High Power Charging

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Parque de estacionamento moderno com estações de carga HPC e veículos elétricos

A tecnologia para estações de carregamento rápido

Os longos tempos de carregamento fazem parte do passado: as baterias dos veículos elétricos podem ser carregadas para uma autonomia de 100 quilómetros em apenas 3-5 minutos. Com esta tecnologia, a Phoenix Contact cria um marco para o futuro da E-mobility, uma vez que, com o auxílio do High Power Charging, o carregamento de veículos elétricos em estações de carga torna-se mais do que adequado para o quotidiano. Carregar o veículo elétrico na estação de serviço com 500 kW torna-se, assim, um mero pormenor.

Carregamento de veículos elétricos – mais rápido do que o esperado

Mais rápido do que esperado – High Power Charging
Mais rápido do que esperado – High Power Charging YouTube
Conectores High Power Charging para tempos de carregamento breves

O High Power Charging possibilita tempos de carregamento extremamente breves para veículos elétricos

Longo alcance, tempo de carregamento extremamente breve Estações de carregamento rápido com High Power Charging Technology

Graças ao High Power Charging, o carregamento rápido de autonomia de um veículo elétrico em estações de carregamento torna-se comparável ao abastecimento de um motor de combustão. Esta avançada tecnologia de carregamento permite o carregamento da bateria de um veículo elétrico com uma potência de carregamento de 500 000 Watt (meio megawatt) durante uma breve pausa para o café. Além disso, os nossos conectores de carga High Power Charging cumprem a norma CCS, ou seja, também retrocompatíveis com versões anteriores de veículos elétricos que ainda não suportam a nova tecnologia. O Combined Charging System (CCS) já é a norma de carregamento estabelecida para a Europa e América.

Posto de abastecimento elétrico de instalação e manutenção fáceis

O sistema High Power Charging é de instalação e manutenção especialmente fáceis

Instalação rápida e manutenção fácil O posto de abastecimento elétrico da próxima geração

Os planeadores de infraestruturas de carregamento futuras e os fabricantes dos veículos elétricos do amanhã dão especial valor à instalação simples e à montagem rápida da tecnologia relevante. Mesmo durante o desenvolvimento do High Power Charging, a Phoenix Contact focou-se numa instalação o mais rápida possível. Para isso, foi desenvolvida, por ex., uma passagem de cabos especial que permite uma instalação cómoda e simples do cabo de carregamento na estação de carga. O tempo de instalação de uma estação de carregamento rápido com tecnologia High Power Charging é, assim, praticamente equivalente ao de um posto de abastecimento elétrico convencional.

Também a manutenção da tecnologia é tão fácil como a própria instalação. Ao contrário das estações de carga convencionais, o High Power Charging funciona com um sistema de arrefecimento líquido inteligente, para que o cabo de carga e o conector de carga para veículos não sobreaqueçam com as elevadas correntes de carga. Graças à utilização de uma mistura de água e glicol ecológica como líquido de refrigeração, a manutenção do circuito de refrigeração também é simples. Ao contrário dos sistemas fechados, intensos ao nível da manutenção e que funcionam com refrigeração a óleo, a manutenção do sistema semiaberto necessário para os nossos conectores de carga para veículos é fácil.

Os cabos de carregamento em postos de abastecimento elétricos públicos estão expostos a grandes esforços mecânicos, por ex., ao caírem ou quando um carro passa por cima dos mesmos. O padrão do conector de pinos é a parte mais sujeita a esforços. Por isso, o conector High Power Charging da Phoenix Contact foi desenvolvido para que a moldura do padrão do conector de pinos e os contactos de potência possam ser substituídos rapidamente. Dessa forma, a reparação é fácil e rápida para que os tempos de paragem da estação de carga sejam minimizados e não seja necessária uma substituição mais dispendiosa do cabo de carga completo.

Transmissão de dados de análise em tempo real Conectores de carga inteligentes com sensores integrados e microprocessador

No interior do conector de carga é utilizada tecnologia cada vez mais inteligente: um sensor integrado fornece informações sobre o estado geral do conector High Power Charging, a sua utilização e desgaste, bem como dados de análise. Todas as informações são guardadas no conector de carga para veículos e também transmitidas em tempo real para o operador. Para garantir a máxima segurança, o sistema também é monitorizado permanentemente quanto a sobreaquecimento e eventual fuga de líquido de refrigeração. Naturalmente, o cabo de carregamento High Power Charging possui certificação CE e cumpre as normas relevantes. Assim, da parte do cabo, a certificação da estação de carregamento rápido não é um obstáculo.

