Wie entwickelt sich und wächst die EV-Infrastruktur in den USA?

Der globale Markt für Elektrofahrzeuge (EV) hat sich in den letzten zehn Jahren dramatisch beschleunigt - aber die EV-Infrastruktur hat nicht überall Schritt gehalten. Prognosen zufolge werden E-Fahrzeuge die Mehrheit des weltweiten Verkehrs ausmachen Verkauf von Personenkraftwagen und Bussen bis 2040 sind die Vereinigten Staaten hinter anderen Regionen zurückgeblieben - und die fehlende Infrastruktur für Elektrofahrzeuge spielt dabei eine wichtige Rolle.
 
In den USA wurden öffentliche Initiativen zur Förderung von Nachhaltigkeitsbemühungen genutzt, darunter Aufbau nachhaltiger Städte. Für die künftige Zunahme der Nutzung von E-Fahrzeugen sind jedoch mehr als Steuergutschriften auf Bundesebene erforderlich. Der Aufbau einer Ladeinfrastruktur wird die bequeme und zuverlässige Mobilität ermöglichen, die Autofahrer - und die lokale Wirtschaft - benötigen, um von der Einführung von E-Fahrzeugen zu profitieren.

Wir stehen an der Schwelle eines gewaltigen Wandels, nicht nur in den USA, sondern weltweit, da Gemeinden, Stadtviertel, Gebäudekomplexe, Autobahnen und sogar abgelegene Gebiete versuchen, die für Elektrofahrzeuge erforderliche Infrastruktur aufzubauen.


 

Wachstum bei Elektrofahrzeugen: Wo stehen wir jetzt und wohin gehen wir?

Viele Befürworter der Nachhaltigkeit im Verkehr wünschen sich eine vollständige Umstellung auf Elektrofahrzeuge. Das Interesse am Kauf von Elektrofahrzeugen nimmt zu, um niedrigere Emissionen und eine bessere Luftqualität zu erreichen. Gleichzeitig fließen die Ausgaben der US-Bundesregierung im Rahmen der Überholung von Straßen, Brücken und anderen wichtigen Infrastrukturen in die Infrastruktur für Elektrofahrzeuge. Erwachsene in den USA, die mehr über E-Fahrzeuge wissen, sind eher bereit, diese zu kaufen, was den Aufbau eines weit verbreiteten Ladenetzes in den kommenden Jahren noch wichtiger macht.

Ob öffentlich oder privat, Ladestationen ermöglichen den Besitzern von E-Fahrzeugen den gleichen Komfort und die gleiche Mobilität wie anderen Autofahrern. Ladestationen müssen nicht nur leichter zugänglich sein, sondern ihre Netze müssen auch in großem Maßstab verwaltbar sein. Dazu müssen mehr Ladestationen gebaut werden und intelligente Städte die Initiative ergreifen, um die Technologie des Internets der Dinge (IoT) in die lokalen Stromnetze zu integrieren.

Mit strategischen öffentlichen Investitionen können die USA ihre E-Fahrzeug-Infrastruktur weiterentwickeln und die laufenden Verbesserungen ausbauen:

• Verfügbarkeit von Ladestationen: In den USA gibt es über 100.000 öffentliche Ladestationen. Da das Land weiterhin seine Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge entwickelt und verbessert, zielt der von der aktuellen Regierung vorgeschlagene Infrastrukturentwurf darauf ab, 15 Milliarden Dollar für die Installation von fünfmal so vielen neuen Ladestationen zu verwenden.
• Schnellladetechnologie: Jüngste Verbesserungen bei Schnellladegeräten machen E-Fahrzeuge zu einer praktikablen Option für viele private und industrielle Anwendungen. Eine größere Verbreitung dieser Art von Ladegeräten kann dazu beitragen, dass diese Fahrzeuge für Unternehmen, die große Fahrzeugflotten betreiben, attraktiver werden.
• Lösungen für das Stromnetz: Mit dem weiteren Ausbau der Ladenetze wird die Kontrolle der Nachfrage in den lokalen Stromnetzen immer wichtiger. Die Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) kann dabei helfen, den Bedarf der Stromnetze zu überwachen und die eingebetteten Systeme der Fahrzeuge zur Regelung des Ladevorgangs zu nutzen.

