Die wachsende Besorgnis über Kohlendioxidemissionen, Treibhauseffekte und die rasche Erschöpfung fossiler Brennstoffe führt zu der Notwendigkeit, neue umweltfreundliche nachhaltige Alternativen zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICE) zu entwickeln und einzuführen. Aus diesem Grund haben sich Elektrofahrzeuge in den letzten zehn Jahren in gewisser Weise verbreitet, hauptsächlich wegen ihrer vernachlässigbaren Brenngasemissionen und der geringeren Abhängigkeit von Öl.
Apropos Wachstum: Elektrofahrzeuge (EVs) haben in den letzten 20 Jahren enorme Fortschritte gemacht, sowohl im Hinblick auf die Weiterentwicklung der Batterie Technologie und Reduzierung der Batteriekosten. Bis vor Kurzem waren Elektrofahrzeuge in der Regel teurer als benzinbetriebene Fahrzeuge. Um den kommerziellen Erfolg von Elektrofahrzeugen zu fördern, müssen hochmoderne Batterien und eine Infrastruktur zur Unterstützung des Batterieladens entwickelt und installiert werden, wodurch Elektrofahrzeuge erschwinglicher, zugänglicher und benutzerfreundlicher werden. Das Laden von Elektrofahrzeugen ist eine Art Vorreiter in Sachen Innovationen.
Grundsätzlich gibt es drei Möglichkeiten, eine EV-Batterie aufzuladen. Das Aufladen erfolgt entweder durch konduktives oder induktives Laden und drittens durch den Austausch der Batterien. Das EV-Ladesystem besteht aus einem Ladegerätsteuergerät, einem Ladekabel und einem Fahrzeugsteuergerät. Ladegeräte können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden, induktiv und leitfähig. Das induktive Ladegerät hat keine Kontaktfläche und wird über einen Magneten übertragen. Diese Kupplung bringt dem Fahrer zwar Komfort, hat aber noch kein hocheffizientes Niveau erreicht. Das leitfähige Ladegerät ist ein herkömmliches Gerät, das Strom durch Kontakt induziert.
Automatisiertes konduktives Ladesystem für Elektrofahrzeuge
Beim konduktiven Laden wird ein direkter Kontakt zwischen dem EV-Anschluss und dem Ladeeingang verwendet. Das Kabel kann an einer handelsüblichen Steckdose oder Ladestation zugeführt werden. Das konduktive Ladegerät für Elektrofahrzeuge hat die Vorteile von Reife, Einfachheit und geringen Kosten, da es einfach Stecker und Steckdosen verwendet, um elektrische Energie über physische Metallkontakte zu leiten. Es gibt zwei Methoden, die in EV-Ladestationen verwendet werden, die die leitfähige Methode verwenden, nämlich. AC-Ladegeräte oder On-Board-Ladegeräte und DC-Ladegeräte oder Off-Board-Ladegeräte.
Bei der konduktiven Energieübertragung wird ein Leiter verwendet, um zwei elektronische Geräte zu verbinden, um Energie zu übertragen. Es gibt drei Grundkomponenten beim Laden von Elektrofahrzeugen, Kabeln, Steckern und Batterien, und auf der Grundlage derselben wird das konduktive Laden aufgeteilt in Off-Board und Laden an Bord.
Leitfähiges DC-Ladesystem für Elektrofahrzeuge
Die DC-Ladung erfolgt off-board mit einem DC-Ladegerät. Es verwendet dedizierte DC-EV-Versorgungsgeräte, um Energie von geeigneten externen Ladegeräten an EVs an öffentlichen Orten bereitzustellen. Es wird als schnelles DC-Laden bezeichnet. Im Gegensatz zu Onboard-Ladegeräten gibt es Flexibilität bei der Leistungsstufe. Es kann bis zu 50KW verwendet werden, dh der Akku kann in 20 Minuten von leer auf 80% geladen werden. Aber manchmal variiert diese Zahl je nach Batteriezustand und Qualität des Fahrzeugs.
Die bisher verwendeten Ladegeräte zum Anschluss des Fahrzeugs an die externe Stromstation sind:
- CCS USA
- CCS Europa
- Chademo
- Tesla USA/EU
- China GB/T-Standard
Alle diese haben unterschiedliche Anzahlen von Pins, Phasen und Spannungsleistungen und werden entsprechend der Leistungsaufnahme im Fahrzeug verwendet. Obwohl das DC-Ladesystem der schnellste Modus ist und keine Einschränkungen bei der Stromversorgung hat, weist das DC-Ladesystem immer noch wenige Einschränkungen auf.
