FastCharge

Projeto de investigação torna possível o carregamento ultrarrápido

Conector de carga HPC

O projeto de investigação FastCharge provou que são possíveis tempos de carregamento curtos

Resumo

O projeto de investigação FastCharge foi lançado em julho de 2016 para reduzir significativamente os tempos de carregamento de veículos elétricos. O carregamento em apenas alguns minutos é um requisito importante para a aceitação ampla e a compatibilidade com a utilização quotidiana da E-Mobility. O funcionamento na prática da tecnologia de carregamento ultrarrápido foi demonstrado na apresentação dos resultados da investigação em dezembro de 2018 no Euro Rastpark Jettingen-Scheppach na A8 entre Ulm e Augsburg. O High Power Charging System (HPC) refrigerado da Phoenix Contact desempenha aqui um papel importante.

Dr. Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger e Robert Ewendt (da esquerda para a direita)

Dr. Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger e Robert Ewendt (da esquerda para a direita)

Parceiros de projeto

O projeto FastCharge financiado pelo ministério federal dos transportes e da infraestrutura digital alemão cobre todos os aspetos do processo de carregamento e contou com a participação do BMW Group como líder do consórcio, da Allego GmbH, da Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, da Siemens AG e da Phoenix Contact E-Mobility GmbH.

A equipa de investigação é constituída pelo Dr. Markus Göhring (Porsche), Frank Bauer (BMW Group), líder do projeto FastCharge Stephan Elflein (BMW Group), Bernhard Pufal (Allego), Gerhard Oberpertinger (Siemens) e Robert Ewendt (Phoenix Contact).

Aplicação

Muitos condutores argumentam, sobre o tema E-Mobility, que o carregamento dos veículos elétricos demora demasiado tempo ou que os veículos não podem ser utilizados no quotidiano de forma prática. Para que a E-Mobility se torne praticável no quotidiano, os limites eletrotécnicos de todos os componentes e sistemas envolvidos no carregamento têm de ser investigados. Foi com este objetivo que o projeto de investigação FastCharge foi lançado em julho de 2016. Foram testadas potências de carregamento de até 450 kW - o carregamento deveria ser tão rápido e conveniente quanto o abastecimento de combustível.

O projeto cooperativo concentrou-se na investigação de todos os aspetos do carregamento rápido com o objetivo de tornar as tecnologias requeridas aplicáveis ao uso quotidiano. Por isso, além do aumento da potência durante o carregamento, também foram investigados os fundamentos e processos para a operação dos sistemas de carregamento ultrarrápidos. Foi também integrado no projeto o Plug & Charge, o processo automatizado de registo e faturação tão importante para os utilizadores.

Conector High Power Charging

Carregar confortavelmente veículos elétricos em poucos minutos com o conector High Power Charging

Solução

Uma infraestrutura de carregamento capaz de tais potências de carregamento requer veículos capazes de absorver as potências elevadas e de as armazenar na sua bateria. Foram disponibilizados pela Porsche e pela BMW veículos de investigação adequados para o projeto FastCharge. Para isso, a BMW equipou um i3 com uma bateria de alta tensão com uma capacidade líquida de 57 kWh. Esta é carregada em 15 minutos com até 175 kW. O Panamera modificado pela Porsche chegou a ampliar a capacidade líquida da bateria até aprox. 90 kWh. Neste caso, uma potência de carregamento inicial superior a 400 kW possibilita tempos de carregamento inferiores a três minutos para os primeiros 100 km de autonomia. Ambos os veículos foram equipados com sistemas de refrigeração potentes para arrefecer a bateria durante o processo de carregamento.

Um contentor de carregamento da Siemens que, além da ligação à rede de energia elétrica pública, também inclui a eletrónica de potência para os dois pontos de carregamento, fornece 175 kW num ponto de carregamento e, no segundo, 450 kW. Uma ligação de média tensão complexa não foi necessária, basta uma ligação de baixa tensão para o contentor de carregamento. Mesmo assim, existe potência disponível suficiente para carregar dois veículos em simultâneo com potências elevadas. As estações de carga do fabricante Allego utilizam o conector de carga declarado padrão do Combined Charge System (CCS) na variante tipo 2.

Estações de carga com conector High Power Charging

A estação de carga direita fornece 450 kW, a esquerda, 175 kW

Com os cabos de carregamento High Power Charging (HPC) refrigerados da Phoenix Contact, dependendo do modelo do veículo, os sistemas podem carregar sistemas com uma bateria de 400 Volt, bem como de 800 V. O carregamento rápido de um veículo elétrico é cada vez mais comparável ao abastecimento com combustível de um veículo convencional. A avançada tecnologia de carregamento permite o carregamento da bateria de um veículo elétrico com uma corrente de carga de 500 Ampere
durante uma breve pausa para o café. Graças à utilização de uma mistura de água e glicol ecológica como líquido de refrigeração, a manutenção do circuito de refrigeração semiaberto também é consideravelmente simplificada.

Conclusão

Ao inaugurar este sistema de carregamento de alta tecnologia em dezembro de 2018 em Jettingen-Scheppach na Baviera, o consórcio provou que são possíveis tempos de carregamento inferiores a três minutos para os primeiros 100 quilómetros de autonomia. Ficou assim provada a compatibilidade da E-Mobility com distâncias longas. Durante o curto tempo do projeto, os parceiros do consórcio complementaram-se na perfeição com os seus conhecimentos técnicos e tecnologias, contribuindo assim de forma importante para a aceitação de veículos elétricos a bateria. No futuro deixarão de ser necessárias horas e serão precisos poucos minutos até que um veículo elétrico esteja outra vez "abastecido" e possa prosseguir a sua viagem.

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