Hauptmerkmale:
- Moderate Leistung: Im Vergleich zu herkömmlichen DC-Schnellladegeräten mit hoher Leistung (z. B. 120 kW bis 1000 kW) arbeiten DC-Ladestationen mit geringer Leistung und eignen sich daher für Umgebungen mit geringem Ladebedarf.
- Modulares Design: Dank ihrer modularen Struktur lassen sie sich flexibel kombinieren und erweitern.
- Kompatibilität: Die Unterstützung gängiger Ladeprotokolle (wie GB/T und CCS) gewährleistet die Kompatibilität mit verschiedenen Fahrzeugmodellen.
- Anwendungsszenarien:Primär ausgerichtet auf den Bedarf an häufigem Laden mit geringem Stromverbrauch in Umgebungen wie Wohngebieten, Gewerbeparkplätzen und Logistikparks.
Vorteile kleiner DC-Ladestationen
1. Kostenvorteil
- Geringere Hardwarekosten: Komponenten (z. B. Transformatoren, SiC-Module) sind deutlich günstiger als die von Hochleistungsladegeräten, wodurch die Kosten pro Station um 30–50 % sinken.
- Geringere Installationskosten:Nur minimale Anpassungen am Stromnetz erforderlich. Daher ideal für ältere Wohngebiete oder Standorte mit begrenzter Netzkapazität.
2. Hohe Anpassungsfähigkeit an verschiedene Szenarien
- Hohe Energieeffizienz:Im Vergleich zu AC-Ladestationen (6,6–11 kW) können kleine DC-Ladegeräte 20–50 % der Batterie eines Kleinwagens in 10–30 Minuten aufladen und decken damit effektiv den Bedarf für Kurzstreckenfahrten.
- Hohe Nutzungsfrequenz: Geeignet für Szenarien mit hohem Energiebedarf wie Fahrdiensten und Logistikfahrzeugen (z. B. Zustellung auf der letzten Meile innerhalb von Gemeinden), wodurch die Wartezeiten für Nutzer deutlich reduziert werden.
3 Netzentlastung (Spitzenlastabdeckung und Lastdämpfung): Durch intelligente Planungssysteme können diese Ladegeräte das Laden außerhalb der Spitzenzeiten (z. B. nachts) priorisieren und so zur Entlastung des Stromnetzes beitragen.
Dezentrale Bereitstellung: Die dezentrale Platzierung minimiert die Netzbelastung im Vergleich zu zentralen Hochleistungsladestationen.
4 Lösung für Fahrzeuge ohne On-Board-Ladegerät (OBC): Wenn ein Fahrzeug kein On-Board-Ladegerät (OBC) besitzt, sind Nutzer auf Gleichstrom-Ladestationen angewiesen. Kleine Gleichstrom-Ladegeräte bieten eine ergänzende, kostengünstige Lösung zur Energieversorgung solcher Fahrzeuge, senken die Gesamtfahrzeugkosten und ermöglichen gleichzeitig schnelleres Laden als Wechselstrom-Ladegeräte.
Beispiele: Schnellladestationen und kleine Gleichstrom-Ladegeräte (z. B. 60 kW) ergänzen sich und decken unterschiedliche Nutzerbedürfnisse ab. Fahrzeugmodelle ohne On-Board-Controller (OBC) in Kombination mit dezentralen, kleinen Gleichstrom-Ladestationen können den täglichen Pendlerbedarf effektiv decken.
Die Entwicklung kleiner Gleichstrom-Ladestationen und die Bestrebungen der Automobilhersteller, auf On-Board-Controller zu verzichten, verstärken sich gegenseitig. Für die Hersteller senkt dies die Kosten für Elektrofahrzeuge. Für die Nutzer bedeutet es günstigere Fahrzeuge und schnellere Ladezeiten im Vergleich zum Wechselstromladen. Für die Gesellschaft ist die Nutzung von Drehstrom-Ladestationen vorteilhaft, da diese die dreiphasige Eingangsspannung nutzen, die vom staatlichen Stromnetz bevorzugt wird, da sie das Risiko von Phasenunsymmetrien minimiert.
Nachteile kleiner DC-Ladestationen im Vergleich zu Hochleistungs-DC-Ladestationen
1. Begrenzte Ladegeschwindigkeit: Aufgrund ihrer geringeren Leistung (20–80 kW) erreichen sie nicht die Ladegeschwindigkeit von Hochleistungs-DC-Schnellladegeräten (120 kW+). Dies führt zu einer geringeren Effizienz beim Aufladen von Fahrzeugen mit großer Reichweite (z. B. ab 70 kWh).
2. Eingeschränkte Anwendbarkeit:
- Probleme mit der Fahrzeugauswahl: Kleine DC-Ladestationen eignen sich hauptsächlich für Kleinwagen oder Fahrzeuge mit geringem Energiebedarf. Sie sind nicht ausreichend für mittelgroße bis große SUVs oder Langstreckenfahrten.
