DC wallbox
Schnelles, effizientes „Destination Charging“ Ihres Elektrofahrzeugs
Derzeit sind weltweit mehr als 10 Millionen Elektrofahrzeuge auf der Straße, und ihre Zahl wächst ständig weiter, da die Technologie inzwischen bezahlbar und komfortabler geworden ist. „Destination Charging“, also das Laden des Elektrofahrzeugs am Zielort, ist der wichtigste Anwendungsfall, da diese Form des Ladens von den Fahrern der E-Autos am häufigsten genutzt wird. Wesentliches Element der Ladeinfrastruktur ist die DC-Wallbox-Technologie, die ein schnelleres und intelligenteres Laden ermöglicht.
DC-Ladepunkte zuhause – schnell und leistungsfähig
Eines der wichtigsten Verkaufsargumente für Elektrofahrzeuge ist die Möglichkeit, diese zuhause aufzuladen. Kosten, Verfügbarkeit und problemlose Installation sind hierbei die wichtigsten Kriterien, um die Entscheidung der Käufer zu beeinflussen. Mit der neuen DC-Wallbox-Technologie lassen sich E-Autos mit einer Leistung von bis zu 22 kW mit Gleichstrom aufladen – das ist mehr als das Doppelte einer typischen, mit Wechselstrom betriebenen Wallbox. Die DC-Wallbox-Technologie überträgt den elektrischen Strom über einen standardisierten DC-Ladestecker (wie er auch in Schnell- und Ultraschnell-Ladesystemen verwendet wird) direkt auf die Antriebsbatterie. Im Gegensatz zu den AC-Systemen werden E-Autos mit diesem System unabhängig vom integrierten Bord-Ladegerät aufgeladen. Somit besteht keine Begrenzung hinsichtlich der Ladegeschwindigkeit und -kapazität wie bei AC-Ladeinfrastrukturen, Die Ladezeit kann somit deutlich verkürzt werden.
Ein weiterer wichtiger und innovativer Aspekt der DC-Ladetechnologie ist die Möglichkeit einer bidirektionalen Energieübertragung. Der Strom kann in beide Richtungen fließen, um unterschiedliche Anwendungsfälle abzudecken, wie das Überbrücken bei Strommangel, das Puffern von Energie für den Privathaushalt oder sogar den Weiterverkauf des Stroms in das öffentliche Stromnetz. Dies wird in Zukunft mit der V2G-Option (Vehicle-to-Grid) möglich sein.
Durch die Verfügbarkeit von höheren Batteriekapazitäten in vielen Ländern sind einige zukunftsweisende Konzepte entstanden, mit denen diese Energiequellen in die bestehende Elektrizitätsinfrastruktur eingebunden werden können. Bei Privat- und Gewerbeimmobilien, wo Elektrofahrzeuge mit erneuerbaren Energien, wie beispielsweise Solarenergie, geladen werden, kann der überschüssige Strom gespeichert und dann bei Strommangel oder in Zeiten mit hohem Strombedarf wieder verfügbar gemacht werden. Mit den V2G-Implementierungen (Vehicle-to-Grid) wird dieser V2B-Ansatz (Vehicle-to-Building) noch weitergetrieben, um dem Strombedarf landesweit zu begegnen und im Zusammenhang mit einem allgemeinen Trend hin zu erneuerbaren Energien einen Ausgleich bei der Nachfrage zu ermöglichen.
Für eine bidirektionale Implementierung ist eine spezielle Topologie mit Kabeln für duale Energieübertragung erforderlich.
Beim Laden eines Elektrofahrzeugs an einem Ladepunkt muss es möglich sein, die zwischen Ladevorrichtung, Fahrzeug und Backend-Infrastruktur ausgetauschten Daten zu identifizieren, zu authentifizieren und zu schützen. Hierzu sind Kryptografie-Funktionen erforderlich, die sowohl die Ladeinfrastruktur als auch die Fahrzeuge schützen, die diese nutzen.
Im Rahmen der ISO-Norm 15118 wird das Konzept „Plug & Charge“ (Einstecken & Laden) eingeführt. Es ermöglicht das Aufladen der Fahrzeugbatterien, ohne dass dazu am Ladepunkt eine spezielle Ladekarte benötigt wird. So ist ein abgesicherter, komfortabler Ladevorgang sowohl mit drahtgebundenen als auch drahtlosen, auf AC- und DC-Subsystemen basierenden Ladetechnologien möglich. Das Ziel von Plug & Charge ist, Vertraulichkeit, Datenintegrität und -authentizität sicherzustellen. Hierfür kommen in ISO 15118 definierte Algorithmen für symmetrische und asymmetrische Kryptografie zum Einsatz.
