Supercharger V3 mit >350 kW

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Re: Supercharger V3 mit >350 kW

von Gatanis » 18. Feb 2017, 16:03

redvienna hat geschrieben:5C bedeutet noch einmal genau ?

;)


350:5 = 70 kWh

Sind dann nicht +350 kW Ladungen möglich ?


Ja, das würde es im Grunde bedeuten.

5C bedeutet, dass der maximal zulässige Strom die Batterie in einer fünftel Stunde laden würde, wenn dieser Strom bis zum Schluss fließen dürfte.
Da spätestens mit erreichen der Ladeschlusspannung (und diese dann konstant gehalten wird) der Strom automatisch absinkt, braucht das Aufladen natürlich deutlich länger als ein fünftel einer Stunde.

Mit anderen Worten: eine 5Ah-Batterie würde einen Anfangsstrom von 25A vertragen, während eine Batterie mit nur 1C nur mit maximal 5A geladen werden dürfte.

Umgerechnet auf Leistung und Energiemenge (indem man mit der Batterie-Spannung multipliziert und so tut, als würde sich die Spannung während des Ladens nicht verändern) könnte man grob sagen: Die Anfangs-Ladeleistung bei einer 90kWh-Batterie würde, wenn sie 1C verträgt, 90kW betragen (eigentlich weniger, da zu Beginn die Spannung niedrig ist und die Energiemenge sich auf eine vollgeladene Batterie mit hoher Spannung bezieht, die Strombegrenzung aber unabhängig vom Ladezustand gilt) und bei 5C würde sie 450kWh betragen (aber wie gesagt eigentlich weniger).
Das mal nur so als grober Ansatz.

Als Hilfe: Ah => Ampere*Stunde (Ladungsmenge, nicht Energiemenge); Wh=VAh => Watt*Stunde = Volt*Ampere*Stunde (Spannung*Strom*Zeit = Energiemenge, wobei 1000Wh=1kWh), die Batteriespannung einer einzelnen Lithiumzelle im leeren Zustand irgendwo über 3V und beträgt im vollgeladenen Zustand maximal 4,2V. Die Spannung im leeren Zustand kann varieren, jenachdem wieviel Sicherheit man oben drauf packt, um "Bricking" zu vermeiden (also dass der Tesla-Akku zu einem sehr teuren aber nutzlosen Ziegelstein wird). Beim Tesla sind mehrere Zellen in Reihe geschaltet was zu deutlich höheren Spannungen führt, diese aber zwischen leer und voll proportional gleich stark variieren. Die genauen Zahlen habe ich nicht parat.

Aber irgendwie so verhält es sich mit diesem ominösen "5C" nur dass wegen der schwankenden Spannung das direkte 1:1-Umrechnen auf die Leistung und Energiemenge schwierig ist.
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Re: Supercharger Ideen für die Zukunft

von volker » 6. Mär 2017, 22:22

350kW ist ein nettes Stichwort, ich möchte das weiter aufspannen. Wie stelle ich mir den Supercharger der Zukunft vor?

Nehmen wir mal einen SuC mit 4 Stellplätzen. Es steht dafür ein Gleichrichter-Stack mit 200kW auf DC-Seite bereit. Der Gleichrichter-Stack bestehen aus 12 Einheiten mit den bekannten 16,5kW. Die Einheiten können in Dreiergruppen auf jeden der vier Plätze geschaltet werden. Die Ladeleistung an jedem Stellplatz liegt damit zwischen 50 und 200kW. Ist der SuC voll belegt, und erreicht ein Fahrzeug 90% SoC, so wird auf den AC-Bordlader umgeschaltet. Am Supercharger liefert der immer 16,5kW Leistung, unabhängig ob der Nutzer die Freischaltung dafür bezahlt hat oder nicht. Es spart ja Zeit von Tesla, wenn der SuC schneller frei wird.

So ist ein optimaler Durchsatz an jedem Stellplatz garantiert, bei moderat erhöhtem Schaltungsaufwand. Das Konzept wird hochskaliert auf 8, 12, 16,.. Stellplätze.
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Re: Supercharger V3 mit >350 kW

von OS Electric Drive » 6. Mär 2017, 23:00

Wir sehen doch heute schon dass beim 100D die 100kW bis 70% gehalten werden, von daher wird das in ZUKUNFT noch eher nach oben gehen, ich glaube dass 200kW JE Ladestelle benötigt werden und in der Spitze 300-400kW! Das geht dann vermutlich nur über Akkus.

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Re: Supercharger V3 mit >350 kW

von volker » 6. Mär 2017, 23:16

Ja, sicher. Aber Maximalforderungen stellen ist zu teuer. Man kann jeden Euro nur ein mal ausgeben. Was nutzen 200kW wenn die meistens brach liegen. Eine Umschaltung 200kW an jedem Stellplatz bereit zu stellen wo ein Auto steht bei > 8 Stellplätzen wird sehr teuer. Für das Geld bau ich doch lieber mehr Gleichrichter und überlasse es dem Kunden, den richtigen Stellplatz für volle Leistung zu wählen. Kann man auch ins Navi einbauen den Hinweis.

