Da die Elektrofahrzeugverkäufe 2023 Rekordwerte erreichten, wird mit einem weiteren Wachstum gerechnet. Unterstützt von politischen Entscheidungsträgern, Ladeanbietern und Automobilherstellern nimmt der Ausbau der Elektrofahrzeuge Fahrt auf. Es bestehen jedoch weiterhin Herausforderungen hinsichtlich der Ladezuverlässigkeit und des Zugangs zu Ladestationen, die den flächendeckenden Ausbau behindern. Heute analysieren wir die Probleme und Lösungen im jährlichen Zuverlässigkeitsbericht von ChargerHelp.
Wie verschiedene Forscher bereits erwähnt haben, können lange Fahrten mit Elektrofahrzeugen aufgrund von Ladeproblemen weiterhin eine Herausforderung darstellen. Dieser Bericht liefert Daten und Analysen zum Zustand der Ladeinfrastruktur und der Identitäten von Elektrofahrzeugen, die die Hauptursache für Ladefehler sind. Darüber hinaus bieten die hierin enthaltenen Erkenntnisse und Empfehlungen Möglichkeiten, diese Herausforderungen zu meistern und die Zuverlässigkeit zu verbessern.
Highlights – Erkenntnisse und Empfehlungen
- Die tatsächliche Ladezuverlässigkeit ist oft unzureichend im Vergleich zur gemeldeten Betriebszeit.
- Nach der Analyse von 26 % der Stationen zeigt sich, dass Softwareprobleme und eine Überbewertung des Ladestatus das Vertrauen der Fahrer mindern. Dies wirkt sich negativ auf das Ladeerlebnis aus.
- Bei älteren EVSE und EVSE mit längerer Ausbauhistorie ist die Ausfallrate wahrscheinlicher.
- Nach der Untersuchung von 20 Ladenetzbetreibern wurde eine Aufspaltung beobachtet. 10–20 % der Stationen waren außer Betrieb, während andere konstant gute Ergebnisse erzielten. Die erwähnten DCFC-Ports weisen nur in vier Netzen einen hohen Portanteil auf, die meisten Ports waren jedoch außer Betrieb.
- Die Gründe für Ausfälle und fehlgeschlagene Ladevorgänge sind vielfältig. Auch der Zustand des Zahlungssystems ist maßgeblich mit dem Ausfall der Station verbunden.
- Durch die Behebung problematischer Stationen wird die Belastung von O&M und EVSE verringert.
- Datenzugriff inklusive über OCPP-Kompatibilität sollte sichergestellt werden.
- Messen Sie die Betriebszeit effektiv mit standardisierten Datenberichtsprotokollen.
- Behalten Sie O&M-spezifische Mittel bei, um die EVSE-Infrastruktur zu warten und zu erneuern.
- Implementierung standardisierter Fehlerbehebungsprotokolle mit umfassender Garantieabdeckung.
- Förderung branchenweiter Best Practices bei gleichzeitiger Ausweitung der Technikerschulung und -zertifizierung.
Probleme und Lösungen im jährlichen Zuverlässigkeitsbericht von ChargerHelp
Die ultimative Frage: Kann ich mein Elektrofahrzeug jederzeit und überall aufladen?
Um diese Frage zu beantworten und entsprechende Lösungen zu finden, wird in dieser Bewertung der US-Ladeinfrastruktur ein genauerer und detaillierterer Blick auf die Zuverlässigkeit von EVSE geworfen.
Ergebnisse oder Probleme
Die drei miteinander verbundenen Kategorien der untersuchten Erkenntnisse sind:
- Diskrepanz zwischen der tatsächlichen Betriebszeit und der gemeldeten Betriebszeit.
- Wie sich Alter, Netzwerk und Zustand von EVSE auf die Zuverlässigkeit auswirken.
- Faktoren, die zu Ausfallzeiten führen, und Maßnahmen zur Verbesserung der Betriebszeit.
Im Folgenden sind die 6 wichtigsten Ergebnisse der Analyse aufgeführt.
- Die tatsächliche Betriebszeit ist oft geringer als die gemeldete Betriebszeit.
- Ungenauigkeiten in der Software verstärken die Zuverlässigkeitsmängel und verringern das Vertrauen des Fahrers.
- Das Alter der Ausrüstung korreliert mit Ausfallzeiten und Zuverlässigkeitsunterschieden je nach geografischem Zustand.
- Die Ladezuverlässigkeit variiert je nach Netz stark.
- Es gibt zahlreiche Ursachen für Ausfallzeiten und fehlgeschlagene Ladevorgänge, wobei bestimmte Probleme im Vordergrund stehen.
- Durch die Behebung problematischer Stationen kann die Belastung des Betriebs und der Wartung von Elektrofahrzeugen verringert werden.