Die Einschränkungen sind unten aufgeführt:-
- Höhere Verluste in Ladegerät und Akku
- Akku:- Kürzere Akkulaufzeit, nur 70-80% SOC können mit Schnellladung aufgeladen werden
- Kabel: Begrenzter Maximalstrom für Kabel, das leicht angehoben werden kann
- Hohe Investition
- Negative Auswirkungen auf das Netz
- Nur an öffentlichen Ladestationen erhältlich
- Wärmemanagement
Leitfähiges Wechselstrom-Ladesystem für Elektrofahrzeuge
AC-Laden ist das, was die meisten gängigen Steckdosen für ihren Ladevorgang verwenden. Zum Aufladen muss das Fahrzeug lediglich an eine gewöhnliche Steckdose oder eine speziell für Elektrofahrzeuge ausgelegte Steckdose mit höherer Leistung angeschlossen werden. Wie Sie sehen, ist der Platz- und Materialbedarf für diese Art von Ladestation recht gering. Das Aufladen dauert jedoch länger und für diesen Vorgang muss das Auto mit einer Onboard-Ladeeinheit ausgestattet werden, was das Gewicht des Autos erhöht. Onboard-Ladegeräte haben diese Ausnahme, dass sie mit der Stromversorgung begrenzt sind. Beim Laden eines Elektrofahrzeugs ist jedoch Flexibilität bei der Stromversorgung das Hauptmotto.
Der gesamte Ladevorgang in einem AC-Ladesystem ist etwas anders. Es gibt Näherungspiloten (die ständig überprüfen, ob die Verbindung zwischen dem Elektrofahrzeug und dem Infrastrukturstecker hergestellt ist), Kontrollpiloten (kontrolliert den maximal entnehmbaren Strom) als Ladeeingang sind im Fahrzeug installiert. Daher ist es in solchen Situationen ein Muss, die maximale Stromzufuhr zu überprüfen. Die drei hauptsächlich verwendeten Gerätetypen sind Fahrzeugnetz, Ladekabel und Infrastrukturstecker.
Die Arten von Ladegeräten, die in einem AC-Ladesystem verwendet werden, sind
- USA/Japan SAE
- Europa Mannekes/ Tesla
- Allianz für EV-Stecker
- Tesla USA
Das Wechselstrom-Ladesystem hat den großen Vorteil, dass Sie überall mit der Standard-Steckdose laden können und es verfügt über ein Batterieüberwachungssystem (BMS) mit einfacher Kommunikation. Allerdings mit einigen großen Nachteilen wie Leistungsabgabe, relativ längerer Ladezeit und höherem Fahrzeuggewicht aufgrund der verbauten Eingabeeinheit.
Drahtloses Laden von Elektrofahrzeugen (EVs)
In einer Welt, in der das Aufladen von Elektroautos ein entscheidender Faktor für die Energiewende ist, können neben Elektroladestationen auch andere Lösungen angeboten werden. Eine solche Lösung ist das kabellose Laden. Das kabellose Aufladen im Auto ist eine erweiterte Version des Smartphone-Ladens mit mehreren Unterschieden. „Drahtloses induktives Laden ermöglicht es einem Elektrofahrzeug, ohne Kabel automatisch aufzuladen.
Es hat sich über die Jahrhunderte bewährt, alles ist technisch skalierbar; mit steigenden Energieübertragungsraten müssen jedoch die Komplexität und Größe der Energieverwaltungselektronik steigen. Noch wichtiger ist, dass bei steigender Leistung eine Reihe zusätzlicher Faktoren berücksichtigt werden müssen, wie z. B. Wärmeverluste und Wärmemanagement. Je höher die Ineffizienz und je höher die Leistung, desto höher sind die Wärmeverluste und desto mehr muss getan werden, um diese Wärme zu verwalten.
Induktives Laden verwendet ein elektromagnetisches (EM) Feld, um Energie zwischen zwei Spulen zu übertragen. Zwischen der Spule der Ladestation und der Spule des Fahrzeugnetzes entsteht Magnetresonanz. Die Spulen sind auf die gleiche Frequenz abgestimmt und es findet eine Energieübertragung zwischen ihnen statt. Es ist so einfach, wie die Energie von einer Mutter auf ein auf einer Schaukel sitzendes Kind übertragen wird. Energie wird über eine induktive Kopplung an die elektrischen Geräte übertragen. Diese Energie wird zum Laden von Batterien verwendet. Induktive Ladegeräte werden mit einer Induktionsspule verwendet, um ein elektromagnetisches Wechselfeld aus der Ladestation zu erzeugen. Ein tragbares Gerät wie Autos oder Lastwagen verwendet eine zweite Induktionsspule, um das EM-Feld zu empfangen. Diese EM-Felder werden wieder in elektrischen Strom umgewandelt, um die Batterie der Elektrofahrzeuge aufzuladen.
