Sind 300 kW+ DC-Ladung überhaupt nötig?

[Ragnarok]

Es ist nur eine Frage der Zeit wann es sich auf breiter Front durchsetzt die Motorelektronik zum Laden zu benutzen.

Ganz sicher nicht, da einige technische Gründe dagegen sprechen.
In Zukunft wird bei dreiphasigen Stromnetzen das 11kW Onboard Ladegerät serienmäßig enthalten sein, ansonsten ein 7kW Ladegerät. Das wird erreicht in dem zwei oder drei 3,6kW Ladegräte in ein Gehäuse verbaut werden -> Massenproduktion.
Ab Mittelklasse gibt es bei einigen Modellen für einen Aufpreis ein weiteres 11kW Ladegerät. Optional ist natürlich auch das Kabellose Laden zu bekommen mit ebenfalls 11kW.
Wer zuhause schnellladen will, der kauft sich dann ein DC Lader für 3k bis 5k (je nach Leistung).

[Karlsson]

Wer zuhause schnellladen will, der kauft sich dann ein DC Lader für 3k bis 5k (je nach Leistung).

Relativ sinnfrei, das nicht ins Auto zu bauen und überall nutzen zu können.

Die Onboard Elektronik zu nutzen ist weniger technisch als viel mehr rechtlich ein Problem, da Renault darauf weiter das Patent hält. Dass der "Profi" hier postfaktisch die Realität ausblendet, ändert daran auch nichts.

Nach Auslauf des Patents könnte das dann doch noch in der Breite genutzt werden, aber wenn das 2035 sein sollte, werden 3 Phasen Lader bis dahin auch schon billige Massenprodukte sein. Und bei Typ2 reden wir über 43kW maximal - das ist wenig zufriedenstellend für Langstreckenfahrzeuge der Zukunft. 43kW ist bei den kommenden Akkus mit 2-3h Ladedauer ja nun nicht gerade eine Schnellladung.
Trotzdem gut möglich, dass es es in der Breite genutzt werden wird, weil die Säulen dann billiger sind. Quasi der Diesel der Zukunft. (Was am Zoe Lader aber auch klar zu kritisieren ist - er ist eine Ladezicke, fiept fürchterlich und ist nicht galvanisch getrennt.)

Ich gehe trotzdem davon aus, dass Mittelklasse Fahrzeuge zukünftig neben einer 3 Phasen AC Ladung auch DC mit 100...150kW können werden.

Die 300kW Ladung wird eher Bussen, Lkw und Premiumfahrzeugen vorbehalten bleiben.

[Ragnarok]

Natürlich ist das nicht sinnfrei, bitte einfach mal über den Tellerrand hinaus schauen und weiterdenken.

Anforderungen an Einbau ins Auto (nur ein Auszug):
- Betriebsbereich Temperatur des Kühlwassers: -40°C bis 85°C
- Vibrationsanforderungen
- Lebensdauer

Jetzt überlege mal, was davon in der heimischen Garage gilt und wieviel das weniger kostet....

Das solche AC Lader nicht in der Breite genutzt werden, liegt nicht am Patent, sondern weil es nicht massentauglich ist.

Zum DC Laden:
Da muss auch eher die Spannungen und Ströme betrachten. Die zukünftigen Schnellader werden auf maximal 350A ausgelegt mit einem Spannungsbereich von 200 bis 900V. Autos mit einem Spannungsbereich von ca. 350V werden also im Schnitt mit 120kW laden können.
Es ist also zwischen Infrastruktur und Fahrzeug zu unterscheiden.

[eDEVIL]

Jetzt überlege mal, was davon in der heimischen Garage gilt und wieviel das weniger kostet....

Naja, da überlegen wir erstmal, was wir an Mehraufwand in der Garage haben:
- wetterfestes (schönes) Gehäuse
- Testing bzgl. kompatibilität mit alle Fahrzeugen für diesen Standard,
- Gerät muss auf einen Weiteren Einsatzbereich hin kompatible sein, als ein in das Fahrzeug integriertes
- CCS-Stecker und kabel nötig
- aufwändigere Kühlung, da ja kein Wasserkreislauf vorhanden ist, den man mit nutzen kann
- extra Controler nötig, da man das nicht über die Fahrzeugelektronik mit regeln kann.

Nachteile:
- nur in der eigenen Garage kann man schnell laden. Nicht bei Freunden, Verwandten etc.
- bei "frei" zugänglicher Montage höheres Diebstahlrisiko. Nur festes kabel möglich

[Ragnarok]

Naja, da überlegen wir erstmal, was wir an Mehraufwand in der Garage haben:
- wetterfestes (schönes) Gehäuse

Im Auto: Wasserfest, Salzfest, hohe Temperaturwechsel -> ?

- Testing bzgl. kompatibilität mit alle Fahrzeugen für diesen Standard,

Ach im Auto macht man das nicht mit allen gängiger Ladesäulen?