Como funciona a tecnologia High Power Charging?

High Power Charging
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High Power Charging - Fluxo de corrente

500 000 Watt num conector de carga para veículos arrefecido Carregamento rápido numa nova dimensão

Até agora, era tecnicamente possível implementar potências de carregamento até 200 kW com o Combined Charging System (CCS). No entanto, para tempos de carregamento extremamente curtos são necessárias potências significativamente mais elevadas. Com a tecnologia de carregamento convencional, isto provocaria perigosos sobreaquecimentos ou seriam necessários diâmetros de cabo maiores e pouco práticos.

Por isso, a nossa tecnologia HPC inteligente baseia-se num sistema de arrefecimento líquido que possibilita potências de carregamento de até 500 kW – sem comprometer a segurança nem a facilidade de utilização. Assim revolucionamos a tecnologia de carregamento rápido.

Conector de carga rápida com sensores inteligentes

Durante o desenvolvimento do conector de carga para veículos, os nossos engenheiros ultrapassaram muitos desafios

CCS é compatível com HPC A evolução do Combined Charging System até ao High Power Charging

A nossa High Power Charging Technology baseia-se no CCS, o Combined Charging System, cuja norma surgiu da colaboração da Phoenix Contact com a indústria automóvel. Um dos grandes desafios no desenvolvimento do conector de carregamento rápido foi a conceção de um cabo de carga com uma secção transversal o mais cómoda possível e de um conector de carga para veículos tão prático quanto possível a nível de tamanho e peso. Isto só foi possível graças ao desenvolvimento de um arrefecimento inteligente e eficiente e uma estrutura do cabo bem concebida.

Além disso, os conectores possuem contactos prateados e contêm um porta-contactos que, graças às suas excelentes propriedades de condução de calor, pode ser utilizado em simultâneo como dissipador de calor. Obtém-se assim uma estabilidade especialmente elevada com uma excecional capacidade de refrigeração.

Curva de temperatura com e sem arrefecimento

O arrefecimento garante que a temperatura limite normativa ΔTmáx não é ultrapassada

Como funciona o arrefecimento? O que está prescrito nas normas?

Segundo a diretiva VDE-AR-E 2623-5-3 e a norma IEC TS 62196-3-1, os conectores e os cabos de carga para veículos só podem, no máximo, ter uma temperatura 50 K superior à do ar ambiente (ΔTmáx = 50 K).

Para garantir isto, vários sensores de temperatura integrados no sistema HPC medem em tempo real a geração de calor, tanto diretamente nos contactos de potência do conector de carga para veículos como também no cabo de carregamento.

Um controlador avalia então os dados e regula a potência de arrefecimento conforme necessário. Evita-se assim, em segurança e em conformidade com as normas, um sobreaquecimento, aumentando simultaneamente a eficiência energética.

O conector de carga HPC em detalhe Tecnologia inteligente para um processo de carregamento rápido e seguro

Image Map interativo: Vista interna do conector de carga High Power Charging
Microprocessador e sensor
Um sensor integrado fornece informações sobre o estado geral do conector de carga, a sua utilização e desgaste, bem como outros dados de análise. Um microprocessador processa e grava todas as informações e transmite-as em tempo real para o controlador de carregamento através de uma interface de bus CAN.
Líquido de refrigeração
O nosso líquido de refrigeração é composto por uma mistura de água e glicol ecológica e de manutenção fácil. Isto arrefece tanto o cabo de carregamento como os contactos de potência.
Porta-contactos
Graças às suas excelentes propriedades de condução de calor, o porta-contactos pode ser usado em simultâneo como dissipador de calor. Em conjunto com o líquido de refrigeração, ele dissipa o calor gerado de forma ideal.
Contactos de potência substituíveis com sensores de temperatura
Os contactos de potência DC prateados são substituídos facilmente em caso de manutenção sem que haja fuga de líquido de refrigeração. Sensores de temperatura integrados medem em tempo real a geração de calor para uma potência de arrefecimento orientada para as necessidades e eficiente a nível energético.
Moldura substituível do padrão do conector de pinos
Em caso de danos, a moldura do padrão do conector de pinos pode ser facilmente substituída soltando os cinco parafusos, não sendo necessários outros passos.
Sensor de fuga
O sensor de fuga oferece uma segurança especialmente elevada: se ocorrer alguma fuga de líquido de refrigeração no interior do conector de carregamento, isto é comunicado imediatamente ao controlador para que o processo de carregamento seja interrompido.
Sistema HPC composto por cabo de carregamento, passa-painel, agregado de arrefecimento e controlador