ERGEBNIS 1 – Die tatsächliche Betriebszeit ist oft niedriger als die gemeldete Betriebszeit.
Tatsächliche Verfügbarkeit – Damit ist die tatsächliche Erfahrung von Fahrern von Elektrofahrzeugen während des Ladevorgangs im Vergleich zum von Ladestationen oder Netzwerken über Apps, OCPP oder Software-APIs gemeldeten Status gemeint.
Bei der Analyse zeigte sich eine deutliche Diskrepanz zwischen den beiden Werten (tatsächliche und gemeldete Verfügbarkeit). Experten von ChargerHelp überprüften über 4,800 Ladepunkte. Rund 15.4 % davon funktionierten laut Software- und Vor-Ort-Prüfung nicht . Bei 26.3 % der Ladepunkte, einer beträchtlichen Anzahl, wurden Ladevorgänge jedoch als fehlgeschlagen gemeldet . Etwa 15 % der Ladestationen waren laut Software- und Vor-Ort-Tests online und verfügbar.
Laut Paren liegt die durchschnittliche tatsächliche Stationsverfügbarkeit netzwerkübergreifend bei 84 %, verglichen mit den von den Stationen selbst gemeldeten 92 %. Die geschätzte Spanne liegt zwischen 72 % und 87 %, während die selbst gemeldete Spanne 79 % bis 100 % beträgt. Die Erfolgsquote bei Ladeversuchen lag bei 84 % mit einer Spanne von 69 % bis 94 % je nach Netzwerk. Unter Berücksichtigung der tatsächlichen Verfügbarkeit lag die Anzahl der ausgefallenen L2- und DCFC-Ports eher bei 18–15 %.
Grund – Die Software überschätzt systematisch die Betriebszeit der Station, die Fähigkeit, Fahrzeuge kontinuierlich zu laden, und den Status zu einem bestimmten Zeitpunkt.
Lösung – Anwendung eines Korrelationskoeffizienten zum Verständnis des Zustands der öffentlichen Ladeinfrastruktur in den USA.
ERGEBNIS 2 – Softwareungenauigkeiten verstärken die Zuverlässigkeitsmängel und verringern das Vertrauen des Fahrers.
Die Außendiensttechniker von ChargerHelp stellten fest, dass 16 % der angezeigten Betriebs- und Online-Statusinformationen für Ladestationen nicht korrekt waren . Es wurden falsche Informationen angezeigt (siehe Abbildung 4). Weitere 10 % der Stationen fielen beim Testladevorgang durch . Dies waren die Stationen, deren Online- und Betriebsstatus mit den Angaben in der Anwendung und im physischen Test übereinstimmte. Bei rund 26 % aller untersuchten Ladestationen traten Software- und Ladestationsfehler auf.
- Falsch-positiv – 1.9 % der Stationen
- Falsch-Negative – 10.5 % der Stationen
- Belegungsfehler – 3.6 % Stationen
- Nicht dokumentierte Stationsausfälle – 10.3 % der Stationen
ERGEBNIS 3 – Das Alter der Ausrüstung korreliert mit Ausfallzeiten und wie die Zuverlässigkeit je nach Bundesstaat geografisch variiert
Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen dem Alter der EVSE-Infrastruktur und deren Ausfallraten. Wie erwartet waren ältere Stationen stärker ausgefallen, mit einem deutlichen Anstieg nach etwa vier Jahren.
Darüber hinaus weisen Bundesstaaten mit solchen Ladestationen einen höheren Anteil an außer Betrieb befindlichen Stationen auf. Ende 2023 verfügten die US-Bundesstaaten laut AFDC-Daten über mehr als 1000 öffentliche L2- und DCFC-Ladestationen in Ost-, West-, Süd- und Nahem Osten (siehe Abbildung 8). Davon waren 4.7 % außer Betrieb , wobei die Ausfallquote von unter 1 % in North Dakota und Alaska bis zu 10 % in Washington D.C. reichte.
Verwandte Faktoren:
- Dominante politische Zugehörigkeit (roter, violetter oder blauer Staat)
- Bevölkerung des Staates
- Ruf des Staates (EV-freundlich/nicht)
- Größe des EV-Marktes
ERGEBNIS 4 – Die Zuverlässigkeit des Ladens variiert je nach Netzwerk erheblich.
Eine Analyse von 20 Ladenetzbetreibern mit mindestens 500 Ladepunkten ergab, dass nur sehr wenige Stationen als ausgefallen gemeldet wurden. Im Gegensatz dazu meldeten 10–20 % der Stationen anderer Betreiber regelmäßig Störungen . Dies war die Situation Ende 2023.
