Die Zukunft der Mobilität gehört Elektrofahrzeugen. Bei der Entwicklung und Akzeptanz von E-Autos spielt Halbleitertechnologie eine entscheidende Rolle, denn sie bietet Versorgungsunternehmen mehr Flexibilität bei der Verwaltung der Energieinfrastruktur.

16 Feb. 2022
 

Der Übergang in die Elektromobilität scheint unweigerlich, denn immer mehr Länder weltweit verpflichten sich zur Einhaltung der Ziele für nachhaltige Entwicklung. Auch Autohersteller wollen mit ihren Investitionsplänen von mehr als 330 Milliarden USD bis zum Jahr 2025 die Elektromobilität voranbringen.

Aber hält das Stromnetz dem E-Auto-Boom stand?

Erfahren Sie mehr darüber, wie die Produkte unseres Unternehmens schnelles und effizientes Aufladen von Elektrofahrzeugen ermöglichen. 

Das Aufladen von Elektrofahrzeugen muss möglichst schnell, kostengünstig und zuverlässig sein – die Bereitstellung einer flexiblen Infrastruktur zur Herstellung, Speicherung, Übertragung und Verteilung der zusätzlich benötigten Stromressourcen ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg in die Elektromobilität. Moderne Halbleitertechnologien ermöglichen Ladelösungen, die das Laden besser, erschwinglicher und nachhaltiger machen.

Schnellladelösungen erhöhen die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen

Wandel geht oft mit einem Gefühl der Unsicherheit einher, das erst dann verschwindet, wenn Verbraucher einem neuen Produkt wirklich vertrauen. Das gleiche gilt natürlich auch für potenzielle Käufer von Elektrofahrzeugen. Die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen wird immer noch durch die Reichweitenangst und die Abneigung gegen lange Wartezeiten beim Aufladen unterwegs behindert. Auch die Einsatzfähigkeit des Fahrzeugs und die Kosten spielen eine große Rolle bei einer Kaufentscheidung. Schließlich müssen Autos, die für die ganze Familie genutzt werden, schnell einmal für einen Einkauf im Supermarkt oder einen spontanen Ausflug bereit sein. Dabei können moderne Technologien helfen. Integrierte Verarbeitungstechnik wie unsere C2000™ Echtzeit-Mikrocontroller arbeiten nahtlos mit unseren isolierten Gatetreibern und GaN-Leistungsbausteinen zusammen, um die Ladeeffizienz zu verbessern.

Beim Steigern des Wirkungsgrads geht es auch um den Platzbedarf – das bedeutet, dass die Reduzierung der Größe von mobilen DC-Ladegeräten, wie DC-Wallboxen Kosteneinsparungen und große Vorteile bieten. Dank der GaN-Technologie können Ladestationen mit höheren Schaltfrequenzen bei mehrstufigen Leistungstopologien betrieben werden, was heißt, dass Ingenieure kleinere Magnetanwendungen für ihre Stromsysteme entwickeln können und so den für die Komponenten, die Kupfer und andere Rohmaterialien nutzen, benötigten Platz reduzieren. Vollständig integrierte Galliumnitrid (GaN) Leistungsbausteine ermöglichen schnelleres und effizienteres Aufladen als herkömmliche Materialien auf Siliziumbasis. Außerdem kann der Einsatz mehrstufiger Topologien den Wirkungsgrad erhöhen, was wiederum den durch thermische Verlustleistung oder Abkühlung entstehenden Stromverbrauch und damit die Gesamtbetriebskosten senkt.

Gleichzeitig hat sich die Kapazität von DC-Schnellladestationen entscheidend verbessert. Wo im Durchschnitt 150 Kilowatt erreicht wurden, bestehen jetzt Kapazitäten von 350 kW und mehr – und der Trend hält an! Als Folge können Elektrofahrzeuge schneller geladen werden und Ladegeräte stellen kein Hindernis mehr für eine höhere Akzeptanz von Elektrofahrzeugen dar.

Aufladen leicht gemacht mit moderner Technologie

Aus makroökonomischer Sicht sind Stromverteilung und Lastenteilung wichtig für den Erhalt einer funktionierenden Infrastruktur, die zu Spitzenverbrauchszeiten Flexibilität bietet. Intelligente Technologie und bidirektionales Laden, die Kundengewohnheiten messen und in Echtzeit anpassen, helfen bei der Bewältigung dieser Herausforderungen.

Die meisten Menschen laden ihr Elektrofahrzeug am Abend nach der Arbeit auf, was bedeutet, dass zu dieser Zeit das Ladenetzwerk am meisten beansprucht wird. Damit es nicht zur Überlastung des Netzwerks kommt, müssen die Ladebedürfnisse der Kunden besser verwaltet werden. Halbleitertechnologie kann dank intelligenter Strommessgeräte, die das Aufladen erleichtern, zu mehr Flexibilität bei der Stromverteilung beitragen.

Strom- und Spannungsmesslösungen können sich dank ihrer verbesserten Robustheit mit dem Stromnetz verbinden und so den Stromverbrauch messen und optimieren. Das Prinzip funktioniert ähnlich wie bei intelligenten Thermostaten. Während intelligente Thermostate sich je nach Temperatur automatisch einstellen, verwenden intelligente Strommesser Wi-Fi® und Sub-1 GHz-Standards wie Wi-SUN®, um Energiepreise in Echtzeit nachzuverfolgen und auf Basis dieser Informationen den Energieverbrauch anzupassen. In den USA und Europa sollen Solaranlagen auf Dächern von Privathäusern eine große Rolle bei der Speicherung von Energie und dem Aufladen von Elektrofahrzeugen spielen.

Dank bidirektionaler Ladelösungen können Kunden dann den so gewonnenen überschüssigen Strom wieder in das Stromnetz einspeisen. Die Energiemesslösungen von TI können die Stromverteilungsströme zwischen den E-Fahrzeugen, den Akkus der Kunden und dem Stromnetzmessen. Mit diesen intelligenten Energiemesslösungen ausgestattete Ladestationen, die bidirektionale Ladefunktionen bieten, können moderne Arbeitsplätze transformieren, da Elektrofahrzeuge still stehen, während die Fahrer arbeiten. Dadurch wird den Versorgungsunternehmen ermöglicht, die Erzeugung von Solar- und Windenergie an die Nachfrage anzupassen.

Eine altbekannte Transaktion wird elektrisch

Da unsere Zeit kostbar ist, ist es sehr wichtig, die zum Aufladen von E-Autos benötigte Zeit zu verkürzen. Konkret bedeutet das die Verkürzung der Ladezeit unterwegs und Verbesserung der Reichweite. Fahrer können schon seit langem schnell und einfach mit elektronische Zahlungstransaktionen an jeder Tankstelle bezahlen. Auch für Fahrer von Elektroautos gibt es diesen Service. Die Sitara-Prozessoren von TI unterstützen das Linux-Softwareprotokoll Open Charge Point Protocol (OCPP) und die Fahrzeug-Stromnetz-Kommunikationsschnittstelle nach der Norm ISO 15118, was die reibungslose Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen, Ladestationen und den Stromversorgungsunternehmen ermöglicht.

Verbraucher werden den Wert und die Vorzüge der Ladestationen schätzen lernen. So wird die Reichweitenangst verringert und die Akzeptanz für Elektrofahrzeuge erhöht, was Verkaufe in die Höhe treibt. Ob zur Verbesserung der Zugänglichkeit oder Erschwinglichkeit, die Halbleitertechnologie unseres Unternehmens spielt eine wichtige Rolle in der Bereitstellung der Ladeinfrastruktur, die den Übergang in die Elektromobilität einläutet.