Mittelspannungs-Direktanschluss-Ultraschnellladestation

Zhejiang Rockwell Energy Technology Co., Ltd.

Eine SST-basierte Lösung für das Laden von Elektrofahrzeugen der nächsten Generation

1. Branchenhintergrund und Schmerzpunkte

1.1 Branchenhintergrund

Da mehr als 30 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen unterwegs sind, erwarten die Nutzer mittlerweile, dass sich das Laden wie ein Tankstopp anfühlt. Diese Nachfrage hat den Übergang zum ultraschnellen Laden (350 kW+, 800-V-Plattform) vorangetrieben. Doch die herkömmliche Stationsarchitektur "Transformator + Ladegerät" stößt bei der Leistungsdichte, dem Wirkungsgrad und der Auslastung des Netzanschlusses an systematische Grenzen.

1.2 Vier Schmerzpunkte herkömmlicher Ladestationen

Problemstellung	Beschreibung	Physische Ursache
Langsames Laden	30–60 Minuten für eine herkömmliche Schnellladung	Begrenzte Leistung
Niedriger Wirkungsgrad	Gesamtwirkungsgrad der Anlage von ~90%	Transformator- und AC/DC-Mehrstufenverluste
Netzbelastung	Konzentriertes Laden belastet das Netz	Kein Pufferspeicher
Geringe Netzauslastung	Feste Transformatorleistung	Keine Lastspitzenkappung

1.3 Herkömmliche vs. SST-Direktverbindung — der physikalische Unterschied

Herkömmliche Ladestationskette

Schritt	Anlage	Verlust	Einfach ausgedrückt
①	10 kV → 0,4 kV Transformator	1%–2%	Setzt die Spannung für die Versorgung herab
②	AC/DC-Lademodul	3%–5%	Wandelt Wechselstrom zum Laden in Gleichstrom um

Gesamtverlust: ~5%–7%, Gesamtwirkungsgrad der Station von ~90%–93%.

SST-Direktanschluss-Ladestationskette

Schritt	Anlage	Verluste	Einfach ausgedrückt
①	SST-Festkörpertransformator	1%–2%	Direkt bei 10 kV mit integrierter Gleichrichtung in einem Schritt angeschlossen
②	Direkte Gleichstrom-Sammelschienenversorgung	Vernachlässigbar	Mehrere Ladestecker teilen sich einen Gleichstrombus

Gesamtverlust: ~2 %–5 %, Gesamtwirkungsgrad der Station von 94,5 %–97,5 %.

Physische Grundursache: Die SST-Mittelspannungs-Direktverbindung eliminiert den Transformator und reduziert die Verluste in der Ladekette um 3–5 Prozentpunkte; die gemeinsame Gleichstromsammelschiene ermöglicht es mehreren Ladepistolen, sich die Leistung zu teilen, was die Auslastung verbessert.

Ultraschnellladestation mit Mittelspannungs-Direktanschluss

2. Lösungsübersicht und Nutzenversprechen

2.1 Lösungsdefinition (BLUF)

Die SST-Direktanschluss-Ultraschnell-Hybridladestation bietet:

Extremes Laden im MW-Bereich (100 km Reichweite in 1 Minute)
Gesamtwirkungsgrad der Station von 94,5 %–97,5 % (+3–5 %)
Netzauslastung von 83 % → 120 %
Weltweit erste bewährte Installation (CNPC-Station Kunshan)

2.2 Kernnutzenversprechen

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Wertdimension	Kennzahl	Beschreibung
Leistung pro Ladekupplung	Extrem-Laden der MW-Klasse	100 km Reichweite in 1 Minute
Gesamtwirkungsgrad der Station	94,5%–97,5%	+3–5% ggü. herkömmlich
Netzauslastung	83% → 120%	Lastspitzenkappung mit gekoppeltem Energiespeicher
Ladeterminals	Ultraschnell + flüssigkeitsgekühlt	Gemischte Verteilung mehrerer Ladekupplungen
Bereitstellungszeit	1 Tag	Bewährt in Kunshan

3. Systemarchitektur

3.1 Systemtopologie (Ebenenweise)

① Mittelspannungsanschluss: 10-kV-Eingang — mit Eingangsschutz und Messung
② SST-Leistungskern: 10 kV AC → Multi-Port-DC-Sammelschiene
③ Ladeterminals: Ultraschnellladeterminals (Extremes Laden im MW-Bereich, 100 km in 1 Minute), flüssigkeitsgekühlte Ultraschnellladeterminals (dauerhafte Hochleistung) und ein Energiespeicherkopplungsport (Lastspitzenkappung)
④ Lademanagement: Ladegeräte-Clustersteuerung + EMS