L2-Ladestationen weisen deutlich niedrigere Ausfallraten von etwa 0–10 % auf. Im Gegensatz dazu wurden bei DCFC-Ladestationen großer Netzbetreiber Ausfallraten von 10–70 % verzeichnet . Daraus lässt sich schließen, dass negative Erfahrungen von Fahrern von Elektrofahrzeugen nicht zwangsläufig mit einer bestimmten Ladestation zusammenhängen. Laut Paren zeigen manche Netzbetreiber eher einen falschen Stationsstatus in der App an, während andere Netzbetreiber eher zu fehlgeschlagenen Ladeversuchen führen.
Andere Faktoren als der Netzbetreiber beeinflussen die Zuverlässigkeit und Ausfallzeit von EVSE.
- Netzwerke mit homogener Single-OEM-EVSE-Hardware
- Netzwerke mit heterogener Zusammensetzung aus unzähligen EVSE-Hardware-OEMs
- Betriebsmodell
- Momand-Pop-Betreiber
ERGEBNIS 5 – Die Ursachen für Ausfallzeiten und fehlgeschlagene Ladevorgänge sind vielfältig, bestimmte Probleme überwiegen jedoch.
Es gab zahlreiche Beschädigungen, beispielsweise an Steckverbindern, Kabeln, Bildschirmen und Gehäusen. Am häufigsten wurden Schäden an Einzugsmechanismen und Bildschirmen festgestellt (siehe Abbildung 19). Der Zustand des Zahlungssystems korreliert positiv mit der Anzahl der funktionierenden bzw. ausgefallenen Stationen. An funktionierenden Stationen traten kaum oder gar keine Zahlungsprobleme auf, während an anderen Stationen das Zahlungssystem nicht funktionierte oder Probleme aufwies.
Laut einer Analyse von ChargerHelp waren die häufigsten Probleme Ausfälle oder Beschädigungen interner Komponenten , gefolgt von Kommunikations- und Softwarefehlern. Diese beiden Probleme machen zusammen mehr als zwei Drittel aller Störungen aus. Elektrische Probleme und Schäden am Standort betreffen zusammen etwa 2 % aller Störungen.
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ERGEBNIS 6 – Durch die Behebung von Problemstationen kann eine unverhältnismäßige Belastung des Betriebs und der Wartung von Elektrofahrzeugen verringert werden.
Die Analyse von ChargerHelp an über 32,000 Ladestationen ergab, dass in 66 % der Fälle die Reparaturaufträge die Ursache waren. Nur 2.5 % der Stationen benötigten vier oder mehr Reparaturaufträge , was zu Engpässen bei den Betriebs- und Wartungsressourcen führte. Dies beeinträchtigte die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit des Netzes.
Laut Paren-Daten kam es in der zweiten Jahreshälfte 2023 bei der Hälfte der DCFC-Stationen zu mindestens einem einwöchigen Stromausfall. Darüber hinaus verzeichneten 2 % der Stationen innerhalb von sechs Monaten vier oder mehr Ausfälle, die insgesamt einen Monat Ausfallzeit ergaben. Rund 10 % der Stationen hatten sechs bis neun oder mehr Ausfälle pro Woche und waren somit einen Monat oder länger außer Betrieb. Die durchschnittliche Ausfallzeit betrug demnach 2.57 Wochen , der Median lag bei etwa einer Woche. Hinweis: Die hier genannten Daten beziehen sich auf Ausfälle und deren Behebung in der zweiten Jahreshälfte 2023.
Empfehlungen
In den USA ist die Zuverlässigkeit von Ladestationen für Elektrofahrzeuge auf den Aufbau der Infrastruktur durch die Industrie zurückzuführen. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass die Ladestationen betriebsbereit und in gutem Zustand sind. Hier sind einige Empfehlungen aus der ChargerHelp-Analyse.
1. Datenzugänglichkeit sicherstellen, auch über OCPP
Dies kann durch die Verbesserung des Zugriffs auf das Open Charge Point Protocol (OCPP) und andere damit verbundene Diagnoseinformationen für Netzbetreiber und Stationsbetreiber erreicht werden. Dadurch wird die Problemdiagnose präziser, und eine umfangreiche physische Fehlersuche entfällt.
2. Messen Sie die Betriebszeit effektiv mit standardisierten Datenberichtsprotokollen
Obwohl die Federal Highway Administration (FHA) neue Regelungen zur Betriebszeit erlassen hat, herrscht weiterhin Uneinigkeit darüber, wie die Zuverlässigkeit des Ladens von Elektrofahrzeugen gemessen werden soll. Daher ist es wichtig, die Betriebszeitmetrik zu aktualisieren und an die tatsächlichen Ladeerfahrungen der Elektrofahrzeugfahrer anzupassen. Dadurch werden die gemeldeten Daten genauer und zuverlässiger.