- Engpässe in der Netzkapazität: In älteren Gemeinden oder Gebieten mit unzureichender Netzkapazität kann der Parallelbetrieb mehrerer kleiner DC-Ladestationen dennoch Netzausbauten erforderlich machen.
3. Technische und Wartungskosten:
- Komplexe Wartung: Obwohl die modulare Bauweise die Erweiterung erleichtert, können Fehlersuche und Wartung spezialisierte technische Kenntnisse erfordern.
- Herausforderungen bei der Optimierung der Energieeffizienz: Die Energieeffizienz (z. B. der Wirkungsgrad) von Geräten mit geringem Stromverbrauch kann mitunter etwas niedriger sein als die von Geräten mit hohem Stromverbrauch.
4. Wettbewerbsdruck am Markt
- Konkurrenz durch Hochleistungs-Gleichstrom-Schnellladestationen: Nutzer bevorzugen häufig Hochleistungsladegeräte (120 kW+), wodurch kleine Gleichstromladegeräte unter Umständen in eine schwierige Zwischenposition geraten.
- Preissensible Märkte: In preissensiblen Märkten (z. B. Südostasien, Afrika) stehen kleine Gleichstromladegeräte möglicherweise in starkem Wettbewerb mit günstigeren Wechselstrom-Ladestationen.
Die Notwendigkeit kleiner Gleichstrom-Ladestationen
Erfüllung von Nischenmarktanforderungen
- Kompatibilität für Fahrzeuge ohne Bordcomputer: Da Automobilhersteller zunehmend Modelle ohne Bordcomputer einführen, sind Nutzer auf Gleichstromladung angewiesen. Kleine Gleichstrom-Ladestationen bieten hierfür eine praktische und kostengünstige Lösung.
- Szenarien mit hoher Ladefrequenz und kurzen Distanzen: Fahrdienstvermittler und Fahrzeuge der kommunalen Logistik benötigen schnelles Aufladen. Kleine Gleichstromladegeräte schließen effektiv die Lücke zwischen Hochleistungs-Schnellladung und langsamerer Wechselstromladung.
Förderung einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur:
- Absenkung der Ladebarriere: Die geringeren Kosten im Vergleich zu Hochleistungs-Gleichstromladegeräten beschleunigen den Ausbau von Ladenetzen in dünn besiedelten Gebieten wie Gemeinden und ländlichen Regionen.
- Netzanpassungsfähigkeit: In Gebieten mit begrenzter Netzkapazität (z. B. in alten Wohngebieten, abgelegenen Regionen) können kleine Gleichstromladegeräte eingesetzt werden, ohne umfangreiche und kostspielige Netzausbauten auszulösen.
Eine Übergangslösung für die technologische Entwicklung
Anpassung an 800-V-Hochspannungsplattformen: Mit dem Aufkommen von 800-V-Hochspannungsfahrzeugen, die Gleichstrom-Schnellladung benötigen, können kleine Gleichstromstationen als erste Übergangslösung dienen.
Integration mit PV-, Speicher- und Ladetechnologien: Diese Ladegeräte lassen sich effektiv mit dezentralen Photovoltaik- und Energiespeichersystemen kombinieren und fördern so die lokale Nutzung sauberer Energie.
Politische und umweltbezogene Faktoren
- Doppelte Klimaziele: Durch die Unterstützung der Netzstabilität mittels Lastspitzenkappung und -ausgleich sowie die Ermöglichung dezentraler Installationen tragen kleine Gleichstromladegeräte zu den Zielen der Klimaneutralität bei.
- Förderprogramme: Finanzielle Subventionen in einigen Regionen (z. B. im Rahmen der chinesischen „Neuen Infrastruktur"-Politik) für die Installation kleiner Gleichstromladegeräte in Wohngebieten beschleunigen deren Markteinführung.
Zusammenfassung
Kleine Gleichstromladestationen spielen eine entscheidende Rolle für die breite Akzeptanz von Elektrofahrzeugen:
- Kurzfristig: Sie sind eine wichtige Lösung für Fahrzeuge ohne Bordcomputer und dienen als primäre Ladeinfrastruktur für häufige Ladevorgänge in Wohngebieten.
- Langfristig: Sie werden mit Anbietern von Hochleistungs-Gleichstrom-Schnellladegeräten und integrierten PV-Speicher-Ladesystemen zusammenarbeiten, um ein umfassendes, mehrstufiges Ladenetz aufzubauen.
- Herausforderungen: Es gilt, Kosten, Ladegeschwindigkeit und Netzkompatibilität in Einklang zu bringen und gleichzeitig dem Wettbewerbsdruck durch die fortschreitende Entwicklung von Hochleistungs-Gleichstrom-Schnellladetechnologien standzuhalten.
- Empfehlungen: Automobilhersteller und Ladeinfrastrukturbetreiber sollten die Bereitstellungsstrategien für kleine Gleichstrom-Ladestationen an die Nutzerprofile (z. B. Pendelradius, Fahrzeugtyp) anpassen, um das Wachstum in diesem Marktsegment zu fördern.