Elektrofahrzeuge: Aussichten und Herausforderungen

Umweltfreundliche Technologien sind nichts Neues, aber Kommunen und Unternehmen, die ihre Umweltauswirkungen verbessern wollen, sehen in der Einführung von E-Fahrzeugen ein unglaublich nützliches Instrument für diese Bemühungen. Die technologischen Fortschritte der Fahrzeughersteller (OEMs) unterstützen öffentliche und unternehmerische Initiativen, die zu einer saubereren und nachhaltigeren Welt beitragen.
 
Jedes Jahr investieren mehr Gemeinden in die IoT Technologie, die erforderlich ist, um Entwicklung intelligenter, nachhaltiger Städte. Verbesserte EV-Plattformen und Ladetechnologien werden sich darauf auswirken, wie gut und wie schnell sich die Ladeinfrastruktur entwickelt.
 
Zu den vielversprechenden Aussichten für die Einführung von Elektrofahrzeugen in den USA gehören:

• Budgetfreundliche EV-Optionen: Die relativ hohen Anschaffungspreise von Elektroautos schränken das Interesse der Käufer ein. Große Automarken wie Bentley, Honda und General Motors haben Pläne angekündigt, Benzinmodelle vollständig durch Elektroautos zu ersetzen, was es wahrscheinlicher macht, dass preisgünstigere Modelle in größerem Umfang verfügbar werden.
• Aufladezeit von Elektroautos: Die Unannehmlichkeiten langer Ladezeiten können die Verbraucher ebenfalls abschrecken. Beim Ausbau der Ladenetze für Elektroautos müssen die Entwickler die Kundenerfahrung berücksichtigen, wenn sie auswählen, welche Arten von Ladegeräten installiert werden und wie die Ladegeschwindigkeit geregelt wird. Und mit der V2G-Technologie kann intelligentes Laden dazu beitragen, die Ladegeschwindigkeit zu maximieren und gleichzeitig die Integrität der Stromnetze zu erhalten.
• Laufende Bemühungen um Nachhaltigkeit: Öffentliche Mittel zur Förderung der Nachhaltigkeit können auch weiterhin den Weg für die Einführung von E-Fahrzeugen ebnen. Dies kann in Form von Steueranreizen für Verbraucher und Unternehmen, der Finanzierung von Ladestationen und der Standardisierung der E-Infrastruktur geschehen.

Auch wenn sich die Infrastruktur für Elektrofahrzeuge in vielerlei Hinsicht bereits verbessert hat, gibt es auch Herausforderungen, die ihre künftige Effizienz einschränken könnten:

• Kosten für den Bau: Der Bau von Ladestationen kann kostspielig sein, was sowohl private als auch öffentliche Investitionen in diesem Bereich einschränkt. Außerdem können die Kosten für verschiedene Arten von Ladegeräten sehr unterschiedlich sein, was die Verfügbarkeit von teureren Schnellladestationen für Elektroautos weiter einschränken kann.
• Uneinheitliche Preise für das Laden: Während die Stromkosten für das Aufladen zu Hause oder in einer Gewerbeimmobilie von den Regulierungsbehörden festgelegt werden, können die Preise an den Ladestationen variieren und bieten oft wenig Transparenz. Diese Erfahrung kann E-Auto-Besitzer frustrieren, was die Akzeptanz bei ohnehin zögerlichen Verbrauchern weiter verlangsamen kann.
• Regionale Unterschiede bei der Einführung von E-Fahrzeugen: In ländlichen und vorstädtischen Gemeinden sind E-Fahrzeuge und Ladestationen noch relativ selten anzutreffen. Das geringe Interesse der Verbraucher in diesen Regionen könnte Gesetzgeber und private Investoren davon abhalten, lokale E-Ladenetze zu errichten, um das Risiko einer geringen Rendite zu vermeiden.