3. Bereitstellung betriebs- und wartungsspezifischer Mittel für die Wartung und Erneuerung der EVSE-Infrastruktur.
In Amerika ist die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge veraltet und umfangreich. Neuinstallationen erfolgen in Rekordtempo. Unabhängig davon ist es wichtig, die Finanzierung beider Infrastrukturen sicherzustellen, um die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Ladenetze zu gewährleisten.
Auftragnehmer können die Arbeit besser verstehen, indem sie die Erstellung von Ausschreibungen für die Wartung von Ladestationen für Elektrofahrzeuge fördern. Dies trägt zu einer effektiven Verwaltung der Stationen bei.
4. Implementieren Sie einen umfassenden Garantieschutz gepaart mit standardisierten Protokollen zur Fehlerbehebung.
Umfangreiche Garantieprogramme gewährleisten die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Ladestationen. Die Garantien sollten ein breites Spektrum potenzieller Probleme abdecken: von Hardware- bis hin zu Softwareproblemen, einschließlich Arbeitskosten und Ersatzteilen. Dies gewährleistet eine effiziente und schnelle Problemlösung.
5. Fördern Sie branchenweite Best Practices und erweitern Sie gleichzeitig die Ausbildung und Zertifizierung von Technikern.
Die Kommunikationskanäle zwischen Herstellern und Technikern sollten verbessert werden. Dies verkürzt Wartezeiten und schließt Fehlerbehebungsprozesse aus. Dies kann durch die Einrichtung dedizierter Support-Hotlines, schnellere Reaktionszeiten für den Techniker-Support vor Ort und verbesserte Ferndiagnosetools erreicht werden.
Zu berücksichtigende Fakten
Elektrofahrzeuge haben sich in den USA zu einer Schlüsselrolle bei der Reduzierung der CO₂-Emissionen im Verkehrssektor entwickelt. Verbraucher werden von den Leistungs- und Kostenvorteilen von Elektrofahrzeugen gegenüber Verbrennern angezogen. Darüber hinaus erzielen Elektrofahrzeuge in den USA neue Rekorde und werden voraussichtlich im Jahr 2023 mehr als eine Million Mal verkauft.
Der zukünftige Erfolg basiert auf einer zuverlässigen Ladeinfrastruktur. Aus diesem Grund hat sich die Anzahl öffentlicher Ladestationen für Elektrofahrzeuge in den USA in den letzten drei Jahren verdoppelt und wird bis Anfang April 2024 die Marke von 175,000 überschritten haben. Wichtige Organisationen arbeiten zusammen, um die Ladeinfrastruktur auszubauen und in den kommenden Jahren Millionen weiterer Elektrofahrzeuge zu unterstützen. Dazu gehören der Inflation Reduction Act, das Programm „National Electric Vehicle Infrastructure“ (NEVI) des Joint Office of Energy and Transportation (Joint Office) und das parteiübergreifende Bundesinfrastrukturgesetz.
Mängel beim Laden von Elektrofahrzeugen wurden kürzlich in Medienberichten von USA Today , dem Wall Street Journal und Bloomberg dokumentiert . Diese schaden dem Ruf der Branche und führen zu Frustration bei den derzeitigen Besitzern und Fahrern von Elektrofahrzeugen. Darüber hinaus verringert dies die Zahl potenzieller Käufer, die bereit waren, vom Verbrenner auf Elektrofahrzeuge umzusteigen.
Eine Umfrage von Plug In America vom Mai 2024 ergab, dass 40 % der Fahrer von Elektrofahrzeugen mit der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit öffentlicher Ladestationen unzufrieden waren. Von diesen Fahrern gaben rund 70 % an, im vergangenen Jahr auf eine defekte oder nicht funktionierende Ladestation gestoßen zu sein.
Es ist offensichtlich, dass weder die Wahrnehmung noch die Realität des Ladevorgangs das 97%ige Verfügbarkeitsziel des NEVI-Programms erreichen. Darüber hinaus ist die Ladeangst zu einem großen Problem für aktuelle und zukünftige Elektroautofahrer geworden. Sie hat sogar die Reichweitenangst abgelöst, die viele vom Umstieg abhielt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Probleme und Lösungen im jährlichen Zuverlässigkeitsbericht von ChargerHelp, die Ladezuverlässigkeit und Softwareprobleme das Vertrauen der Fahrer insgesamt beeinträchtigen. 10–20 % der Stationen sind außer Betrieb, und die DCFC-Anschlüsse weisen hohe Ausfallraten auf. Alte EVSE und eine längere Ausbauhistorie erhöhen die Ausfallraten, wobei die Bedingungen des Zahlungssystems und andere Gründe dies zusätzlich verstärken.
Daher wird die Leistung durch die Behebung problematischer Stationen und die Gewährleistung der Datenverfügbarkeit verbessert. Darüber hinaus sind standardisierte Berichtsprotokolle und eine betriebs- und wartungsspezifische Finanzierung sowohl für neue als auch für alte Stationen erforderlich.