Wir beherrschen alle zusätzlichen Faktoren und technischen Herausforderungen und haben induktives Laden, das das Laden so einfach macht wie das Parken Ihres Fahrzeugs. Die interessante Tatsache ist, dass das kabellose Laden zu 93% effizient ist, was im Vergleich zu herkömmlichen Betankungsmethoden fast durchgängig ist. Alles kommt mit Fluch und Segen, die Leute akzeptieren diese Technologie, haben aber gleichzeitig Angst vor Missgeschicken. Aber Experten haben die Sicherheit des kabellosen Ladens diskutiert und sind sehr zuversichtlich, dass es so einfach ist wie das Kochen in der Küche. Auch in der Küche müssen wir einige Sicherheitsmaßnahmen beachten und ähnliches ist beim kabellosen Laden der Fall.
Selbst große Automobilmarken wie BMW vertrauen auf diese Technologie. 2018 brachte BMW sein neues Modell mit kabellosem Laden auf den Markt und zitierte: „BMW macht das Laden einfacher als das Tanken.
Dynamisches Laden von Elektrofahrzeugen: Bisher haben wir nur über statisches kabelloses Laden gesprochen. Das neue Next-Best-Ding, an dem EV-Innovatoren arbeiten, ist Dynamisches Laden von Elektrofahrzeugen (DEVC), mit dem ein Elektrofahrzeug während der Fahrt drahtlos aufgeladen werden kann. Das System ist in der Lage, ein Elektrofahrzeug bei Autobahngeschwindigkeit (20 km/h) dynamisch mit bis zu 100 kW zu laden.
Herausforderungen und Möglichkeiten
Im Moment dreht sich bei Elektrofahrzeugen alles um Herausforderungen in Bezug auf Infrastruktur, Fahrzeugkosten, Ladezeit, Art der Ausrüstung usw. Innovator ist der Ansicht, dass die Innovation von Elektrofahrzeugen die beste Innovation sein wird, um die COXNUMX-Emissionen zu senken und den Weg für erhebliche Fortschritte beim Klimaschutz zu ebnen.
Nachfolgend sind die wenigen Herausforderungen aufgeführt, die mit der gegenwärtigen Infrastruktur einhergehen:
Ladezeit: Es gibt drei große „Stufen“ von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge. Der Standard-120-Volt-Stecker, der häufig für Haushaltsgeräte verwendet wird, lädt sich langsam auf, kann aber eine Batterie nach mehreren Nächten oder etwa 20 bis 40 Stunden fast vollständig aufladen. Die 240-Volt-Ladegeräte der „Stufe zwei“ bieten im Allgemeinen eine Ladezeit von 20 bis 25 Meilen in einer Stunde, was die Ladezeit auf acht Stunden oder weniger verkürzt. Schließlich können „Level 3“-Gleichstrom-Schnellladegeräte (DC) eine Batterie in 80 Minuten auf bis zu 30 Prozent aufladen. Derzeit sind Ladegeräte der Stufe 22,816 am weitesten verbreitet – das Department of Energy listet XNUMX öffentliche Stationen in den Vereinigten Staaten auf.
Verfügbarkeit der Ladeinfrastruktur: Anstatt an einer typischen Tankstelle aufgetankt zu werden, müssen Elektrofahrzeuge (EVs) an Steckdosen aufgeladen werden, um zu fahren. Viele E-Auto-Besitzer laden ihr Auto zu Hause in ihrer Garage mit einem speziellen Wandladegerät auf. Diese Anordnung funktioniert für die meisten Menschen, da die durchschnittliche Person 29 Meilen pro Tag fährt. Diese Distanz liegt weit im Bereich heutiger Elektrofahrzeuge, von denen die meisten je nach Modell zwischen 150 und 250 Meilen mit einer Ladung zurücklegen können. Es treten jedoch zwei große Schwierigkeiten auf. Erstens sind Parkhäuser für Autofahrer, die in Wohnungen leben, selten mit Ladeinfrastruktur ausgestattet, und die Installation einer solchen Infrastruktur kann für Gebäudemanager teuer sein.