Componentes do sistema HPC

O sistema HPC em resumo O sistema HPC modular da Phoenix Contact é composto por vários componentes compatíveis entre si:

  • Cabo de carregamento para veículos DC arrefecido (CCS tipo 1 para América do Norte e CCS tipo 2 para Europa)
  • Passa-painel com interfaces definidas para potência, comunicação e arrefecimento
  • Agregado de arrefecimento ou permutador de calor adequado para o espaço de montagem
  • Controlador para o processo de carregamento DC e o arrefecimento
  • Módulos de potência DC no quadro do sistema para a alimentação de estações de carga com corrente contínua
Estação de carga autónoma com agregado de arrefecimento próprio

Estação de carga autónoma com agregado de arrefecimento próprio

Um sistema para muitas aplicações O sistema HPC da Phoenix Contact pode ser aplicado de forma flexível

O High Power Charging é utilizado especialmente em locais onde os condutores de veículos elétricos têm alguma pressa. A estrutura modular do nosso sistema HPC permite a aplicação flexível em vários conceitos de infraestrutura de carregamento.

Também é possível a instalação de um sistema HPC completo numa única estação de carga autónoma. Isto significa que o agregado de arrefecimento e o controlador estão integrados na estação de carga, formando um circuito de arrefecimento autónomo juntamente com o conector de carregamento para veículos e o cabo de carregamento.

Várias estações de carga num posto de abastecimento elétrico com agregado de arrefecimento central

Várias estações de carga num posto de abastecimento elétrico com agregado de arrefecimento central

No entanto, geralmente o nosso sistema HPC é aplicado em parques de estacionamento onde estão dispostas várias estações de carga em conjunto. Este tipo de parques de carregamento rápido encontram-se principalmente em autoestradas e grandes centros de transporte, mas também em grandes cidades e áreas metropolitanas.

Neste caso, o agregado de arrefecimento e o controlador são instalados centralmente, por ex., num edifício em separado. As estações de carga descentralizadas são alimentadas a partir daí com líquido de refrigeração e possuem apenas um permutador de calor próprio. Todas as estações de carga utilizam assim um circuito de refrigeração comum.

A equipa do projeto FastCharge

A equipa do projeto FastCharge com contentores de carregamento, estações de carga e veículos de investigação da Porsche e BMW

O projeto de investigação torna possível o carregamento rápido de veículos elétricos Conector de carga HPC e tecnologia de comando da Phoenix Contact

No âmbito do projeto de investigação FastCharge e em conjunto com a BMW, Porsche, Siemens e Allego, a Phoenix Contact criou e inaugurou a primeira estação de carga High Power Charging HPC do mundo com uma potência de carregamento de 450 kW.

O projeto de investigação FastCharge é realizado por um consórcio industrial liderado pelo BMW Group, ao qual pertencem a Allego GmbH, a Phoenix Contact E-Mobility GmbH, assim como a Dr. Ing. h. c. F. Porsche AG e a Siemens AG. O FastCharge é subsidiado em 7,8 milhões de euros pelo Ministério Federal dos Transportes e Infraestrutura Digital alemão. A implementação das diretivas relativas ao financiamento é coordenada pela Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW - Organização Nacional Alemã para a Tecnologia de Células de Hidrogénio e de Combustível).

Tempos de carregamento curtos

A HPC torna possível curtos tempos de carregamento de veículos elétricos

A Phoenix Contact forneceu o conector de carregamento arrefecido, compatível com CCS, bem como a tecnologia de comando.

As estações de carregamento rápido novas na estação de serviço de Jettingen-Scheppach na A8 são compatíveis com modelos elétricos de todas as marcas com a variante tipo 2 do Combined Charging System (CCS), comum na Europa e existente em todo o mundo e estão disponíveis gratuitamente para os condutores de veículos elétricos.

