Auto mit Gleichstrom von der PV direkt laden?

[Ranttanplan]

Gibts eigentlich die Möglichkeit, ein E-Auto gleich direkt mit dem Gleichstom, den eine PV Anlage produziert zu laden?

Aktuell ist es ja so, dass der Wechselrichter der PV Analage aus dem DC der PV Anlage AC macht und das Auto aus dem AC dann wieder DC für die Batterie.

Wäre es denn nicht sinnvoll diese zwei Wandlungen wegzulassen?

Wo sind da die technischen Schwierigkeiten?

[E-lmo]

Da die Spannung von der PV-Anlage variabel ist und auch die Batteriespannung je nach SOC steigt, müsste im ersten Schritt schon mal eine Spannungsanpassung (mit Verlussten) erfolgen. Das wäre dann je nach Kombination aus Auto (400V oder 800V) und PV-Anlage (24V bis zu 1000V) fast eine Einzelanfertigung.

Da bietet die genormte Schnittstelle von 230/400V AC, auf die sich die Hersteller von Wechselrichtern und Fahrzeugbordladern verlassen können, eine reichhaltige Auswahl an vorhandenen Komponenten.
Diesen Vorteil kann eine wenige Prozentpunkte geringere Effizienz (einmalige Umwandlung DC-DC statt zweimalig DC-AC und AC-DC) kaum wettmachen. Beziehungsweise wird diese -wenn wirklich umgesetzt- teuer erkauft. Ich glaube E3DC wird dafür in Zukunft etwas anbieten...

[Gero]

Naja, das mit den 400/800 V ist ja auch an den Schnelladesäulen lösbar, da ist die Eingangsspannung dann aber konstant.

DC-Spannungen hoch- oder runterzutransformieren ist glaube ich nicht so das Riesenproblem. VW und wie schon geschrieben, e3dc gehen in diese Richtung. VW wohl hauptsächlich, weil sie den Tausender für den OBC einsparen wollen - e3dc wohl wegen der Wandlungsverluste und weil sie ja eh schon einen DC-Inverter im Hauskraftwerk haben.

DC-Ladegeräte mit 50kW kosten so ab 30.000 Euros - viellleicht illustriert auch das schon ein bisschen die Problematik.

[E-lmo]

Ich sehe das konkret an den Victron PV-Ladereglern. Das sind ja im Prinzip auch DC-DC-Wandler von einer höheren PV-Spannung auf eine geringere Akkuspannung (step-Down-Converter).
Die gibt es für verschiedene PV-Spannungen von 75 bis 450V.

Dieser deckt aber nur einen möglichen Fall ab, wenn die PV-Spannung höher als die Batteriespannung ist.
Für den umgekehrten Fall müsste man einen zusätzlichen Step-up-Converter vorsehen.

Je größer der Unterschied PV- zu Batteriespannung ist, desto teurer fällt der Victron Laderegler aus.

[Ranttanplan]

Man müsste also z.B. Auto und PV auf 800 Volt normen.

Dann würde es aber sehr einfach gehen?

[derNeueDet]

Was machst du, wenn aber die Anzahl der Module gar nicht für 800V reicht? Irgendwo muss immer eine Wandlung erfolgen.

[E-lmo]

"Sehr einfach gehen" würde es nur, wenn der Fahrzeughersteller solch eine Funktion vorbereitet hätte.

Die oben beschriebenen Aspekte sind die grundlegenden Einstiegshürden bei dieser Thematik. Wenn diese gelöst wären, finden sich sicher noch viele kleine Details, die es zu lösen gilt.

[Gero]

Man müsste also z.B. Auto und PV auf 800 Volt normen.
Dann würde es aber sehr einfach gehen?

Nein, weil die PV-Module abhängig von der Einstrahlung unterschiedliche Spannung liefern. Und Strom brauchst Du ja auch noch. 800V mit ein paar Ampere laden ja nun auch kein Auto.

Ist alles nicht so einfach.

[mrinas]

Das DC Laden ist leider alles andere als trivial. Das Auto teilt stark vereinfacht mit welche Spannung und welchen Strom es gerne hätte und erwartet dass diese Spannung auch genau so vom externen DC Lader bereitgestellt wird.
Spannung kommt an, das Auto prüft ob das passt und schaltet dann den direkten elektrischen Zugang zum Akku frei. Wobei die angeforderte Spannung sich in Abhängigkeit des SoC und des gewünschten Ladestroms ändert.

Da das der DC Lader quasi direkten elektrischen Zugang zur Batterie hat darf es hier keine großen Abweichungen geben. Gibt es Abweichungen zieht das Auto im Zweifel die Pyrofuse-Karte und trennt die Batterie vom restlichen System. Dann sitzt man mit geschütztem Akku , einem nicht fahrbereiten Auto und einigen hundert € Schaden da.
Denke weder das Risiko noch der technische Aufwand lässt sich halbwegs sinnvoll darstellen, selbst keine DC Lader kosten ja einen gut vierstelligen Betrag, wenn das überhaupt reicht.
So verlockend das auch wäre, lässt sich so leider nicht umsetzen.

[grafitix]

So verlockend das auch wäre, lässt sich so leider nicht umsetzen.

Technisch dürfte das kein Problem sein - Hochvolt-Speichersysteme machen es doch schon lange.
Es wird der Gleichstrom von den PV-Modulen direkt in die Batterie geladen.
Dem Wechselrichter ist es auch ziemlich egal welche Spannung die Batterie hat.
Die meisten Systeme haben einen Spannungsbereich von unter 200 Volt bis über 600 Volt.
Man müsste beim Wechselrichter lediglich die Daten des Auto-Akkus hinterlegen bzw. wäre es natürlich wünschenswert, wenn die Erkennung des Fahrzeuges funktionieren würde (ISO15118).

Der Preis eines Hybrid Wechselrichters für Hochvolt-Batterien ist erstaunlich niedrig.

Übrigens: ein 800 Volt Auto (z. B. Ioniq 5, EV6 usw.) kann natürlich auch an 400 Volt Ladesäulen laden!