- Gerät muss auf einen Weiteren Einsatzbereich hin kompatible sein, als ein in das Fahrzeug integriertes

Verstehe ich nicht, jedoch im Auto weltweit und in Garage z.b. nur europaweit

- CCS-Stecker und kabel nötig

Bei gleicher Massenproduktion kaum Preisunterschiede.

- aufwändigere Kühlung, da ja kein Wasserkreislauf vorhanden ist, den man mit nutzen kann

Hm weiß jetzt nicht, was an Luftkühlung aufwändiger ist. Man hat halt andere Entwicklungsziele.

- extra Controler nötig, da man das nicht über die Fahrzeugelektronik mit regeln kann.

Beide Verfahren brauchen extra Platinen, von den Bauteilen her natürlich Vorteile für die simple AC Ladung.

Nachteile:
- nur in der eigenen Garage kann man schnell laden. Nicht bei Freunden, Verwandten etc.
- bei "frei" zugänglicher Montage höheres Diebstahlrisiko. Nur festes kabel möglich

Generell wozu muss man bei den demnächst großen Akkugrößen (VW MEB Baukasten in Studie BUDD-e ca. 90kWh) noch bei den Freunden laden? Falls man soweit fährt, läd man halt unterwegs schnell zwischen.

[Solarstromer]

In Zukunft wird bei dreiphasigen Stromnetzen das 11kW Onboard Ladegerät serienmäßig enthalten sein, ansonsten ein 7kW Ladegerät. Das wird erreicht in dem zwei oder drei 3,6kW Ladegräte in ein Gehäuse verbaut werden -> Massenproduktion.

Die Automobilhersteller werden es tunlichst vermeiden für unterschiedliche Länder unterschiedliche Ladegeräte einbauen zu müssen.

Der Unterschied zwischen 1phasigen und 3phasigen Ladegeräten ist eh nur die Eingangsstufe. Das läuft meiner Meinung nicht auf 3 Ladegeräte in einem Gehäuse hinaus, sondern auf Multinorm-Ladegeräte die 11 kW mit 3*16A und 1*48A können. Für die USA wird dann eben der Kabelsatz mit Typ1 Dose (CCS1) dort eingestöpselt, und für Europa der Kabelsatz mit Typ2 Dose (CCS2).

Für Europa wird die Typ2 Buchse sowohl mit 1*48A und 3*16A belegt sein müssen. Denn Drehstrom ist beileibe nicht in allen Eigenheimen in Europa Standard. Und so blöd das 1phasige Ladegerät mit 32A für die rote CEE3*16A Dose in meiner Garage ist, so blöd ist ein 3*16A Ladegerät für jemand im Ausland, der eine blaue CEE1*32A in seiner Garage hat.

[ecopowerprofi]

Es ist nur eine Frage der Zeit wann es sich auf breiter Front durchsetzt die Motorelektronik zum Laden zu benutzen.

Ganz sicher nicht, da einige technische Gründe dagegen sprechen.

Mir scheint, dass Du Leistungselektronik nur aus der Theorie kennst. Der Elektronik ist es egal ob die elektrische Energie als aus dem Motor (Bremsenergie) oder dem Drehstromnetz kommt. In beiden Fällen muss es gleichgerichtet werden. Für die Motorelektronik spricht, dass man keine Zusätzliche Elektronik braucht. Lediglich die Software des Umrichters muss ein wenig angepasst werden. Die Motorelektronik hat den Vorteil, dass die bereits für 43 oder mehr kW (max. elektrische Bremsleistung) ausgelegt ist. Alle technische und kaufmännische Gründen sprechen dafür kein zusätzlichen Lader einzubauen.

Für Europa wird die Typ2 Buchse sowohl mit 1*48A und 3*16A belegt sein müssen.

Der Typ2 Stecker ist mit 3 Phasen und 63A definiert. 80A ist auch kein Problem für den Stecker. Der max. Ladestrom wird durch den Querschnitt des Ladekabels und nicht durch den Stecker definiert. In ganz EU steht das Drehstromnetz zur Verfügung (kann man an den Überlandleitung erkennen) auch wenn in einzelne Haushalte noch Wechselstrom genutzt wird. D.h. öffentliche Ladestationen können immer Drehstrom anbieten.

so blöd ist ein 3*16A Ladegerät für jemand im Ausland, der eine blaue CEE1*32A in seiner Garage hat.

Nach dem Gleichrichten ist es dem Lader egal ob es vorher Drehstrom oder Wechselstrom war. Die höhere Welligkeit beim Wechselstrom nach dem Gleichrichten macht der heutigen Leistungselektronik keine Probleme wie man unschwer am Ladegerät im ZOE erkennen kann.

PS: An der Wallbox ist immer ein Typ2 Stecker und man wird es meistens direkt anschließen. Da braucht man kein CEE-Stecker egal welcher Bauart. Zukünftig wird es Standard sein zu Hause in jeder Garage oder am Abstellplatz eine Wallbox mit Typ 2 Stecker zu haben.