EV-Ladenetzwerke

Was also ist ein EV-Ladenetz? Obwohl der Begriff auch im weiteren Sinne verwendet wird, ist ein EV-Ladenetz eine Sammlung von Ladestationen, die mit derselben Cloud-Umgebung verbunden sind. Mit zentralisierten Verwaltungslösungen können Betriebsteams den Überblick über die Nutzung der Ladestationen, den Wartungsbedarf, die Ladekapazität an den verschiedenen Stationen und vieles mehr behalten.
 
Die Größe der Ladenetze kann unterschiedlich sein, und es gibt über 100 EV-Ladeunternehmen in den USA. Das kalifornische Unternehmen ChargePoint hat das größte Netz mit über 68.000 Ladegeräte. Da intelligente Städte ihre Infrastruktur verbessern, um die Zukunft der nachhaltigen MobilitätDie Frage ist: Welche Art von Ladegeräten wird ausgewählt und wie werden diese Entscheidungen den Bedürfnissen der E-Fahrer gerecht?
 

Wie funktionieren die Ladestationen für Elektroautos?

Sind alle Ladegeräte für Elektroautos gleich? Und wie funktionieren sie? Die meisten Elektroautos und Personenkraftwagen werden über Nacht oder während des Arbeitstages aufgeladen, sei es zu Hause oder in Geschäftsräumen. In solchen Fällen kann eine langsamere Aufladung eine praktikable Option sein. An Ladestationen hingegen können die Fahrer von Elektroautos anhalten, für eine halbe Stunde Aufladen bezahlen und dann nach Hause oder ins Büro fahren. Aber es gibt auch schnellere, teurere Lademöglichkeiten.

Bevor wir auf dieses Thema eingehen, beantworten wir einige häufig gestellte Fragen zu Ladestationen.

• Wie werden Ladestationen für Elektroautos betrieben? Ladestationen für Elektroautos können mit verschiedenen Energiequellen betrieben werden, darunter Wind- und Solarenergie. Meistens werden diese Stationen mit Erdgas betrieben, und sie können auch an das gleiche Stromnetz wie Ihr Haus angeschlossen werden.
• Wie viele Ladestationen gibt es in den USA? Nach Angaben des US-Energieministeriums gibt es in den USA 43.000 Ladestationen für Elektrofahrzeuge und über 120.000 Ladeanschlüsse. Damit die Verbreitung von E-Fahrzeugen weiter zunimmt, müssen in den kommenden Jahren noch viel mehr Ladestationen gebaut werden, und sie müssen gleichmäßiger nach Regionen verteilt sein.
• Ist das Aufladen eines Elektroautos billiger als Benzin? Kürzlich führte die Anderson Economic Group eine Studie durch, die zeigte, dass das Aufladen eines Elektroautos pro 100 Meilen Fahrstrecke teurer sein kann als das Betanken eines Benzinautos. Allerdings wurden in dieser Studie die geringeren Wartungskosten nicht berücksichtigt, die den Besitz eines Elektroautos langfristig günstiger machen können.

EV-Ladestufen

Ladegeräte für Elektroautos funktionieren ganz ähnlich wie die meisten anderen Plug-in-Technologien. Das Ladegerät bezieht Strom aus der Steckdose oder dem Stromnetz, um die Batterie des Elektroautos zu laden. Wie lange dieser Vorgang dauert, hängt von der Spannung der Steckdose und der Nennleistung des Ladegeräts ab, die je nach Land variieren. vier verschiedene Ebenen des Ladens von Elektroautos. Und natürlich werden mit steigender Nachfrage immer mehr Schnellladestationen für Elektroautos benötigt, was eine hervorragende Marktchance für Produktentwickler auf dem Markt für das Laden von Elektrofahrzeugen darstellt.
 

