Neue CCS Ladesäule mit 120kW

Ja, und maximal 500V. Der CCS Stecker ist auf 200A spezifiziert, damit beschränkt sich CCS Leistung bei den Ladestationen bei einer üblichen Akkuspannung von ca. 400V auf ca. 80kW.

EDIT: Am 15.3. gibt es in der Mäulemühle einen Vortrag über die Zukunft des Schnellladens mit 350kW von Phoenix Contact. Das würde mich eigentlich sehr interessieren, vielleicht fahre ich dort hin :slight_smile:

Der Zukunft gehört der vollautomatisierte Ladenvorgang per automatischen Anfahren des Ladepunktes, Laden per Roboterarm und zur Verfügungstellung des geladenen Fahrzeuges auf einen freien Parkplatz.

Wie die zukünftigen Stecker/Kontakte dabei aussehen werden ist noch Spekulation. Ein CCS2 ist denkbar ungeeignet. Der Type2 leider auch nicht sehr viel besser. Federbelastete Kontakte sind eigentlich auch nicht notwendig, da der Roboterarm einen kontrollierten und definierten Anpressdruck garantieren kann. Per Lasersteuerung kann der Kontakt präzise hergestellt und überwacht werden. So könnten die Kontakte großflächig gestaltet werden um eine zu hohe Stromdichte zu vermeiden.

So können nicht nur hohe Ströme sondern auch hohe Spannungen sicher genutzt werden.

Und wann kommt jemand endlich auf die Idee am CCS die fehlenden Pins wieder zu bestücken und somit 2x3 Pins zum DC Laden zu verwenden?

(um 3 Uhr kann ich die dann möglichen kW leider nicht mehr ausrechnen…)

Ja, die SUC sind derzeit das Maß der Dinge und das nun schon seit mehr als zwei Jahren. Klar muss die Spannung hoch damit man mit niedrigerem Ladestrom auch die Leistung abgebildet bekommt.

Ein Blick in die Entwicklung von PV Wechselrichter könnte sich lohnen.

Fronius 40kW Maschine 2005

fronius.com/internet/img/SE/ … ax_100.jpg

12 Leistungsteile mit je 3,3kW, maximale Arbeitsspannung 420V

Heute

solar-inverter.com/download/ … sion_7.pdf

50kW in einem Gehäuse maximale Arbeitsspannung 800V

files.sma.de/dl/25977/STP60-10-D … V11web.pdf

60kW von SMA auch 800V

Wer sich mal den Fronius ansieht und vom Konzept her mit den SUC vergleicht wird schon eine gewisse Ähnlichkeit nicht leugnen können …

Wie soll das gehen? Wenn ich es richtig verstehe, wird der Supercharger direkt mit dem Akku verbunden. Dann kann er aber keine andere Spannung verwenden, als die des Akkus.

Es geht ja um Zukunft und da werden die Autos sehr wahrscheinlich mit der Spannung hoch vielleicht 600v oder gar 800V wie von Porsche angekündigt.

Die Heraufsetzung von 400 auf 800 V ist für meine Begriffe eher willkürlich. Warum nicht 1200 V ?

Wenn ich wirklich massig Energie in kurzer Zeit übertragen möchte und die Leitungen etc. Leistungskompatibel (Erwärmung, Energieverluste. Handling) gestaltet sein sollen, dann ist die Erhöhung der Spannung um Faktor 2 langfristig zu kurz gedacht.

Das Argument, die Halbleiter sind noch nicht so weit, ist nur bedingt richtig. Die Leistungshalbleiter haben in den letzten Jahren mächtig zugelegt. Höhere Spannungen werden technisch einfacher im Design und die Kosten bleiben im Rahmen. Die Entwicklung aus der Vergangenheit wird definitiv fortgesetzt.

Wenn also erst 2019 die ersten 200/300/400 kW Ladestationen in Verkehr gebracht werden, dann ist die Halbleiterindustrie bereits einen ganzen Zacken weiter als Porsche und andere Hersteller.

Wenn man also ein neues Spannungslevel etablieren möchte, dann gleich den Sprung in die Zukunft.

Über 1000v sehe ich kritisch dort verlässt man einen Bereich der Zulassung und Handlung sehr einschränken.

Vergesst bitte nicht, dass eine höhere Bordspannung keine schnelleren Ladezeiten erlaubt. Ein Akku, der mit 2C geladen werden kann, kann mit 2C geladen werden. Die Spannung hat damit nichts zu tun. Die einzelne Zelle hat nachwievor die gleichen Eigenschaften, egal ob die Zellen in Serie oder parallel verbunden sind. Eine Ladespannung oberhalb der Netzspannung klingt für mich nicht einleuchtend.

