Am 13. September gab das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie bekannt, dass die beiden empfohlenen nationalen Normen GB/T 20234.1-2023 „Anschlussgeräte für das leitungsgebundene Laden von Elektrofahrzeugen Teil 1: Allgemeine Anforderungen“ und GB/T 20234.3-2023 „Anschlussgeräte für das leitungsgebundene Laden von Elektrofahrzeugen Teil 3: DC-Ladeschnittstelle“ kürzlich vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie unter der Zuständigkeit des Nationalen Technischen Komitees für Automobilnormung vorgeschlagen und offiziell veröffentlicht wurden.
Unter Berücksichtigung der aktuellen technischen Lösungen für Gleichstrom-Ladeschnittstellen in meinem Land und der Gewährleistung der universellen Kompatibilität neuer und alter Ladeschnittstellen erhöht der neue Standard den maximalen Ladestrom von 250 Ampere auf 800 Ampere und die Ladeleistung auf800 kWund ergänzt um aktive Kühlung, Temperaturüberwachung und weitere zugehörige Funktionen. Technische Anforderungen, Optimierung und Verbesserung von Prüfmethoden für mechanische Eigenschaften, Verriegelungsvorrichtungen, Lebensdauer usw.
Das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie betonte, dass Ladenormen die Grundlage für die Vernetzung von Elektrofahrzeugen und Ladeinfrastruktur sowie für sicheres und zuverlässiges Laden bilden. Da in den letzten Jahren die Reichweite von Elektrofahrzeugen und die Ladeleistung von Batterien gestiegen sind, wächst auch der Bedarf der Verbraucher an Fahrzeugen mit schnellem Ladevorgang. Neue Technologien, neue Geschäftsmodelle und neue Anforderungen, wie beispielsweise das „Hochleistungs-Gleichstromladen“, gewinnen stetig an Bedeutung. Daher besteht in der Branche allgemeiner Konsens darüber, die bestehenden Normen für Ladeschnittstellen zu überarbeiten und zu verbessern.
Im Zuge der Weiterentwicklung der Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge und der Nachfrage nach Schnellladung hat das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie das Nationale Technische Komitee für Automobilnormung beauftragt, die Überarbeitung zweier empfohlener nationaler Normen abzuschließen. Dadurch wurde die ursprüngliche Fassung des nationalen Normenwerks aus dem Jahr 2015 (allgemein bekannt als „2015+“-Norm) aktualisiert. Dies trägt dazu bei, die Umweltverträglichkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit von leitungsgebundenen Ladeanschlussvorrichtungen weiter zu verbessern und gleichzeitig den tatsächlichen Anforderungen an das Laden von Gleichstrom mit niedriger und hoher Leistung gerecht zu werden.
Im nächsten Schritt wird das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie die zuständigen Stellen mit der umfassenden Bekanntmachung, Förderung und Umsetzung der beiden nationalen Standards beauftragen, die Verbreitung und Anwendung von Hochleistungs-Gleichstromladetechnologien und anderen Technologien vorantreiben und ein optimales Entwicklungsumfeld für die Elektromobilitätsbranche und die Ladeinfrastrukturbranche schaffen. Langsames Laden stellt seit jeher ein zentrales Problem der Elektromobilitätsbranche dar.
Laut einem Bericht von Soochow Securities liegt die durchschnittliche theoretische Laderate von Verkaufsschlagern mit Schnellladefunktion im Jahr 2021 bei etwa 1C (C steht für die Laderate des Batteriesystems. Vereinfacht ausgedrückt: Mit 1C kann das Batteriesystem in 60 Minuten vollständig aufgeladen werden). Das heißt, es dauert etwa 30 Minuten, um einen Ladezustand (SOC) von 30–80 % zu erreichen, und die Batteriereichweite beträgt etwa 219 km (NEDC-Standard).
In der Praxis benötigen die meisten reinen Elektrofahrzeuge 40–50 Minuten Ladezeit, um einen Ladezustand (SOC) von 30–80 % zu erreichen und können damit etwa 150–200 km weit fahren. Berücksichtigt man die Zeit für das Ein- und Ausfahren an der Ladestation (ca. 10 Minuten), so kann ein reines Elektrofahrzeug, dessen Ladezeit etwa 1 Stunde beträgt, auf der Autobahn nur etwas mehr als 1 Stunde fahren.
