Marktgröße und Marktanteil von Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge, nach Wechselrichtertyp (SiC, IGBT); Leistungsreichweite, Fahrzeugantrieb, Fahrzeugtyp – Globale Angebots- und Nachfrageanalyse, Wachstumsprognosen, Statistikbericht 2025–2037

Markt für Wechselrichter für Elektrofahrzeuge: Wachstumstreiber und Herausforderungen

Wachstumstreiber

• Zunehmende Einführung drahtloser Ladesysteme für Elektrofahrzeuge: Drahtlose Ladesysteme erfordern Hochfrequenzwechselrichter, die Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, der drahtlos an das Fahrzeug übertragen wird. Die entscheidende Rolle, die AC/DC- und DC-DC-Wandler bei der Verwaltung und Umwandlung elektrischer Energie zwischen Sende- und Empfangssystemen spielen, rechtfertigt ihre durchdachte Konstruktion und Funktionsweise. Mithilfe eines Hochfrequenz-Wechselrichters wird die zugeführte Spannung von niedriger auf hohe Frequenz geändert. Eine hohe Frequenz trägt zur erhöhten Flussschwankung des Senders bei, was den Kopplungsfaktor erhöht. Die Leistungsübertragungsfähigkeit wird durch einen hohen Kopplungsfaktor erhöht.
  
  Hersteller von Elektrofahrzeugen integrieren drahtlose Ladesysteme in ihre Autos, da die Infrastruktur für kabelloses Laden wächst, was die Nachfrage nach hochentwickelten Wechselrichtern erhöht, die schnellere Ladezeiten und ein besseres Benutzererlebnis bieten. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) gab es bis Ende 2022 2,7 Millionen öffentliche Ladestationen, von denen im selben Jahr weltweit über 900.000 installiert wurden. Dies stellt einen Anstieg von 55 % gegenüber dem Bestand im Jahr 2021 dar und entspricht der Wachstumsrate von 50 % vor der Pandemie zwischen 2015 und 2019.
• Aufkommen des bidirektionalen Ladens: Die Rolle der Leistungselektronik beim Laden von Elektrofahrzeugbatterien ist mit der Einführung der bidirektionalen Ladetechnologie, auch bekannt als Vehicle-to-Grid (V2G), noch komplexer und anspruchsvoller geworden. Diese Systeme verfügen außerdem über eine Leistungselektronik, die das Auto auflädt und bei Stromausfällen oder in Zeiten hoher Nachfrage Strom von der Batterie ins Netz oder ins Haus zurückspeist. In kabellosen Ladesystemen für Elektrofahrzeuge passt die Leistungselektronik die Leistung an den Fluss von der Fahrzeugbatterie zur Primärspule, Sekundärspule und dem Netz an. Durch die Kombination von Prozessen, Gleichrichtung und Inversion werden starke Energieübertragungen gewährleistet, ohne dass Sicherheitsprotokolle und -anforderungen beeinträchtigt werden. Die wachsende Nachfrage nach bidirektionaler Ladetechnologie hat den Einsatz fortschrittlicher Wechselrichter erhöht, um fortschrittliche Algorithmen zu steuern, um den bidirektionalen Stromfluss zu steuern, die Netzstabilität sicherzustellen und die Energieübertragung zu verbessern.
• Fortschritte in der Wechselrichtertechnologie: Wechselrichter werden hinsichtlich Energieeffizienz, Wärmewiderstand und Zuverlässigkeit kontinuierlich verbessert. Sie werden auch in Hybrid- und Brennstoffzellenautos sowie batterieelektrischen Fahrzeugen eingesetzt, wo sie als Ausgleich und Backup für den kontinuierlichen Betrieb der elektrischen Systeme des Fahrzeugs dienen. Moderne Wechselrichter sind leicht und kompakt in Gewicht und Größe, insbesondere im Vergleich zur gesamten Fahrzeugmasse. Bei Nutzfahrzeugen mit deutlich höherem Leergewicht entfallen die Vorteile einer geringeren Umrichtermasse.
  
  Große Player bringen neue Produkte auf den Markt, was das Wachstum des Marktes für Wechselrichter für Elektrofahrzeuge vorantreibt. Beispielsweise kündigten Hitachi Astemo, Ltd. und Hitachi, Ltd. im September 2021 gemeinsam die Entwicklung eines kleinen, leichten Direktantriebssystems für den immer beliebter werdenden Elektrofahrzeugmarkt an, das Bremse, Wechselrichter und Motor in einer einzigen Einheit integriert. Darüber hinaus wird erwartet, dass SiC- und GaN-Halbleiter herkömmliche siliziumbasierte Transistoren in Traktionswechselrichtern ersetzen und für einen höheren Wirkungsgrad, schnellere Schaltraten und eine höhere Leistungsdichte sorgen.

Herausforderungen

• Begrenzte Batterielebensdauer: Der teuerste Teil eines Elektrofahrzeugs ist die Batterie, und wenn die Batterie mit der Zeit altert, entstehen Bedenken hinsichtlich der Wartungskosten und der Zeitpläne für den Batteriewechsel. Obwohl sich die Batterietechnologie schnell weiterentwickelt, haben moderne Elektroautos häufig nur eine Reichweite von 250–300 Meilen, bevor sie zum Aufladen angehalten werden müssen. Viele Autofahrer befürchten aufgrund dieser Ängste, auf längeren Straßenfahrten ohne verfügbare Lademöglichkeiten festsitzen zu müssen. Der weitverbreitete Einsatz von Elektrofahrzeugen wird davon abhängen, dass Probleme mit der Batterielebensdauer gelöst werden und die Fahrzeugreichweite durch Fortschritte bei der Ladetechnologie und der Batteriegröße deutlich erhöht wird.
• Hohe Materialkosten: Aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen Eigenschaften und minimalen Leistungsverluste sind Siliziumkarbid (SiC) und Graphenoxid (GaN) entscheidende Halbleiter für die Steigerung der Effizienz von Wechselrichtern in Elektrofahrzeugen. Wechselrichter erfordern größere Anfangsinvestitionen, da diese Halbleiter teurer und schwieriger herzustellen sind als herkömmliche Halbleiter auf Siliziumbasis. Daher werden die hohen Kosten dieser Materialien das Wachstum des Marktes für Wechselrichter für Elektrofahrzeuge behindern.