2c heißt aber 180kW und bei 390v breits bis zu 470A. Bei 800V reichen dafür kaum mehr als 200A.

Was das ganze nun mit der Netzspannung zu tun haben soll erschließt sich mir nicht. Sind dann in den USA nur 110V Akkus am Start?

Welche Netzspannung meinst du?
400V? Da wir ja hier von DC Ladung reden erscheint mir diese Kopplung willkürlich. Oder habe ich dich missverstanden?
Oliver

Klar werden die Ströme kleiner bei höherer Spannung. Die Ladegeschwindigkeit ist aber nicht abhängig von der Spannung, was viele zu glauben scheinen.

Ladespannungen oberhalb der Netzspannung erfordern halt wieder Hardware, die nicht nötig wäre. Am SuC ist das eines, aber zu Hause will man doch einfach an die Steckdose und es lädt. In jedem Auto einen Trafo mitzufahren, nur um doch am normalen Stromnetz laden zu können, ist auch nicht schlau.

Den Akku in zwei Hälften teilen und jede mit 400V laden und anschliessend wieder zusammenschalten, ist BMS-technisch glaube ich nicht ganz ohne.

Worin liegt eigentlich der Gewinn bei höherer Ladespannung? Also unter dem Strich, alle Nachteile eingerechnet. Etwas dickere Kontakte oder wassergekühlte SuC sind vermutlich die einfachere Lösung.

@Oberfranke: Gleichstrom ist gleichgerichteter Wechselstrom, weil aus dem Stromnetz nur solcher zu haben ist. Beim Gleichrichten kann man aber nicht mal einfach so 800V produzieren, sondern muss vorher die Netzspannung auf eine höhere Spannung transformieren um sie dann gleichzurichten.

Die jetzigen Ladegeräte haben schon alle einen Trafo eingebaut. Die Akkuspannung beim Model S ist zwischen 320-330V bei leerem und 400-410V bei vollem Akku angesiedelt. Das Ladegerät arbeitet mit der Netzspannung von 230V (es könnte sich an Drehstromladepunkten 400V nehmen, aber warum sollte man das Ladegerät auf 230 und 400V optimieren, es hat keinen Vorteil wenn man 400V nutzt).
Problematisch wird es wenn du ein Fahrzeug mit höherer Spannung an einem 400/500V DC-Lader laden willst, das funktioniert dann eben nicht (bzw. nur, wenn man den Akku intern Parallelschalten würde).
So ein Trafo ist nicht groß, weil er mit einer hohen Schaltfrequenz arbeitet.
EDIT: (Und er wäre sowieso nötig um die Ausgangsspannung variieren zu können.)(Okay das stimmt nicht ganz, wenn die Netzspannung ein bisschen überhalb der Ladeschlussspannung wäre würde man ihn nicht deswegen brauchen. Aber für die Galvanische Trennung ist er selbst dann notwendig).

Aha, Trafos sind eh schon verbaut. Das wusste ich nicht, macht aber Sinn.

Trotzdem erkenne ich den Vorteil von 800V nicht. Es geht nur um zwei Kontakte, die etwas dicker sein müssen. Für die Fahrleistungen scheint 400V gut auszureichen, wie Tesla zeigt.

Naja, beim SuC sind die Kabel schon recht dick und wenn man mit der Leistung raufgehen will macht ein dickeres Kabel bald keinen Sinn mehr. Mit 800V wäre das Kabel dann wieder dünn genug.

Der Unterschied zwischen AC und DC ist mir wohl bewusst. In diesem Thread ging es primär um schnelle DC Ladung, deshalb meine Frage die Netzspannung betreffend.
Deine Sorge gilt also dem Trafo im eingebauten Lader (oder einer an Niederspannung angeschlossenen Ladestation). Einen Trafo gibt es im Lader ja heute schon, der müsste bei höherer Spannung des Packs anders aber nicht notwendigerweise komplexer sein. Die Kosten werden da vermutlich eher durch die Leistung diktiert als durch die Spannung. Und die muss man ja nur an den echten Schnellladestationen a’la SuC maximieren.
Wobei ich offen zugebe, dass mein Wissen über diesen Bereich der Elektrotechnik eingerostet ist.

