Ganzheitliche Lösungen für das Schnellladen von Elektrofahrzeugen

Die Elektromobilität nimmt immer mehr Platz in unserem Alltag ein, und damit wächst auch der Bedarf für effizientere Ladelösungen. Schnellladestationen für Elektrofahrzeuge mit leistungsstarken DC-Ladegeräten sind derzeit die attraktivste Lösung, da sie ein wesentlich schnelleres Laden ermöglichen als herkömmliche AC-Ladegeräte, wie sie viele Besitzer von E-Autos zu Hause haben.  Aktuell reichen 15 Minuten an einem 150 kW-Ladegerät, um ein E-Auto für eine Reichweite von 200 km zu laden. Experten rechnen mit schnellen Fortschritten auf dem Gebiet der Schnelllade- und Batterietechnologien, sodass sich die Ladezeiten bereits in naher Zukunft weiter verkürzen werden.

Aktuell geben bei den Ladetechnologien für E-Autos mehrere Faktoren das Tempo und die Richtung des Marktes vor. Einer davon sind die strengeren gesetzlichen Regelungen zu CO₂-Emissionen. Das Ziel, bis 2050 die Infrastruktur der meisten Großstädte klimaneutral zu gestalten, hängt u. a. auch vom Ausbau der E-Mobilität und einer besseren Schnellladeinfrastruktur ab. Die hohe Luftverschmutzung in Städten und die schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit und Lebensqualität ihrer Bewohner sind sicherlich eine starke Motivation, dieses Ziel zu erreichen. Emissionsfreie Mobilität oder zumindest geringe Emissionswerte können das Auftreten von gesundheitlichen Problemen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Asthma eindämmen, wie sie durch Luftverschmutzung verursacht werden.

Die gute Nachricht: Bis 2025 werden voraussichtlich über 100 neue E-Modelle auf den Markt kommen und dazu beitragen, die Luftqualität in unseren Städten zu verbessern. Gleichzeitig steigt damit aber auch der Druck, die erforderliche Ladeinfrastruktur zu entwickeln und zu implementieren. Und schließlich führt die Tatsache, dass Batteriehersteller ihre Kostenstrukturen und Skalierungseffekte optimieren, zu sinkenden Kosten für E-Autobatterien. Das Ergebnis: Die Anschaffung eines E-Autos war noch nie so attraktiv wie heute.

Infineon bietet Ihnen hochwertige Komponenten und Lösungen aus einer Hand und verfügt über umfassendes technologisches Know-how für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche. Damit sind Sie für sämtliche Design-Herausforderungen für das Schnellladen von E-Autos gerüstet. Unser großes Produktangebot deckt Leistungen im Kilowatt- bis Megawattbereich ab und umfasst Leistungshalbleiter, Mikrocontroller, Gate-Treiber und Authentifizierungslösungen. Kein anderes Unternehmen bietet ein ähnlich großes Sortiment aus einer Hand – Ihr Vorteil, wenn Sie sich für Produkte und Lösungen von Infineon entscheiden. Setzen Sie unsere Komponenten ein, um eine marktführende Leistungsdichte und erstklassige Effizienz bei Ihren Lösungen für das Laden von E-Autos mit Gleichstrom zu erzielen.

Als Marktführer im Bereich Leistungselektronik unterstützt Infineon Sie bei der Realisierung energieeffizienter Lösungen für das Laden mit Gleichstrom. Unsere CoolMOS™ und CoolSiC™ MOSFETs eigenen sich ideal für den Einsatz in unterschiedlichsten Lösungen für das Schnelladen von E-Autos mit Gleichstrom. Zu ihren unerreichten Vorteilen gehören der Betrieb bei hohen Frequenzen, die hohe Leistungsdichte und verringerte Schaltverluste. Dadurch erzielen Sie höchste Effizienz bei jedem Batterieladesystem.

In der Regel wandelt ein leistungsstarkes Gleichstrom-Ladegerät zugeführten 3-phasigen Wechselstrom mithilfe eines AC-DC- oder DC-DC-Wandlers in die Gleichspannung um, die zum Laden des Fahrzeugs benötigt wird. Außerdem gibt es einen Kanal für die Datenübertragung, um Informationen zu Fahrzeug und Ladezustand der Batterie bereitzustellen. Fahrzeuginformationen und Halterdaten werden über einen dedizierten sicheren Datenkanal für Rechnungszwecke übertragen.

Die drei wichtigsten Anforderungen bei der Entwicklung eines Gleichstromladegeräts sind die Minimierung des Kühlaufwands, eine hohe Leistungsdichte und möglichst kleine Abmessungen des Gesamtsystems. Eine hohe Leistungsdichte erfordert eine Zwangsluftkühlung, wie sie heute Standard ist. Für Ladelösungen der nächsten Generation wird hingegen das Potenzial von Flüssigkeitskühllösungen untersucht. Kompakte Konstruktionen erfordern höhere Schaltgeschwindigkeiten im Bereich von 32 bis 100 kHz, um möglichst kleine magnetische Komponenten verbauen zu können.

Wenn ein Halter eines E-Autos an der Schnellladestation bezahlt, muss er sich darauf verlassen können, dass seine persönlichen Informationen nicht in die falschen Hände gelangen. Unser Sicherheitscontroller OPTIGA™ TPM2.0 ermöglicht die sichere Datenübertragung zwischen einem Server-Backend und dem Elektrofahrzeug. Gleichzeitig steuert das System die Installation von Firmware-Updates an der Ladestation per Fernwartung.

Durch die Kombination mit einem Sicherheitscontroller, beispielsweise dem OPTIGA™ TPM mit OPTIGA™ TRUST B oder Trust E Authentifizierungschips, besteht auch die Möglichkeit der Authentifizierung von Komponentenmodulen in einem Ladegerät als Originalteile. Kein anderes Unternehmen hat ein derart umfangreiches Angebot an leistungsfähigen Produkten in den Bereichen Leistung, Steuerung, Sensorik und Sicherheit im Sortiment. Von diesem Vorsprung profitieren Sie jedes Mal, wenn Sie sich für Produkte von Infineon entscheiden.

Infineon gehört der internationalen Charging Interface Initiative e.V. (CharIN) an. Das Ziel der CharIN besteht in der Entwicklung, Etablierung und Förderung eines weltweiten Ladesystemstandards für alle Arten batteriebetriebener Elektrofahrzeuge.

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