A Phoenix Contact é a "inovadora do ano 2019" com a sua High Power Charging Technology

Dirk Moseke, Robert Ewendt e Michael Heinemann da Phoenix Contact com o Dr. Wladimir Klitschko e o gerente da DDW Michael Oelmann (imagem: Uwe Erensmann/@uepress)

Prémio de inovação para a High Power Charging Technology O laureado com o prémio de honra Dr. Wladimir Klitschko entrega o Prémio de inovação

A Phoenix Contact é a "inovadora do ano 2019" com a sua High Power Charging Technology Michael Heinemann, CEO da Phoenix Contact E-Mobility, agradeceu oficialmente a atribuição do prémio de economia da Die Deutsche Wirtschaft (DDW) durante a cerimónia em Düsseldorf: "Sentimo-nos honrados por termos sido selecionados pelo júri. Nunca imaginámos receber ainda o prémio do público."

Ao todo, 20 empresas foram distinguidas, das quais três receberam adicionalmente o prémio do público, atribuído através de uma votação de leitores. O prémio foi entregue pessoalmente pelo laureado com o prémio de honra, Dr. Wladimir Klitschko. Estão disponíveis mais informações e fotografias da entrega dos prémios no nosso artigo no LinkedIn.

Logótipos da CharIN e NPM

Somos membros da CharIN e da NPM

A Phoenix Contact enquanto líder Membro fundador de redes de E-mobility

A respeito do tópico da E-mobility e carregamento rápido de veículos elétricos, a Phoenix Contact conseguiu estabelecer-se como um dos principais líderes no mercado – não só com novos produtos e tecnologias, mas também com a colaboração em normas relativas à E-mobility. Assim, em conjunto com os principais fabricantes de automóveis da Alemanha e a TÜV Süd, a Phoenix Contact é um dos membros fundadores da associação CharIN (Charging Interface Initiative) que desenvolve e promove o carregamento rápido de veículos elétricos. O objetivo da CharIN é estabelecer o Combined Charging System (CCS) como padrão global para veículos elétricos.

A Phoenix Contact também é membro da recém-fundada Nationalen Plattform Zukunft der Mobilität (NPM) (Plataforma Nacional Alemã para o Futuro da Mobilidade) através do gerente Roland Bent. Neste organismo, ele assume a função de presidente do grupo de trabalho de padronização, normalização, certificação e aprovação (AG 6). Anteriormente fora vice-presidente no AG 4 da organização precursora Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) (Plataforma Nacional Alemã para a E-mobility). Nesta função, Roland Bent trabalhou principalmente na criação de normas internacionais e padrões relacionados com a E-mobility. No novo grupo de trabalho do NPM, continuou e expandiu estas atividades.

A E-mobility já é adequada para o quotidiano

A Wave Trophy comprova a adequação da E-mobility ao dia a dia

E-mobility hoje e no futuro Exploramos novos caminhos com os nossos clientes e parceiros

Não só a nível nacional, mas também mundial, a E-mobility ganha atualmente cada vez mais importância. Além disso, a E-mobility é o futuro ecológico e sustentável da mobilidade tal como hoje a conhecemos. Para atingir este objetivo, é necessário traçar muitos novos caminhos e criar tecnologias inovadoras para o setor automóvel e da eletrónica. Outro objetivo importante da federação e da indústria é estabelecer a Alemanha como mercado líder a nível internacional e contribuir ativamente para a conversão da mobilidade como referência mundial.

Com a nossa High Power Charging Technology para postos de abastecimento elétricos, é dado mais um passo de sucesso em direção à adequação dos veículos a bateria ao quotidiano. A capacidade de carregamento rápido dos veículos elétricos irá ditar o futuro da E-mobility, pois apenas se for tão rápido carregá-los quanto abastecer motores de combustão é que os consumidores os irão aceitar a longo prazo. As estações de carga para veículos elétricos são atualmente promovidas especialmente pela UE e pelo governo da Alemanha, incluindo também a instalação de estações de carga rápida com tecnologia High Power Charging.

No futuro, a E-mobility e as estações de carga para veículos elétricos enfrentarão ainda muitos desafios que terão de ser superados através de ideias, tecnologias e produtos inovadores. A Phoenix Contact irá percorrer este caminho em conjunto com o governo alemão, representantes do setor automóvel, operadores de infraestruturas de carregamento e outros parceiros e colaborar ativamente para moldar o futuro da E-mobility – nomeadamente através de High Power Charging e de todos os vindouros desenvolvimentos da E-mobility.

A E-mobility já é adequada para o quotidiano e isto foi comprovado pela Phoenix Contact nas suas variadas participações de sucesso na Wave Trophy do maior Rally de veículos elétricos do mundo.