Zur Implementierung dieses Standards kann ein manipulationssicherer Mikrocontroller wie das Trusted-Platform-Modul von Infineon, OPTIGA™ TPM SLI 9670, eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um eine standardisierte Komponente gemäß TPM-Standard der Trusted Computing Group (TCG). TPM spielt eine wesentliche Rolle bei der Sicherstellung von Finanztransaktionen für Plug & Charge, indem es die Authentizität der beteiligten Einheiten, die Integrität der ausgetauschten Daten sowie die Vertraulichkeit sensibler Informationen schützt.
Außerdem dient das Modul OPTIGA™ TPM SLI 9670 zum Schutz der Plattform und zur abgesicherten Datenübertragung zwischen einem Server-Backend, der Ladestation und dem Elektrofahrzeug. Dies ist notwendig, um Remote-Funktionen zu ermöglichen, wie zum Beispiel Firmware-Updates, Wartung und Verwaltung der Geräte der Ladeinfrastruktur.
Die Leistungsschalter in der DC-Wallbox basieren auf diskreten Lösungen wie dem CoolSiC™-MOSFET und dem CoolMOS™-MOSFET. Da für jeden Schalter ein Treiber benötigt wird und jeder Treiber angesteuert werden muss, bieten wir die passenden EiceDRIVER™-Gate-Treiber-ICs sowie XMC™-Mikrocontroller. Unsere Stromsensor-Lösungen ermöglichen eine exakte Strommessung bei geringem Platzbedarf. Unsere OPTIGA™-Produkte, die Datenschutz und -sicherheit und letztendlich die Kommunikation sicherstellen, und auf der PSoC6™-Plattform basierende IoT-Geräte runden die Bedienoberflächen- und Schnittstellenkonfiguration des Systems ab.
| Power Range |
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| Input AC/DC Stage |
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| Output DC/DC Stage |
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| Output Voltage Range |
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Wir fördern einen globalen Standard
Infineon ist der CharIN-Initiative (Charging Interface Initiative e.V.) beigetreten. Ziele der weltweit tätigen Organisation sind die Entwicklung, Etablierung und Förderung eines globalen Standards für die Ladeinfrastruktur für alle Arten batteriebetriebener Elektrofahrzeuge.
Podcast4Engineers: Vision for eMobility: 10 kWh for 100 km
How do semiconductors ensure electric vehicles are efficient and fun to drive at the same time?
Listen to our newest Podcast4Engineers episode and join our experts Dirk and Christoph discuss how semiconductors not only enable #decarbonization in eMobility, but also ensure the “fun-to-drive” factor.
Webinar: DC-Schnellladen von Elektrofahrzeugen mit CoolSiC™ von Infineon (EN)
Elektromobilität dringt immer stärker in unser tägliches Leben vor. Dadurch wächst auch der Bedarf an effizienteren Ladelösungen. Angesichts der Anforderungen und technologischen Entwicklungen in diesem Bereich besteht die Herausforderung darin, intelligente und kompakte Lösungen zur Stromwandlung für die aktuellen und zukünftigen Ladenetze zu entwickeln. In diesem Webinar erhalten Sie einen gründlichen Einblick in das umfassende Portfolio von Infineon für DC-Ladelösungen mit Schwerpunkt auf der SiC-Technologie und ihrem bedeutenden Beitrag zum Ultra-Schnellladen von Elektrofahrzeugen.
Podcast4Engineers #1: Im Kommen: Ladelösungen für Elektrofahrzeuge (EN)
Die erste Folge unserer neuen Podcast-Reihe beleuchtet die wichtigsten Aspekte beim Laden von Elektrofahrzeugen: Insbesondere geht es darum, welche Szenarien für Ladeanwendungen zur Verfügung stehen, was diese für die jeweiligen Topologien bedeuten und wie die Entwickler darauf reagieren können. Unser Experte hat Antworten auf all diese Fragen und gibt Ihnen einen spannenden Einblick in die Anfänge der Elektromobilität.
Charging your EV at home is convenient, but how do you choose a wallbox? In this episode of “Ask the Expert”, our expert Hakan explains what makes AC wallboxes unique.
