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 Normenschemas aus dem Jahr 2015 (allgemein bekannt als „2015+“-Norm) 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 SOC 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 für das 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 China nun über das größte Ladenetz mit der größten Anzahl an Ladegeräten und der größten Abdeckung verfügt. Die meisten der neuen öffentlichen Ladestationen sind hauptsächlich Gleichstrom-Schnellladegeräte mit 120 kW oder mehr.7 kW AC-Ladesäulen mit langsamer LadezeitIm privaten Sektor sind sie zum Standard geworden. Die Anwendung des DC-Schnellladens hat sich im Bereich Spezialfahrzeuge weitgehend 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, DC-Laden 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 Wechseln konzentrieren, wie etwa Schlüsseltechnologien für die Cloud-Verbindung von Fahrzeugstapeln, 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 Akkus. 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 ist der Hauptfaktor, der das Schnellladen begrenzt. Der Graphit der negativen Elektrode besteht aus Graphenschichten, über deren Ränder Lithiumionen in die Schichten eindringen. Daher erreicht die negative Elektrode beim Schnellladen schnell ihre Ionenaufnahmegrenze. Die Lithiumionen beginnen, auf den Graphitpartikeln festes metallisches Lithium zu bilden, d. h. es kommt zur Nebenreaktion der Lithiumabscheidung. Die Lithiumabscheidung verringert 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 Mitarbeiter von Shanghai Handwe Industry Co., Ltd. haben bereits zuvor geschrieben, dass zur Verbesserung der Schnellladefähigkeit von Leistungsbatterien die Migrationsgeschwindigkeit von Lithiumionen im Batteriekathodenmaterial erhöht und die Einbettung von Lithiumionen in das Anodenmaterial beschleunigt werden muss. Die Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten muss verbessert werden, ein Schnellladeseparator muss gewählt werden, die Ionen- und Elektronenleitfähigkeit der Elektrode muss verbessert werden und eine geeignete Ladestrategie muss gewählt werden.

Verbraucher können sich jedoch darauf freuen, dass chinesische Batteriehersteller seit letztem Jahr mit der Entwicklung und Einführung schnellladefähiger Batterien begonnen haben. Im August dieses Jahres brachte der führende Hersteller 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 Normaltemperatur kann die Batterie in 10 Minuten auf 80 % SOC geladen werden. Gleichzeitig verwendet CATL eine Zelltemperaturkontrolltechnologie auf der Systemplattform, die in niedrigen Umgebungstemperaturen schnell auf die optimale Betriebstemperatur erhitzt werden kann. Selbst in einer Umgebungstemperatur 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 die 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 und anderen chinesischen Batterieherstellern hat China New Aviation 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 Mittel-Nickel-Hochspannungsbatterien, die auf einer 800-V-Hochspannungsplattform entwickelt wurden und einen Ladezustand von 10 % auf 80 % in 20 Minuten erreichen können.

Honeycomb Energy brachte 2022 die Dragon Scale Batterie auf den Markt. Die Batterie ist mit vollständigen chemischen Systemlösungen wie Eisen-Lithium-, ternären und kobaltfreien Systemen kompatibel. Sie unterstützt 1,6C- bis 6C-Schnellladesysteme und kann in Modellen der A00-D-Klasse installiert werden. Die Serienproduktion soll im vierten Quartal 2023 starten.

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 Serie produziert 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. Superschnell aufladbare 4C-Batterien erreichten im ersten Quartal die Massenproduktion. Die Entwicklung von 4C-6C-„Flash-Charge“-Batterien schreitet reibungslos voran und ermöglicht eine Batterielebensdauer von 400 kW in 10 Minuten.