EV-Ladung Typ: 1

Im Großen und Ganzen gibt es zwei Arten von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge: Langsamladegeräte, die mit Wechselstrom (AC) arbeiten, und Schnellladegeräte, die mit Gleichstrom (DC) betrieben werden. EV-Ladegeräte der Stufe 1 bieten die langsamste Aufladung. Obwohl sie die meiste Zeit benötigen, um ein Elektroauto vollständig aufzuladen, sind diese Ladegeräte praktisch, da sie mit den 120-V-Steckdosen in US-Haushalten kompatibel sind.

• Typische Nennleistung: 1,4 Kilowatt (kW)
• Ladezeit für 100 Meilen: Über 16 Stunden
• Wo diese Art von Ladegerät zu finden ist: Normalerweise in Wohnungen und Bürogebäuden zu finden

EV-Ladung Typ: 2

Ladegeräte der Stufe 2 bieten schnellere Ladegeschwindigkeiten als Geräte der Stufe 1. Diese Ladegeräte arbeiten ebenfalls mit Wechselstrom, können aber an 240-Volt-Steckdosen angeschlossen werden, die häufig für Waschmaschinen zu Hause verwendet werden und mit einem Verlängerungskabel erreichbar sind.

• Typische Nennleistung: Zwischen 3 kW und 20 kW Wechselstrom, in der Regel etwa 6 kW
• Ladezeit für 100 Meilen: Über 4 Stunden
• Wo diese Art von Ladegerät zu finden ist: Diese Art von Ladegerät ist in den USA am weitesten verbreitet und wird in Privathaushalten, auf gewerblichen Grundstücken und zum Aufladen größerer Elektrofahrzeugflotten eingesetzt.

EV-Ladung Typ: 3

Bis vor kurzem waren Schnellladegeräte der Stufe 3 der schnellste verfügbare Typ. Vergleicht man die Ladevorgänge der Stufe 2 mit denen der Stufe 3, so wird man einen deutlichen Sprung in der Ladegeschwindigkeit feststellen. Diese sind auch als Gleichstrom-Schnellladegeräte (DCFCs) bekannt. Obwohl sie schnell und bequem sind, sind DCFCs viel teurer und komplizierter zu installieren. Die Supercharger von Tesla gelten ebenfalls als Ladegeräte der Stufe 3, bieten aber eine deutlich schnellere Aufladung.

• Typische Nennleistung: Etwa 50 kW Gleichstrom
• Ladezeit für 100 Meilen: Rund 31 Minuten
• Wo diese Art von Ladegerät zu finden ist: DCFC-Ladegeräte erfordern für die Installation einen direkten Netzzugang, was bedeutet, dass sie normalerweise nur in Industrieanlagen zu finden sind.

EV-Ladung Typ: 4

Ladegeräte der Stufe 4 sind eine noch schnellere Art von DCFC. Diese Ladegeräte sind für elektrische Verbindungen zwischen 800 V und 1000 V ausgelegt, werden aber nur selten in privaten oder gewerblichen Ladestationen eingesetzt.

• Typische Nennleistung: Über 400 kW Gleichstrom
• Ladezeit für 100 Meilen: Unter 5 Minuten
• Wo diese Art von Ladegerät zu finden ist: Level-4-Ladegeräte sind nicht weit verbreitet und wurden bisher hauptsächlich von Fahrzeugherstellern für Produkttests verwendet.

EV-Ladekosten

In den USA ist allein der Verkehr verantwortlich für 26% des Energieverbrauchs, hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen, die zum Kohlenstoffausstoß und zur Umweltverschmutzung beitragen. Durch Investitionen in EV-Infrastrukturhaben die USA die Chance, nicht nur die durch die Luftverschmutzung verursachten Umwelt- und Gesundheitskosten zu senken, sondern auch das Wirtschaftswachstum durch die Schaffung von Arbeitsplätzen zu fördern.
 
