FastCharge: Forskningsprojekt muliggør ultrahurtig opladning

HPC-ladestik

Forskningsprojektet FastCharge beviser, at korte opladningstider er mulige

Oversigt

Forskningsprojektet FastCharge blev iværksat i juli 2016 for at reducere elkøretøjers opladningstid væsentligt. Opladning på bare nogle få minutter er en vigtig forudsætning for en bred accept og anvendelighed i hverdagen for elektromobiliteten. Præsentationen af forskningsresultatet i december 2018 i Euro Rastpark Jettingen-Scheppach ved A8 mellem Ulm og Augsburg viste, at den ultrahurtige opladningsteknik fungerer i praksis. Det afkølede High Power Charging-system (HPC) fra Phoenix Contact spiller her en vigtig rolle.

Dr. Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger og Robert Ewendt (fra venstre mod højre)

Dr. Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger og Robert Ewendt (fra venstre mod højre)

Projektpartnere

BMW Group som leder af konsortiet, Allego GmbH, Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Siemens AG og Phoenix Contact E-Mobility GmbH er involveret i FastCharge-projektet, som dækker samtlige aspekter af ladeprocessen og fremmes af det tyske ministerium for trafik og digital infrastruktur.

Forskerteamet omfatter Dr. Markus Göhring (Porsche), Frank Bauer (BMW Group), FastCharge-projektleder Stephan Elflein (BMW Group), Bernhard Pufal (Allego), Gerhard Oberpertinger (Siemens) og Robert Ewendt (Phoenix Contact).

Anvendelse

Opladningen af elkøretøjer varer for længe, køretøjerne kan næsten ikke bruges i hverdagen – sådan eller lignende argumenterer mange bilister, når det drejer sig om elektromobilitet. Hvis elektromobilitet endelig skal gøre sit indtog i hverdagslivet, skal de elektrotekniske grænser for alle komponenter og systemer vedrørende opladningen udforskes. Derfor blev forskningsprojektet FastCharge iværksat i juli 2016. Ladeeffekter op til 450 kW er blevet testet – opladning skal være lige så hurtigt og nemt som at tanke.

Det fælles projekt koncentrerede sig om udforskning af samtlige aspekter vedrørende lynopladning med det mål at gøre de nødvendige teknologier brugbare i hverdagen. Foruden en forøgelse af effekten ved opladningen blev grundlagene og processerne til drift af ultrahurtige opladningssystemer derfor også udforsket. Også Plug & Charge, den for brugerne så vigtige automatiserede tilmeldings- og afregningsproces, blev inddraget i arbejdet.

High Power Charging-stik

Nem opladning af elkøretøjer på få minutter med High Power Charging-stikket

Løsning

Til en så effektiv ladeinfrastruktur kræves køretøjer, som kan optage og gemme de høje effekter i deres batteri. I FastCharge-projektet blev tilsvarende forskningskøretøjer stillet til rådighed af Porsche og af BMW. BMW har forsynet en i3 med et højvoltbatteri med en nettokapacitet på 57 kWh. Der oplades på 15 minutter med op til 175 kW. Den af Porsche ombyggede Panamera klarer sågar en nettobatterikapacitet på ca. 90 kWh. En ladeeffekt på over 400 kW i starten muliggør dermed opladningstider på under tre minutter for de første 100 km rækkevidde. Begge køretøjer er forsynet med effektive kølesystemer til køling af batteriet under ladeprocessen.

Via en ladecontainer fra Siemens, der ud over tilslutningen til det offentlige strømnet også indeholder effektelektronikken til de to ladepunkter, leveres der på et ladepunkt 175 kW og på et andet ladepunkt en hidtil enestående effekt på 450 kW. En besværlig tilslutning af mellemspænding var ikke nødvendig, ladecontaineren nøjes med en lavspændingstilslutning. Alligevel er der nok effekt til, at to køretøjer kan oplades samtidigt med høje effekter. Ladestationerne fra producenten Allego anvender det i Europa velkendte ladestik fra Combined Charging Systems (CCS) i type 2-varianten, som er blevet standard.

Ladestationer med High Power Charging-stik

450 kW yder den højre ladestation, den venstre klarer 175 kW

Via de afkølede High Power Charging-ladekabler (HPC) fra Phoenix Contact er systemerne i stand til at oplade såvel 400-volt- som 800 volt-batterisystemer, afhængigt af køretøjsmodellen. Den hurtige opladning af en el-bil svarer således mere og mere til optankning af et traditionelt køretøj. Den avancerede ladeteknik gør det muligt med en ladestrøm på vedvarende 500 ampere at oplade batteriet i
elbiler – f.eks. under en kort kaffepause. Brugen af en miljøvenlig blanding af vand og glykol som kølevæske gør også service af det halvåbne kølekredsløb væsentlig nemmere.

Konklusion

Med indvielsen af High-Tech-ladesystemet i december 2018 i Jettingen-Scheppach i Bayern har konsortiet bevist, at opladningstider på mindre end tre minutter for de første 100 kilometer rækkevidde er mulige i praksis. Elektromobilitetens egnethed til lange strækninger er dermed også bevist. Konsortiets partnere har suppleret hinanden ideelt med deres ekspertise og teknologier i det korte projektforløb og har dermed ydet et vigtigt bidrag til accepten af batteridrevne køretøjer. Fremover vil det ikke længere vare timer, men kun nogle få minutter, før en elbil er "opladt" og kan fortsætte køreturen.

Kontakt (da)
Hovedkontor i København
PHOENIX CONTACT A/S
36 77 44 11