Die Förderung und Anwendung von Technologien wie dem Hochleistungs-Gleichstromladen erfordert zukünftig einen weiteren Ausbau des Ladenetzes. Das Ministerium für Wissenschaft und Technologie gab bereits bekannt, dass mein Land mittlerweile über das Ladeinfrastrukturnetz mit der größten Anzahl an Ladestationen und der größten Abdeckung verfügt. Die meisten der neuen öffentlichen Ladestationen sind Gleichstrom-Schnellladestationen mit einer Leistung von 120 kW oder mehr.7kW AC-LangsamladesäulenIm Privatsektor sind Schnellladetechnologien zum Standard geworden. Die Anwendung von Gleichstrom-Schnellladung hat sich vor allem im Bereich der Spezialfahrzeuge etabliert. Öffentliche Ladestationen verfügen über Cloud-Plattformen zur Echtzeitüberwachung, App-basierte Ladepunktsuche und Online-Zahlungsmöglichkeiten. Neue Technologien wie Hochleistungsladen, Niedrigleistungs-Gleichstromladen, automatische Ladeverbindung und geordnetes Laden werden zunehmend industriell eingesetzt.
Das Ministerium für Wissenschaft und Technologie wird sich künftig auf Schlüsseltechnologien und -ausrüstungen für effizientes kollaboratives Laden und Tauschen konzentrieren. Dazu gehören Schlüsseltechnologien für die Vernetzung von Ladestationen, Planungsmethoden für Ladeinfrastruktur und Technologien für ein geordnetes Lademanagement, Schlüsseltechnologien für drahtloses Hochleistungsladen sowie Schlüsseltechnologien für den schnellen Austausch von Antriebsbatterien. Die wissenschaftliche und technologische Forschung wird verstärkt.
Auf der anderen Seite,Hochleistungs-Gleichstromladungstellt höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Antriebsbatterien, den Schlüsselkomponenten von Elektrofahrzeugen.
Laut der Analyse von Soochow Securities widerspricht die Erhöhung der Laderate der Batterie erstens dem Prinzip der Erhöhung der Energiedichte, da eine hohe Laderate kleinere Partikel des positiven und negativen Elektrodenmaterials der Batterie erfordert, während eine hohe Energiedichte größere Partikel des positiven und negativen Elektrodenmaterials erfordert.
Zweitens führt das Schnellladen im Hochleistungszustand zu stärkeren Lithium-Ablagerungsnebenreaktionen und Wärmeentwicklungseffekten in der Batterie, was die Batteriesicherheit verringert.
Das Material der negativen Elektrode ist der Hauptfaktor, der das Schnellladen begrenzt. Die negative Elektrode besteht aus Graphitschichten, und Lithiumionen dringen über die Kanten in die Schichten ein. Daher erreicht die negative Elektrode während des Schnellladevorgangs schnell ihre maximale Aufnahmekapazität für Ionen. Lithiumionen beginnen, sich auf den Graphitpartikeln zu metallischem Lithium abzuscheiden – eine sogenannte Lithium-Präzipitations-Nebenreaktion. Diese Lithiumpräzipitation verringert die effektive Oberfläche der negativen Elektrode für die Einlagerung von Lithiumionen. Dies reduziert einerseits die Batteriekapazität, erhöht den Innenwiderstand und verkürzt die Lebensdauer. Andererseits wachsen Grenzflächenkristalle, durchdringen den Separator und beeinträchtigen so die Sicherheit.
Professor Wu Ningning und andere Mitarbeiter der Shanghai Handwe Industry Co., Ltd. haben bereits zuvor geschrieben, dass zur Verbesserung der Schnellladefähigkeit von Hochleistungsbatterien die Migrationsgeschwindigkeit der Lithiumionen im Kathodenmaterial erhöht und deren Einlagerung im Anodenmaterial beschleunigt werden muss. Weitere Maßnahmen sind die Verbesserung der Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten, die Wahl eines Schnellladeseparators, die Optimierung der Ionen- und Elektronenleitfähigkeit der Elektrode sowie die Anwendung einer geeigneten Ladestrategie.
