Autoladegerät (OBC)
Das Bordladegerät ist für die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom zum Laden der Leistungsbatterie verantwortlich.
Derzeit sind langsame Elektrofahrzeuge und A00-Mini-Elektrofahrzeuge hauptsächlich mit 1,5-kW- und 2-kW-Ladegeräten ausgestattet, und mehr als A00-Personenkraftwagen sind mit 3,3-kW- und 6,6-kW-Ladegeräten ausgestattet.
Die meisten AC-Ladevorgänge von Nutzfahrzeugen erfolgen 380 VDreiphasiger Industriestrom, und die Leistung liegt über 10 kW.
Den Forschungsdaten des Gaogong Electric Vehicle Research Institute (GGII) zufolge belief sich die Nachfrage nach Bordladegeräten für Fahrzeuge mit alternativer Energie in China im Jahr 2018 auf 1.220.700 Stück, was einer jährlichen Wachstumsrate von 50,46 % entspricht.
Aus Sicht der Marktstruktur nehmen Ladegeräte mit einer Ausgangsleistung von mehr als 5 kW einen größeren Marktanteil ein, etwa 70 %.
Die wichtigsten ausländischen Hersteller von Autoladegeräten sind Kesida,Emerson, Valeo, Infineon, Bosch und andere Unternehmen und so weiter.
Ein typischer OBC besteht hauptsächlich aus einem Stromkreis (Kernkomponenten umfassen PFC und DC/DC) und einem Steuerkreis (wie unten gezeigt).
Die Hauptfunktion des Stromkreises besteht darin, Wechselstrom in stabilen Gleichstrom umzuwandeln. Der Steuerkreis dient hauptsächlich dazu, die Kommunikation mit der Batterie herzustellen und den Stromantriebskreis je nach Bedarf so zu steuern, dass er eine bestimmte Spannung und Stromstärke ausgibt.
Dioden und Schaltröhren (IGBTs, MOSFETs usw.) sind die wichtigsten Leistungshalbleiterbauelemente, die in OBC verwendet werden.
Durch den Einsatz von Siliziumkarbid-Leistungsgeräten kann der Umwandlungswirkungsgrad von OBC 96 % und die Leistungsdichte 1,2 W/cm³ erreichen.
Der Wirkungsgrad soll künftig weiter auf 98 % gesteigert werden.
Typische Topologie eines Fahrzeugladegeräts:
Wärmemanagement der Klimaanlage
Da im Kühlsystem einer elektrischen Fahrzeugklimaanlage kein Motor vorhanden ist, muss der Kompressor mit Strom betrieben werden. Derzeit wird häufig ein elektrischer Scroll-Kompressor mit integriertem Antriebsmotor und Steuerung verwendet, der einen hohen Volumenwirkungsgrad und niedrige Kosten aufweist.
Zunehmender Druck ist die Hauptentwicklungsrichtung vonScroll-Kompressoren in der Zukunft.
Die elektrische Klimaanlagenheizung in Fahrzeugen verdient vergleichsweise mehr Aufmerksamkeit.
Da es keinen Motor als Wärmequelle gibt, werden bei Elektrofahrzeugen üblicherweise PTC-Thermistoren zur Beheizung des Cockpits eingesetzt.
Obwohl diese Lösung schnell ist und automatisch eine konstante Temperatur gewährleistet, ist die Technologie ausgereifter, der Nachteil besteht jedoch im hohen Stromverbrauch, insbesondere in kalten Umgebungen, wenn die PTC-Heizung die Lebensdauer von Elektrofahrzeugen um mehr als 25 % verringern kann.
Daher hat sich die Wärmepumpen-Klimatechnik allmählich zu einer alternativen Lösung entwickelt, mit der bei einer Umgebungstemperatur von etwa 0 °C etwa 50 % Energie im Vergleich zu einem PTC-Heizsystem eingespart werden kann.
Im Bereich der Kältemittel hat die „Richtlinie über Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen“ der Europäischen Union die Entwicklung neuer Kältemittel fürKlimaanlage, und die Verwendung des umweltfreundlichen Kältemittels CO2 (R744) mit GWP 0 und ODP 1 hat schrittweise zugenommen.
Im Vergleich zu HFO-1234yf haben HFC-134a und andere Kältemittel nur bei -5 Grad eine gute Kühlwirkung, der Heizenergiewirkungsgrad von CO2 kann bei -20 °C immer noch 2 erreichen, was die beste Wahl für die Energieeffizienz von Wärmepumpenklimaanlagen in Elektrofahrzeugen der Zukunft ist.
Tabelle: Entwicklungstrend bei Kältemitteln
Mit der Entwicklung von Elektrofahrzeugen und der Wertsteigerung von Wärmemanagementsystemen erweitert sich der Markt für Wärmemanagementsysteme für Elektrofahrzeuge.
Veröffentlichungszeit: 16. Oktober 2023