Daher die Frage: Was ist ein optimaler Kompromiss zwischen "wenn ich allein bin, krieg ich volle Leistung" und "jeder kriegt was, auch wenn alles voll belegt ist?" Soll die Leistung auf zwei Stellplätze aufteilbar sein (wie heute). Oder 1:1 an jedem Stellplatz? oder aufteilbar auf 4 Stellplätze?
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Re: Supercharger V3 mit >350 kW

von Eberhard » 6. Mär 2017, 23:51

Die neue SuC Technologie wird sich von den vielen Einzelladern verabschieden müssen. Zum Zuge wird eine Technologie kommen, die direkt aus dem 20kV Netz eine DC-Zwischenspannung von 500V, die zudem über einen Speicher gepuffert wird, zur Verfügung stellt. Für jeden Ladepunkt gibt es einen DC/DC Wandler, der den eigentlichen Ladevorgang übernimmt und die Ladespannung kontinuierlich an die Batteriespannung anpasst.
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Re: Supercharger V3 mit >350 kW

von volker » 7. Mär 2017, 00:31

Verstanden. Aber macht es Sinn, pro Ladepunkt einen DC/DC-Wandler mit einer Maximallleistung X vorzuhalten, wenn die mittlere Auslastung eines SuC bei 5-30% liegt?
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Re: Supercharger V3 mit >350 kW

von Ralf Wagner » 7. Mär 2017, 01:58

Es ist die Frage was günstiger ist, der DC/DC mit der vollen Leistung oder die Umschalterei mit den DC Schützen. Langfristig könnte ich mir die DC Schienen vorstellen, wobei die anderen Hersteller mit der HPC 350 Technik auf die höhere Spannungsebene gehen.
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Re: Supercharger V3 mit >350 kW

von OS Electric Drive » 7. Mär 2017, 07:45

Die neuen Batterien werden locker bis 70% mit voller Power geladen werden können da wird das Thema umschalten etc keine Rolle mehr spielen. Eine 20kV DC Lösung halte ich für albern und unnötig, denn ein Trafo kostet kaum Geld und ist Standard. Das gibt es nichtmal im PV Bereich wo MW weise WR direkt ins 20kV Netz liefern auch da ist immer ein Trafo vorgeschaltet. Bei großen Anlagen nimmt man dann eben keine 400V sondern 460V.
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Re: Supercharger V3 mit >350 kW

von fränki1 » 7. Mär 2017, 10:06

Da möchte ich dir für die Zukunft widersprechen. Die konventionellen Trafos, so wie wir sie heute kennen werden bald durch elektronische Trafos ersetzt werden, die im kHz Bereich arbeiten.
Damit ist dann auch der Weg frei für Gleichspannungsnetze, die deutlich weniger Verluste haben. Auch die magnetische Wechselfeldbelastung sinkt damit natürlich drastisch.
Durch die kommende autonome Fahrtechnik dürfte es auch beim Verkehr mittelfristig zu komplett anderen Lösungen kommen.Das Privatauto wird wohl in Frage gestellt. Auf Autobahnen wird man im Verbund fahren.
Eine externe Versorgung der Fahrzeuge auf der Langstrecke dürfte deutlich effizienter sein, als riesige Akkus und gewaltige Ladetechnik.
Zwischenspeicher sind dann auch deutlich seltener erforderlich. Passive Schutzmaßnahmen werden durch aktive ersetzt (z.B. Magnetfelder als Aufprallschutz).
Und auch zum Akku ist noch nicht das letzte Wort gesprochen.Mittelfristig werden wohl die elektrochemischen Speicher von der Physikalischen (Kondensator) abgelöst.
Übergangsweise werden sie gemeinsam werkeln. Auch die Federung, die Stoßdämpfer, der Wankausgleich in der Kurve usw. werden in der Zukunft magnetisch arbeiten.
Es gibt also noch viel zu tun, auch für uns in Deutschland.
 
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Re: Supercharger V3 mit >350 kW

von jekruege » 7. Mär 2017, 10:23

Der Mensch ist ein Jäger und Sammler - ich glaube zwar, dass Carsharing mehr wird aber nicht in dem Ausmaße.

Ein SUC3 mit mehr Power wird sicher im Rahmen des Model 3 Anlaufs kommen, um den neuen Batterietyp aus der Gigafactory optimal zu nutzen.

Langfristig glaube ich aber bei der aktuellen Reichweitensteigerungen der Batterien, dass man bald 800 km schaffen wird und man so nur noch nachts lädt.
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