Pricing: Im Gegensatz zu Tankstellen, an denen der Kraftstoffpreis pro Gallone festgelegt wird, kann das Laden von Elektrofahrzeugen derzeit einer Reihe verschiedener Preisschemata folgen, was zu uneinheitlichen Preisen und manchmal hohen Ladekosten führen kann. Die Preise für das Aufladen zu Hause sind konsistente Preise pro Kilowattstunde (kWh), die von den Regulierungsbehörden der Energieversorger festgelegt werden. Bei der Preisgestaltung für öffentliche Ladestationen wurden Schemata verwendet, die Gebühren pro Sitzung, Gebühren pro Minute und gestaffelte Preise basierend auf der maximalen Ladegeschwindigkeit eines Fahrzeugs umfassen. Ladegebühren werden an Ladestationen oft nicht angezeigt. Diese Inkonsistenz und der Mangel an Transparenz sind Hindernisse für die Einführung von Elektrofahrzeugen, da sie zu Frustration und negativen Kundenerfahrungen führen können.
Möglichkeiten
- Fertigungsmöglichkeit: Es sind mehrere Narrative aufgetaucht, während über Möglichkeiten gesprochen wurde; selbst Top-Unternehmen aus Indien wie NTPC, Bharat Heavy Electricals Ltd (Bhel) und Power Grid Corp. of India Ltd wollten alle Teil dieses Kuchens sein. Jeder kann sehen, dass dies die Zukunft der Automobilindustrie sein wird. Der Aufstieg der Elektrofahrzeugindustrie bietet der Fertigungsindustrie offensichtlich viele Möglichkeiten. Auch große E-Commerce-Giganten wie Flipkart oder Amazon stellen ihre bestehenden Fahrzeugflotten auf Elektro um. Amazon wird von Jeff Bezos geleitet und sagte, dass es bis 10,000 2025 Einheiten Elektrofahrzeuge in seine Warenlieferungsflotte in Indien einführen wird. Flipkart im Besitz von Walmart plant, 25,000 Einheiten Elektrofahrzeuge in seine Flotte einzuführen, um die Fahrzeugemissionen zu reduzieren. All dies wird definitiv einen immensen Pool an Produktionsmöglichkeiten schaffen, um diese riesige Nachfrage zu decken.
- Ein enormer Anstieg der B2B-Möglichkeiten: Nicht nur Unternehmen, sondern auch Verbraucher zeigen ein zunehmendes Interesse an Elektromobilität, die wachsende Medienaufmerksamkeit hat auch weltweit einen breiten Raum für zahlreiche Möglichkeiten im Business-to-Business-Markt geschaffen. Wichtige Schlüsselakteure sorgen bereits für Aufsehen bei den Fertigungsunternehmen, um den EV-Sektor nachhaltig zu gedeihen. Auf einer Konferenzveranstaltung in Berlin gab Volkswagen-Chef Matthias Müller bekannt, sich Batterie-Lieferpartner in Europa und China gesichert zu haben.
- Batterietechnologie: Batterietechnologie ist ein integraler Bestandteil des Elektrofahrzeug-Ökosystems in Indien. Die Technologien auf dem Markt für Elektrofahrzeugbatterien haben sich in den letzten Jahren stark verändert, wobei sich die Batterietechnologie von einer niedrigen Energiedichte zu einer hohen Energiedichte entwickelt hat. Viele Marktforschungen haben ergeben, dass die Batterietechnologie für Elektrofahrzeuge von 38 bis 2020 voraussichtlich um 2025 % CAGR wachsen wird, was viel Raum für Geschäftsmöglichkeiten in der Batterietechnologie schafft. Um den Markt weiter voranzutreiben, hat die indische Regierung die National Mission on Transformative Mobility and Battery Storage unter dem Vorsitz von Niti Aayog gegründet. Mit einem starken Fokus auf Lokalisierung werden Maßnahmen ergriffen, um die Abhängigkeit vom Import zu verringern und Batterien und andere Komponenten im Inland herzustellen.
- ICE-Verschrottung: Mit zunehmendem Interesse an Elektromobilität ist es aber offensichtlich, dass ein schwindendes Interesse an ICE ein automatischer Verlust wäre. Und als das Interne Verbrennung Motorfahrzeuge werden obsolet, die Geschäftsmöglichkeiten, sie zu verschrotten, werden in Zukunft weiter zunehmen. Viele dieser Schadstoffe werden auf den Straßen gesperrt und landen in Schrottzentren, Metalle und Materialien werden recycelt, um umweltgerechte Produkte herzustellen und zu erneuern.
Sheeba Chauhan | Untereditor | ELE Zeiten
Sheeba Chauhan
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Sheeba Chauhanhttps://www.eletimes.com/author/sheeba„Trotz des beeindruckenden Wachstums von elektronisch Bei der Produktion in Indien ist die Nettowertschöpfung der Produktionseinheiten gering, da die meisten Komponenten immer noch importiert und nicht lokal bezogen werden“ – S Ramakrishnan
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