Was Verbraucher jedoch erwarten können, ist, dass inländische Batteriehersteller seit dem letzten Jahr mit der Entwicklung und dem Einsatz von Schnellladebatterien begonnen haben. Im August dieses Jahres brachte der Marktführer CATL die 4C Shenxing-Supercharger-Batterie auf Basis des Lithium-Eisenphosphat-Systems auf den Markt (4C bedeutet, dass die Batterie in einer Viertelstunde vollständig geladen werden kann). Diese ermöglicht eine extrem schnelle Ladezeit von „10 Minuten Ladezeit und 400 kW“. Bei normaler Temperatur kann die Batterie in 10 Minuten auf 80 % Ladezustand (SOC) geladen werden. CATL nutzt zudem eine Zelltemperaturregelung auf der Systemplattform, die ein schnelles Erreichen der optimalen Betriebstemperatur auch bei niedrigen Temperaturen ermöglicht. Selbst bei -10 °C erreicht die Batterie in 30 Minuten 80 % Ladezustand und behält auch bei extremer Kälte ihre Leistungsfähigkeit bei Beschleunigung von 0 auf 100 km/h bei.
Laut CATL sollen die Shenxing-Hochleistungsbatterien noch in diesem Jahr in Serie produziert werden und als erste in Avita-Modellen zum Einsatz kommen.
CATL hat mit seiner 4C Kirin Schnellladebatterie auf Basis eines ternären Lithium-Kathodenmaterials in diesem Jahr auch das ideale rein elektrische Modell auf den Markt gebracht und kürzlich den extrem luxuriösen Krypton-Jagd-Supersportwagen 001FR vorgestellt.
Neben Ningde Times und anderen chinesischen Batterieherstellern hat China New Aviation im Bereich der 800-V-Hochspannungsschnellladung zwei Batterietypen entwickelt: quadratische und große zylindrische. Quadratische Batterien unterstützen 4C-Schnellladung, große zylindrische Batterien 6C-Schnellladung. Für die prismatische Batterielösung bietet China Innovation Aviation dem Xpeng G9 eine neue Generation von schnellladefähigen Lithium-Eisen-Batterien sowie ternäre Hochspannungsbatterien mit mittlerem Nickelanteil an, die auf einer 800-V-Hochspannungsplattform basieren und einen Ladezustand (SOC) von 10 % auf 80 % innerhalb von 20 Minuten erreichen können.
Honeycomb Energy brachte 2022 die Dragon Scale Batterie auf den Markt. Die Batterie ist mit verschiedenen chemischen Ladesystemen kompatibel, darunter Eisen-Lithium-, ternäre und kobaltfreie Systeme. Sie unterstützt Schnellladesysteme mit 1,6C bis 6C und kann in Modellen der Serien A00 bis D verbaut werden. Die Serienproduktion soll im vierten Quartal 2023 anlaufen.
Yiwei Lithium Energy wird 2023 ein großes zylindrisches Batteriesystem mit π-Struktur auf den Markt bringen. Die π-Kühltechnologie der Batterie löst das Problem der schnellen Ladung und der damit verbundenen Überhitzung. Die Serienproduktion und Auslieferung der großen zylindrischen Batterien der Serie 46 wird voraussichtlich im dritten Quartal 2023 beginnen.
Im August dieses Jahres teilte Sunwanda seinen Investoren mit, dass die aktuell für den BEV-Markt entwickelte „Flash Charge“-Batterie sowohl an 800-V-Hochspannungs- als auch an 400-V-Normalspannungssysteme angepasst werden kann. Die Serienproduktion der superschnellladefähigen 4C-Batterien wurde im ersten Quartal aufgenommen. Die Entwicklung der 4C- bis 6C-„Flash Charging“-Batterien verläuft planmäßig, und das Gesamtkonzept sieht eine Batteriekapazität von 400 kWh innerhalb von 10 Minuten vor.
Veröffentlichungsdatum: 17. Oktober 2023