindrische Batterien 6C-Schnellladen. Was die prismatische Batterielösung betrifft, bietet China Innovation Aviation dem Xpeng G9 eine neue Generation schnellladefähiger Lithium-Eisen-Batterien und ternärer Mittelnickel-Hochspannungsbatterien, die auf einer 800-V-Hochspannungsplattform entwickelt wurden und in 20 Minuten einen Ladezustand von 10 % auf 80 % erreichen können.

Honeycomb Energy brachte 2022 die Dragon Scale Battery auf den Markt. Die Batterie ist mit vollständigen chemischen Systemlösungen wie Eisen-Lithium, ternären und kobaltfreien Systemen kompatibel. Sie deckt 1,6C-6C-Schnellladesysteme ab und kann in Modellen der A00-D-Klasse installiert werden. Die Serienproduktion des Modells wird voraussichtlich im vierten Quartal 2023 beginnen.

Yiwei Lithium Energy wird 2023 ein großes zylindrisches π-Batteriesystem auf den Markt bringen. Die „π“-Kühltechnologie der Batterie kann das Problem des schnellen Ladens und Aufheizens von Batterien lösen. Die großen zylindrischen Batterien der Serie 46 werden voraussichtlich im dritten Quartal 2023 in Massenproduktion gehen und ausgeliefert.

Im August dieses Jahres teilte die Sunwanda Company ihren Investoren zudem mit, dass die aktuell für den BEV-Markt eingeführte „Flash-Charge“-Batterie an 800-V-Hochspannungssysteme und 400-V-Normalspannungssysteme angepasst werden kann. Die superschnell aufladbaren 4C-Batterien haben im ersten Quartal die Massenproduktion erreicht. Die Entwicklung der 4C-6C-„Flash-Charge“-Batterien schreitet reibungslos voran und ermöglicht eine Batterielebensdauer von 400 kW in 10 Minuten.