Ebene	Aufbau	Leistungsfluss	Entwurfsbegründung
① Mittelspannungsanschluss	10 kV Einspeisung	Netz → SST	Direkter Mittelspannungsanschluss
② SST-Kern	DC-Sammelschiene	10 kV → Multi-Port-DC	Eine Sammelschiene, viele Ladestecker, gemeinsame Leistung
③ Ladeterminals	Ultraschnell + flüssigkeitsgekühlt + Speicher	DC → Fahrzeug	Gemischte Verteilung mehrerer Ladestecker
④ Management	Cluster-Steuerung + EMS	Informationsfluss	Optimierung der Leistungszuweisung

3.2 Funktionsweise der gemeinsamen Gleichstrom-Sammelschiene

In einer herkömmlichen Station verfügt jedes Ladegerät über seine eigene AC/DC-Stufe, und die Leistungen werden nicht geteilt. Bei der SST-Lösung teilen sich alle Ladeterminals eine einzige Gleichstrom-Sammelschiene, und die Gesamtleistung wird bedarfsgerecht zugewiesen — dies ist die physikalische Grundlage für die "120%ige Netzauslastung".

Mittelspannungs-Direktanschluss-Ultraschnellladestation

4. Kerngeräte und technische Parameter

Parameter	Wert	Physikalische Bedeutung
Leistung pro Ladepistole	Extrem-Schnellladen der MW-Klasse	100 km Reichweite in 1 Minute
Gesamtwirkungsgrad der Station	94,5%–97,5%	+3–5% ggü. herkömmlich
Netzauslastung	83% → 120%	Lastspitzenkappung mit Speicher
Ladeterminals	Ultraschnell + flüssigkeitsgekühlt	Gemischte Mehrfach-Ladepistolen
Lieferzeit	1 Tag	Bewährt in Kunshan

5. Technische Highlights und physikalische Prinzipien

5.1 Highlight 1: Extremes Laden in der MW-Klasse

Physikalisches Prinzip: Die SST-Mittelspannungs-Direktverbindung stellt eine 800 V / 1000 V DC-Sammelschiene bereit, sodass die Leistung pro Ladestecker die MW-Klasse erreichen kann und die Obergrenze der herkömmlichen 400 V-Plattform durchbricht.
Quantifizierter Nutzen: 100 km Reichweite in 1 Minute — ein Erlebnis, das dem Tanken ebenbürtig ist.

Ultraschnellladestation mit Mittelspannungs-Direktanschluss

5.2 Highlight 2: 120 % Netzauslastung

Physikalisches Prinzip: Mit einem gekoppelten Energiespeicheranschluss lädt die Station den Speicher in Schwachlastzeiten und entlädt ihn in Spitzenlastzeiten; in Kombination mit PV kann die Auslastung der Transformatorleistung 100 % überschreiten.
Quantifizierter Nutzen: Bei gleicher Transformatorleistung können mehr Fahrzeuge bedient werden, was den ROI verbessert.

5.3 Highlight 3: Lieferung an einem Tag

Physikalisches Prinzip: Die modulare Vorfertigung im Werk bedeutet, dass die Station vor Ort an ihren Platz gehoben und sofort betriebsbereit ist.
Quantifizierter Nutzen: Die weltweit erste Station in Kunshan wurde in 1 Tag geliefert.

6. Wirtschaftlicher Vergleich mit dem herkömmlichen Ansatz

Kostenposition	Herkömmlich	SST	Einsparungen
Ausrüstungsinvestition	Basiswert	−20%	Transformator entfällt
Platzbedarf	Basiswert	−40%	Deutlich weniger Tiefbauarbeiten
Strom (Wirkungsgrad)	Basiswert	+3–5%	Niedrigere Betriebskosten
Versorgungskapazität	Basiswert	+20% (Auslastung)	Höhere Erlöse

7. Referenz für Leuchtturmprojekte

Projekt	Eckdaten	Bedeutung
CNPC-Station Kunshan	Wirkungsgrad >95 %, −40 % Platzbedarf, −20 % Investitionskosten, Lieferung innerhalb von 1 Tag	Weltweit erste Installation

8. Technische Standards und Konformität

Standard	Geltungsbereich
GB/T 18487	Konduktives Laden von Elektrofahrzeugen
GB/T 27930	Ladekommunikationsprotokoll
GB/T 34120	Netzgekoppelte Energiespeicher

9. Lieferung und Dienstleistungen

Modulare werkseitige Vorfertigung
Ein-Tage-Lieferung vor Ort (bewährt)
Betrieb und Wartung über den gesamten Lebenszyklus mit OTA-Upgrades

Eingesetzte Geräte

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