Ich versuche mal die Erleuchtung zu bringen. :wink:

Zur Serien- und Parallelschaltung der Akkuzellen:
Vereinfacht ausgedrückt:
Wenn zwei Zellen mit 4V, 3Ah und 2C Lademöglichkeit in Serie geschalten werden, muss das Ladegerät bei 8V (24V) mit 6A (2C3Ah) leisten. Der Akku hat dann 24Wh bei 8V, 3Ah, und 2C(=6A)
Wenn zwei Zellen mit 4V, 3Ah und 2C Lademöglichkeit parallel geschalten werden, muss das Ladegerät bei 4V (14V) mit 12A (22C*3Ah) leisten. Der Akku hat dann 24Wh bei 4V, 6Ah, und 2C(=12A)
In beiden Fällen wird mit 48W geladen.
(Tatsächlich muss wegen der Ladekennlinie und Verlusten das Ladegerät etwas mehr bringen.)

Das Argument für die Erhöhung der Spannung ergibt sich aus folgendem:

E = U * I * Delta-t
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Energie

Umgansprachlich augedrückt:
Energie (in Wh) = Spannung (in V) * Strom (in A) * Zeitdauer (in Stunden)

Wenn z.B. einen doppelt so großen Akku laden will, muss die doppelte Energie in das Auto übertragen werden.
Nun hat man vier Möglichkeiten.

  1. Man lädt mit doppelter Ladezeit. → Beim „Schnellladen“ nicht erwünscht.
  2. Man lädt mit doppeltem Strom. → Man benötigt Stecker und Kabel, die für mehr Strom zugelassen sind.
  3. Man lädt mit doppelter Spannung. → Man benötigt Stecker und Kabel, die für mehr Spannung zugelassen sind.
  4. Eine Mischung der oberen drei.

Die doppelte Zeit warten möchte der Mensch nicht
Für doppelten Strom benötigt man mehr Kupfer und bessere Kontaktierung, also mehr Kosten und mehr Gewicht.
Für doppelte Spannung benötigt man mehr oder bessere Isoilierung. Dies ist bis zu einem gewissen Maß günstig zu realisieren.

Um diese hohe Leistung im Auto nicht nochmals auf eine andere Spannung umsetzen zu müssen,
müssen die Zellen im Akku so angeordnet (Serie, parallel) sein, dass die gewünschte Spannung erreicht wird.

Da bei bestehenden Akkus die Anordnung nicht geändert werden kann,
benötigt man mehrere Ladegeräte oder Ladegeräte, die auf unterschiedlichen Spannung arbeiten können.

Um hier nicht zu viele Varianten zu bekommen, kam der Vorschlag, gleich auf eine möglichst hohe, noch bezahlbare Spannung zu wechseln.

Bei der Übertragung der Energie zum Motor hat man wieder das gleiche Problem.
Wenn ich micht richtig erinnere, war mal die Begrenzung nicht der Motor, sondern die maximal erlaubte Stromstärke in den Schütz oder in der Leistungselektronik der begrenzende Faktur bei der Insane-Beschleunigung.

Gruß, Alfred

Oh, wie ich sehe, ist die Diskussion in der Zwischenzeit schon weitergegangen.
Da passt mein Beitrag nicht mehr so richtig dazu.

Dünnere Ladekabel (bzw. gleich dick wie heute, aber grössere Leistung) leuchtet ein.
Das ganze wird aber erst interessant, wenn Akkus verfügbar sind, die diese Leistungen überhaupt aufnehmen können. Davon sind wir noch weit entfernt.
Es sollte also noch eine Weile dauern, bis das aktuell wird.
800 V SuC könnten 400 V Fahrzeuge trotzdem laden, richtig?

Für den CCS 120kW ist die Diskussion tatsächlich schon weitergaloppiert. Die 120 kW sind gerade noch in der Region, bei der man sinnvoll in der 400 V Klasse bleiben kann.

Da hier aber überwiegend viele Forenteilnehmer männlich sind, versetzt euch doch einmal in das schöne Geschlecht und macht das Gedankenexperiment:
a- Standard Ladekabel für 400 V (120kW)
b- leichtes Ladekabel für 800 V (120kW)

Okay, b gibt es jetzt nicht. Aber die Frauen würden euch sofort sagen, was sie besser finde : „b“
Da zählt einfach Look & Feel. Die 800 V Ladekabel werden einfach leichter und geschmeidiger in der Handhabung sein.

Das gilt natürlich unabhängig für alle Ladesäulen, nicht nur für CCS.