Tutkimushanke mahdollistaa ultranopean lataamisen FastCharge-tutkimushankkeessa Phoenix Contact osoitti yhdessä BMW:n, Porschen, Siemensin ja Allegon kanssa, että ultrapikalataustekniikka toimii käytännössä.
Yleiskatsaus
- Tutkimushanke FastCharge käynnistyi heinäkuussa 2016 tavoitteenaan 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)
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. Mukaan sisällytettiin myös Plug & Charge, joka on käyttäjälle tärkeä automaattinen kirjautumis- ja laskutustoiminto.
Sähköajoneuvon lataaminen High Power Charging -pistokkeella muutamassa minuutissa
Ratkaisu
Näin tehokasta latausinfraa varten tarvittiin ajoneuvoja, jotka pystyvät vastaanottamaan suuria tehoja ja varastoimaan ne akkuunsa. Porsche ja BMW antoivat vastaavat tutkimusajoneuvot FastCharge-hankkeen käyttöön. BMW oli varustanut i3-mallin korkeavolttisella akulla, jonka nettokapasiteetti on 57 kWh. Latausaika on 15 minuuttia jopa 175 kW:n teholla. Porschen muokkaaman Panameran akun nettokapasiteetti oli 90 kWh. Alussa yli 400 kW:n latausteho mahdollistaa alle 3 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:n ja toinen latauspiste 450 kW:n tehon. 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 standardiksi muodostuneita type 2 Combined Charging Systems (CCS) -latauspistokkeita.
Oikeanpuoleinen latausasema antaa käyttöön 450 kW, vasemmanpuoleinen 175 kW
Phoenix Contactin jäähdytetyt High-Power-Charging (HPC) -latauskaapelit voivat ajoneuvon mallista riippuen ladata niin 400 V:n kuin 800 V:n akkujärjestelmiä. Sähköautojen nopea lataaminen on yhä enemmän verrattavissa perinteisen ajoneuvon tankkaamisnopeuteen. Edistyksellinen lataustekniikka mahdollistaa sähköauton akun lataamisen jatkuvalla 500 A:n latausvirralla – esimerkiksi lyhyen kahvitauon aikana. Jäähdytysnesteenä toimii ympäristöystävällinen veden ja glykolin sekoitus, joka tekee puoliavoimen jäähdytysjärjestelmän huollosta yksinkertaista.
Yhteenveto
Yhteenliittymä todisti joulukuussa 2018 pidetyssä High-Tech-latausjärjestelmän avajaisjuhlissa Saksan Baijerin Jettingen-Scheppachissa, että alle 3 minuutin latausaika 100 kilometrin etäisyydelle on käytännössä mahdollista. Samalla todistettiin myös sähköajoneuvojen toimivuus pitkillä matkoilla. Yhteenliittymän 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.
