FastCharge

Kutatási projekt teszi lehetővé az ultragyors töltést

HPC töltőcsatlakozó

A FastCharge kutatási projekt bizonyítja, hogy a rövid töltési idők lehetségesek

Áttekintés

A FastCharge kutatási projekt 2016 júliusában vette kezdetét azzal a céllal, hogy lényegesen lerövidítse az elektromos járművek töltési idejét. A pár perc alatt megvalósuló töltés fontos előfeltétele az elektromobilitás széleskörű elfogadottságának és a mindennapi használatra való alkalmasságának. Arról, hogy az ultragyors töltés a gyakorlatban is működik, a kutatási eredmények bemutatóján győződhettek meg az érdeklődők 2018 decemberében, az Ulm és Augsburg közötti A8-as autópályán található Jettingen-Scheppach pihenőhelyen. A Phoenix Contact hűtött High-Power-Charging (HPC) rendszere ebben fontos szerepet játszik.

Dr. Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger és Robert Ewendt (balról jobbra)

Dr. Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger és Robert Ewendt (balról jobbra)

Projektpartnerek

A közlekedésért és digitális infrastruktúráért felelős szövetségi minisztérium által támogatott FastCharge projektben, amely a töltési folyamat összes szempontját lefedi, a BMW csoport a konzorcium­vezetőjeként, valamint az Allego GmbH, a Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, a Siemens AG és a Phoenix Contact E-Mobility GmbH vállalt szerepet.

A kutatási projektcsapatba tartozik Dr. Markus Göhring (Porsche), Frank Bauer (BMW csoport), Stephan Elflein FastCharge-projektvezető (BMW csoport), Bernhard Pufal (Allego), Gerhard Oberpertinger (Siemens) és Robert Ewendt (Phoenix Contact).

Alkalmazás

Az elektromos járművek töltése túl hosszan tart, ezeket a járműveket alig lehet használni a mindennapokban – így, vagy hasonló módon vélekedik sok autós az elektromobilitással kapcsolatban. Ahhoz, hogy az elektromobilitás végre a mindennapi használatra is alkalmas legyen, kutatni kell a töltésben részt vevő összes komponens és rendszer elektrotechnikai határát. Ezen cél érdekében vette kezdetét a FastCharge kutatási projekt 2016 júliusában. Ebben 450 kW-ig terjedően tesztelték a töltési teljesítményeket – a töltésnek olyan gyorsnak és kényelmesnek kéne lennie, mint a tankolásnak.

A közös projekt a gyorstöltés összes szempontjának kutatására koncentrált azzal a céllal, hogy a szükséges technológiát alkalmazhatóvá tegyék a hétköznapi használat számára. A töltés teljesítményének növelése mellett ezért az ultragyors töltőrendszerek üzemelésének alapjait és folyamatait is kutatták. Ebbe a Plug & Charge rendszert is bevonták, ami a felhasználók számára oly fontos automatizált bejelentkezési és elszámolási folyamat.

High-Power-Charging dugasz

Elektromos járművek kényelmes töltése pár perc alatt a High-Power-Charging dugasszal

Megoldás

Az ilyen nagy teljesítőképességű töltőhálózathoz olyan járművekre van szükség, amelyek a nagy teljesítményt fel tudják venni és azt akkumulátoraikban tárolni is tudják. A FastCharge projekt keretében a Porsche és a BMW megfelelő kísérleti járműveket bocsátott rendelkezésre. A BMW ehhez egy i3-as járművet látott el nagyfeszültségű, 57 kWh nettó kapacitású akkumulátorral. A töltés 15 percig zajlik, max. 175 kW teljesítménnyel. A Porsche által átalakított Panamera ráadásul kb. 90 kWh nettó akkumulátorkapacitással rendelkezik. A kezdetben 400 kW fölötti töltési teljesítmény ezáltal három perc alatti töltési időket tesz lehetővé az első 100 km hatótávolságra. Mindkét járművet nagy teljesítőképességű hűtőrendszerrel látták el az akkumulátor töltés közbeni hűtéséhez.

A Siemens egyik töltőkonténerén, amely a nyilvános elektromos hálózatra való csatlakozás mellett a két töltési pont teljesítmény-elektronikáját is tartalmazza, az egyik töltési pont 175 kW-ot szolgáltat, a másik pedig az eleddig egyedülálló 450 kW teljesítményt. Nem volt szükség költséges középfeszültségű csatlakozásra, mert a töltőkonténer megelégszik egy kisfeszültségű csatlakozással. Ennek ellenére elegendő teljesítmény áll rendelkezésre ahhoz, hogy két járművet lehessen nagy teljesítménnyel egyidejűleg tölteni. Az Allego cég által gyártott töltőoszlopok az Európában bevált és szabványosnak nyilvánított Combined Charging Systems (CCS) 2-es típusváltozatú töltődugaszát használják.

Töltőoszlop High-Power-Charging dugasszal

450 kW-ot szolgáltat a jobb oldali töltőoszlop, a bal oldali pedig 175 kW-ot

A Phoenix Contact hűtött High-Power-Charging (HPC) töltőkábelein keresztül a rendszerek a járműtípustól függően mind a 400 voltos, mind pedig 800 voltos akkumulátorokat fel tudják tölteni. A elektromos autó gyors feltöltése ezzel egyre közelebb kerül a hagyományos gépjármű tankolásához. A fejlett töltéstechnika lehetővé teszi, hogy tartósan 500 Amperes töltőárammal az elektromos autó akkumulátorát
– nagyjából egy rövid kávészünet alatt – feltöltsük. A környezetbarát víz-glikol hűtőfolyadék alkalmazásával a félig nyitott hűtőkör szervizelése is lényegesen leegyszerűsödik.

Összegzés

Ennek a high-tech töltőrendszernek 2018 decemberében a bajorországi Jettingen-Scheppachban megvalósult felavatása annak bizonyítékát szolgáltatta a konzorcium számára, hogy három percnél rövidebb töltési idők is lehetségesek az első 100 kilométeres hatótávolság eléréséhez a gyakorlati üzemelésben. Ezzel bebizonyosodott az elektromobilitás hosszú távra való alkalmassága is. A konzorcium partnerei a projekt rövid futamideje alatt szaktudásukkal és technológiáikkal ideálisan kiegészítették egymást, és így nagy mértékben hozzájárultak az akkumulátoros hajtású elektromos járművek elfogadtatásához. A jövőben nem órákig, hanem már csak néhány percig fog tartani, amíg egy elektromos autót „feltankolunk”, és utunkat tovább folytathatjuk.