Why is it important to keep your AC wallbox connected and secure? In this episode of “Ask the Expert”, our expert Hakan explains how connectivity can make your charging experience more convenient, efficient, and even save you money.
Webinars
This video will introduce you to the 2EP EiceDRIVER™ power family, along with its features and advantages. Additionally, you will have an overview of the extensive application scope of the 2EP.
As electro mobility increasingly becomes part of our daily lives, the need for more efficient charging solutions is growing. With an eye on the requirements and technological developments in this field, the challenge is to respond with smart and compact power conversion solutions for the charging networks of today and tomorrow. In this webinar, you will gain deeper insights, into Infineon's comprehensive DC-EV charging portfolio with a focus on silicon carbide and its important contribution to ultra-fast EV charging.
Today's global challenges of decarbonization, combined with rising energy demand, make bi-directional electric vehicle charging and how semiconductor solutions support this application more important than ever. In this webinar you will get an overview of the power conversion topologies for bi-directional DC charging and take a closer look at an application example based on Infineon's 50 kW Reference Design.
Online Courses
This training covers the harmonized frame of standards from international bodies like ISO, IEC, SAE and UL dedicated to the Wireless Power Transfer system technologies.
With the growing market of electrical vehicles, the industry has put forward more requirements for the performance of charging piles. This e-learning will show you that the emergence of CoolSiC™ MOSFETs has improved the charging pile industry to make the EV charger smaller, faster and with higher efficiency.
In this online course you will learn about cost-optimized, but highly efficient electric vehicles charging solutions based on IGBT and CoolMOS™, and explore Infineon’s wide portfolio that supports every segment of the EV charging application.
This training covers the most relevant standards for high power charger design, grouped into 4 major areas:
• charging topology
• communication
• accessories
• safety and security
- The training covers detailed information about Infineon's 3rd generation automotive EiceDRIVER™ 1EDI305xAS
- Participants will learn how these products help to reduce switching losses and improve thermal efficiency, resulting in longer range for hybrid and electric vehicles
Understand why to use WBG switches for bi-directional converters, the topologies used and how they function.
Dieses Video bietet folgende Lerninhalte:
- Einführung in Technologie, Einsatzmöglichkeiten und Vorteile der Top-Side-Kühlung
- Optimale Nutzung von TOLT-Gehäusen
Möchten Sie wissen, welche verschiedenartigen Topologien es für diese Stufe der Stromwandlung gibt und welches Funktionsprinzip diese so leistungsfähig macht? Lernen Sie die Grundkonzepte von passiven Gleichrichtern und aktiven Zweipunkt-Gleichrichtern kennen.
CoolSiC™-Technologie von Infineon: Warum Sie auf diese revolutionäre Technologie setzen sollten (EN)
Lerninhalte:
- Informationen zu den führenden Trench-MOSFET-Designs von Infineon
- Warum Sie auf diese revolutionäre Technologie setzen sollten
Lerninhalte:
- Sie erfahren, welche Antworten die Produktfamilie AURIXTM auf die Anforderungen des Elektromobilitätsmarktes hat.
- Tauchen Sie tief in die Welt der AURIX™ TC3xx-Mikrocontroller ein, lassen Sie sich zeigen, wie diese Produkte zentrale Herausforderungen bei Elektrofahrzeugen meistern, und lernen Sie die Hauptmerkmale dieser Produktfamilie kennen.
Lerninhalte:
- Präsentation des IPOSIM-Tools, insbesondere für Umrichter in Elektrofahrzeugen
- Schritte zum Simulieren verschiedener Parameter und Vergleich der Ergebnisse für unterschiedliche Produkte von Infineon: So ermitteln Sie das optimale Produkt für Ihre Anwendung
Lerninhalte:
- Welche Herausforderungen stellen Anwendungen für Traktionswechselrichter in Bezug auf Systemanforderungen, Größe, Kosten und Zeit?
- Beschreibung der speziellen Merkmale des EasyPACK™ 2B EDT2. Wie kann Infineon den Bedarf der Kunden erfüllen? Hierbei wird der Schwerpunkt auf Qualität und die Ausbaumöglichkeiten gelegt.
- Infineon's HybridPACK™ Drive silicon carbide compact power modules cater to the increasing demand for high range, efficiency, and power in electrified vehicles, enabling longer drive range, compact size, and optimized system cost.
- The second generation of Infineon's HybridPACK™ Drive, utilizing CoolSiC™ technology, offers a scalable product family with enhanced features and package improvements, providing added value to customers.