[Ragnarok]

Mir scheint, dass Du Leistungselektronik nur aus der Theorie kennst. Der Elektronik ist es egal ob die elektrische Energie als aus dem Motor (Bremsenergie) oder dem Drehstromnetz kommt. In beiden Fällen muss es gleichgerichtet werden. Für die Motorelektronik spricht, dass man keine Zusätzliche Elektronik braucht. Lediglich die Software des Umrichters muss ein wenig angepasst werden. Die Motorelektronik hat den Vorteil, dass die bereits für 43 oder mehr kW (max. elektrische Bremsleistung) ausgelegt ist. Alle technische und kaufmännische Gründen sprechen dafür kein zusätzlichen Lader einzubauen.

Na dann skizziere mal wie das verschalten willst. Wenn ich deine bisherigen Aussagen richtig verstehe, willst du das AC Netz auf die AC Seite der Motorleistungselektronik klemmen.

[ecopowerprofi]

Der E-Motor ist nix anderes als ein Drehstrommotor. Allerdings wird der mit einer variablen Frequenz betrieben. Die Leistungselektronik ist nix anderes als ein Vierquadrantenantrieb wie sie seit Jahrzehnte in der Industrie (z.B. CNC-Maschienen) benutzt wird. Also alles nix grundsätzlich neues. Beim Bremsen muss der Drehstrom aus dem Motor gleichgerichtet und in die Batterie geladen werden. Mittels eines Umschalters im AC-bereich oder eines Brückengleichrichters (die Dinger sind nicht größer als eine Zigarettenschachtel) wird das Netz auf Gleichstromzwischenkreis geschaltet. Der Rest erledigt dann die Elektronik des Vierquadrantenantriebs. So ein ähnliches Prinzip wird verwendet, wenn bei den von uns verkauften BHKW´s der Generator zum Anlasser wird.

[AbRiNgOi]

Mal einige Fäden hier aufgegriffen und meine 2c dazugelegt...

Thema 1: Drehstromladen als Zukunft? Antwort: Nein. Warum? aus dem gleichem Grund warum der Diesel keine Zukunft hat: Drehstrom ist nur in Europa so richtig verbreitet. Ein Ladesystem nur für Europa zu bauen ist genauso teuer wie den Diesel nur für Europa zu entwickeln. Das wird sich wieder aufhören. Ein Fahrzeug, welches so oder so nur für den Europäischen Markt entwickelt wurde (Renault ZOE) kann natürlich anders handeln und hat das auch getan. Für alle anderen ist der Markt allerdings zu klein. Nur Tesla hat aus seinen Gleichteilen der Supercharger flux sechs Elemente raus genommen und im Fahrzeug verbaut. Nur für Europa, versteht sich.

Thema 2:Der Fahrtumrichter (Inverter) wird als Ladegerät geschalten: Antwort Jain. Da ist schon ein wenig mehr drinnen als nur der umgedrehte Inverter. Der Grund liegt daran, dass die Sinusschwingung des Netzes zu starr ist, daher der Strom der sich durch das Gleichrichten Im Inverter ergibt zu Pulsierend und das würde den Akku zerstören. Zur Glättung werden riesen Große Induktivitäten verwendet. In Falle ZOE halt der Antriebsmotor, der hat drei Fette Spulen, also ideal! Nur die müssen nun im Sternpunkt geöffnet werden um als drei Einzelspulen verwendbar zu sein. Mittels Schütz wird so zwischen den verschiedenen Schaltungen umgeschalten und was passiert wenn ein so ein Schütz klebt können leidgeplagte ZOE Besitzer berichten... Weiterer Nachteil: Der Motor singt in der Zwischenfrequenz... siehe leidgeplagte ZOE Besitzer.
Und hier die gewünschte Skizze, wohl so in der ZOE verbaut:

http://publications.lib.chalmers.se/rec ... 179737.pdf


Titel Thema: 300kW nötig? Meine Zahlen gleichbleibend aus 2013: 100kWh Akku, 4c Ladung (15Minuten), 400kW Ladeleistung, dann ist das EV besser als ein Verbrenner, wenn dieser dann noch billiger ist, wird nix anderes mehr gekauft.
(Lars Thomson: "Wenn eine neue Technologie besser und billiger ist wird diese sich durchsetzen")
Daher meine 2ct: Auf jeden Fall ja! Ohne hyper Schnelladung kriegen wir nix weiter. Der letzte Vorteil des Verbrenners auf denen so schön herumgeritten wird: Reichweite und Ladezeit. Ob wir das brauchen oder nicht, wenn wir nicht dem Verbrenner zumindest gleich sind, bleibt es ein Ladenhüter. Schon mal auf den Stammtischen rum gehört?


PS: Ich liebe meinen 43AC Lader in meiner ZOE, 2013 hat es nix anderes gegeben, und der hat mich durch die ersten vier Jahre meiner Elektromobilität getragen. Er kann die nächsten Jahre noch mit 50kW DC mithalten ist also mindestens noch gleich gut. Im hier und jetzt aber auch noch Vorteile wenn DC belegt/verparkt/defekt als Plan B immer irgendwo zumindest 22kW möglich. Und in Zukunft? Ja, CCS 400kW. Nächstes Auto, nächstes Glück, 2023.