Bei der Abwägung der Vor- und Nachteile dieser großen Investitionen müssen die öffentlichen Stellen und die Gebühren erhebenden Unternehmen jedoch auch die "unsichtbare weiche Kosten" der Entwicklung der EV-Infrastruktur:

• Die Notwendigkeit, Kommunikationsplattformen aufzubauen, die es den Regulierungsbehörden der Versorgungsunternehmen und den Anbietern von Gebühren ermöglichen, miteinander zu kommunizieren und die Gebühren zu verwalten, um das Stromnetz zu schützen
• Die Kosten für zukunftssichere Ladestationen, damit die Technologie nicht in ein paar Jahren veraltet ist
• Langwierige Genehmigungs- und Dienstbarkeitsverfahren, Inspektionen und andere installations- und baubedingte Verzögerungen

Tipps für EV-Ladegeräte-Entwickler:

Zu den Ressourcen von Digi gehören komplette, sichere System-on-Module-Entwicklerplattformen, die skalierbare Produkte und eine schnelle Markteinführung unterstützen, RF- und Mobilfunk -Kommunikationsmodule sowie drahtlose Design-Services, die Ihr Projekt an jedem Punkt des Weges unterstützen.
 

Wie EV Geld spart

Die zunehmende Verbreitung von E-Fahrzeugen kann Gemeinden Geld sparen und die lokale Wirtschaft stärken. Mit den technologischen Fortschritten, die die Fahrzeughersteller auf den Markt bringen, bieten die heutigen E-Fahrzeuge eine intelligente Mobilitätsoption, die die Vorherrschaft der gasbetriebenen Fahrzeuge überholen kann.

Die Verringerung der Umweltauswirkungen des Verkehrs ist entscheidend für die Verbesserung der Umwelt und der öffentlichen Gesundheit, was wiederum wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. In den USA führt die Umweltverschmutzung durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe zu mehr krankheitsbedingten Fehlzeiten der Arbeitnehmer und zu Hunderttausenden von vorzeitigen Todesfällen pro Jahr. Dies führt zu höheren Gesundheitskosten und einer geringeren Produktivität. All dies hat Auswirkungen auf die Gesundheit der US-Bevölkerung und die nationale und lokale Wirtschaft.

Ein großes, zuverlässiges Netz von E-Ladestationen und E-Infrastruktur kann letztlich Geld sparen und der Gesellschaft in vielerlei Hinsicht zugute kommen, unter anderem:

• Verringerung der Kohlendioxidemissionen, was zur Bekämpfung des Klimawandels und der damit verbundenen kostspieligen wetterbedingten Katastrophen beitragen kann.
• Verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien zum Aufladen von E-Fahrzeugen, wodurch die Gemeinden die Kontrolle über ihre Brennstoffquelle erhalten.
• Schaffung von kurz- und langfristigen Arbeitsplätzen, da E-Ladestationen installiert, überwacht, gewartet und repariert werden müssen.

Sehen Sie sich unser Video an: Die IoT Revolution - Grüne Technologie vernetzen 

Unabhängig davon, ob öffentliche oder private Investitionen die Führung übernehmen, ist klar, dass Elektroautos, Pkw, Busse und andere Formen des elektrisch betriebenen Transports die Zukunft der Mobilität in den USA dominieren werden. Mit der zunehmenden Verbreitung von Smart Cities werden mehr Autofahrer bequemen Zugang zu Ladenetzwerken haben, die eine Vielzahl von Ladestufen und wettbewerbsfähige Preise bieten.

Unser aufgezeichnetes Webinar bietet Einblicke für Entwickler, die innovative, marktreife Lösungen entwickeln wollen, um die schnell wachsenden Anforderungen von Smart Cities, Wohnungs- und Gebäudeeigentümern und anderen zu erfüllen.
 

Da die E-Fahrzeugmodelle immer besser werden und eingebettete Systeme integrieren, die die Verwaltung von Ladenetzwerken im großen Maßstab vereinfachen, wird die Technologie von IoT auch weiterhin eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung und Verwaltung von E-Fahrzeugplattformen und anderen umweltfreundlichen Lösungen spielen und so die Zukunft des nachhaltigen Verkehrs unterstützen. Wir laden Sie ein, unseren Blog zu lesen, um mehr über die Beziehung zwischen Technologie und Nachhaltigkeit zu erfahren.