FastCharge: tutkimushanke mahdollistaa ultranopean lataamisen

HPC-latauspistoke

Tutkimushanke FastCharge todistaa, että lyhyet latausajat ovat mahdollisia

Yleissilmäys

Tutkimushanke FastCharge käynnistyi heinäkuussa 2016 tavoitteena lyhentää huomattavasti sähköajoneuvojen latausaikaa. Vain muutamassa minuutissa tapahtuva lataus on edellytys laajan hyväksynnän ja sähköajoneuvon käytännöllisyyden kannalta. Ultranopean lataustekniikan toimivuus käytännössä todistettiin joulukuussa 2018 Ulmin ja Augsburgin välisellä A8-moottoritiellä sijaitsevan Jettingen-Scheppachin Euro Rastpark -huoltoasemalla pidetyssä tutkimustulosten esittelytilaisuudessa. Phoenix Contactin jäähdytetyllä High-Power-Charging (HPC) -järjestelmällä on kokonaisuudessa tärkeä rooli.

Tri Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger ja Robert Ewendt (vasemmalta oikealle)

Tri Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger ja Robert Ewendt (vasemmalta oikealle)

Projektikumppani

Saksan liikenteen ja digitaalisen infrastruktuurin ministeriön tukemaan ja kaikki lataustapahtuman aspektit kattavaan FastCharge-hankkeeseen osallistuivat BMW Group pääjärjestäjänä sekä Allego GmbH, Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Siemens AG ja Phoenix Contact E-Mobility GmbH.

Tutkimustiimiin kuuluivat tri Markus Göhring (Porsche), Frank Bauer (BMW Group), FastCharge-projektijohtaja Stephan Elflein (BMW Group), Bernhard Pufal (Allego), Gerhard Oberpertinger (Siemens) ja Robert Ewendt (Phoenix Contact).

Sovellus

Sähköajoneuvojen lataus kestää liian kauan, ajoneuvot eivät ole sopivia jokapäiväiseen käyttöön – näin tai muulla vastaavalla tavalla useat autoilijat kommentoivat sähköistä liikennettä. Jotta sähköisestä liikenteestä tulee jokapäiväiseen käyttöön sopivaa, tulee kaikkien lataukseen osallistuvien komponenttien ja järjestelmien sähköteknisiä rajoja tutkia tarkemmin. Tätä tarkoitusta varten käynnistyi tutkimushanke FastCharge heinäkuussa 2016. Siinä testattiin jopa 450 kW:n lataustehoja – latauksen tulisi olla yhtä nopeaa ja miellyttävää kuin tankkaamisen.

Yhteishankkeessa keskityttiin pikalatauksen näkökohtien tutkimiseen, ja tavoitteena oli tehdä vaadittavien tekniikoiden käytöstä arjen kannalta toimivaa. Latauksen aikana tapahtuneen suorituskyvyn nousun lisäksi tutkittiin myös ultranopeiden latausjärjestelmien toiminnan perusteita ja prosesseja. Mukana oli myös Plug & Charge, joka on käyttäjälle tärkeä automaattinen kirjautumis- ja laskutusprosessi.

High Power Charging -pistoke

Sähköajoneuvon lataaminen High-Power-Charging -pistokkeella muutamassa minuutissa

Ratkaisu

Näin tehokasta latausinfrastruktuuria varten tarvittiin ajoneuvot, jotka pystyvät vastaanottamaan suuria tehoja ja varastoimaan ne akkuunsa. Porsche ja BMW antoivat vastaavat tutkimusajoneuvot FastCharge-hankkeen käyttöön. BMW oli varustanut i3-mallin akulla, jonka nettokapasiteetti on 57 kWh. Latausaika on 15 minuuttia 175 kW:lla. Porschen muokkaaman Panameran akun nettokapasiteetti oli n. 90 kWh. Alussa yli 400 kW:n latausteho mahdollistaa alle kolmen minuutin latausajan ensimmäisten 100 kilometrin ajomatkalle. Akun jäähdyttämiseksi latauksen aikana kumpikin ajoneuvo oli varustettu tehokkailla jäähdytysjärjestelmillä.

Siemensin latauskontin kautta, joka sisälsi julkisen sähköverkon liitännän lisäksi myös tehoelektroniikan kahdelle latauspisteelle, yksi latauspiste tarjosi 175 kW ja toinen latauspiste 450 kW. Monimutkaista keskijänniteliitäntää ei tarvittu, sillä latauskontti oli varustettu matalajänniteliitännällä. Silti käytössä oli tarpeeksi tehoa kahden ajoneuvon samanaikaiseen lataamiseen korkeilla tehoilla. Allegon valmistamat latausasemat käyttävät Euroopassa suosittuja ja jo vakioksi muodostuneita Combined Charging Systems (CCS) tyypin 2 latauspistokkeita.

Latausasemat High Power Charging -pistokkeella

Oikeanpuoleinen latausasema antaa käyttöön 450 kW, vasemmanpuoleinen 175 kW

Phoenix Contactin jäähdytetyt High Power Charging (HPC) -latauskaapelit voivat ajoneuvotyypistä riippuen ladata niin 400 V:n kuin myös 800 V:n akkujärjestelmiä. Sähköautojen nopea lataaminen on yhä enemmän verrattavissa perinteisen ajoneuvon tankkaamisnopeuteen. Edistyksellinen lataustekniikka mahdollistaa sähköauton akun lataamisen jatkuvalla 500 ampeerin latausvirralla
– suunnilleen lyhyen kahvitauon aikana. Jäähdytysnesteenä toimii ympäristöystävällinen veden ja glykolin sekoitus, joka tekee puoliavoimen jäähdytysjärjestelmän huollosta yksinkertaista.

Yhteenveto

Konsortio todisti joulukuussa 2018 pidetyssä High-Tech-latausjärjestelmän avajaisjuhlissa Saksan Baijerin Jettingen-Scheppachissa, että alle kolmen minuutin latausaika 100 kilometrin etäisyydelle on käytännössä mahdollista. Samalla todistettiin myös sähköajoneuvojen toimivuus pitkillä matkoilla. Konsortion osapuolet täydensivät toisiaan lyhytkestoisen hankkeen aikana tuoden projektiin asiantuntemuksensa ja teknologiansa ja antoivat näin merkittävän panoksen akkukäyttöisten sähköautojen hyväksyntään. Tulevaisuudessa sähköajoneuvon "tankkaaminen" ei enää kestä tunteja, vaan matkaa voidaan jatkaa jo muutamassa minuutissa.

Kontakt (fi)
Ota yhteyttä
PHOENIX CONTACT OY
+358 (0)9 350 9020