FastCharge: Forskningsprojekt gör det möjligt med ultrasnabb laddning

HPC-laddhandtag

Forskningsprojektet FastCharge bevisar att korta laddningstider är möjliga

Översikt

Forskningsprojektet FastCharge startade i juli 2016 för att betydligt förkorta laddningstiden för elfordon. Att kunna ladda på bara några minuter är en viktig förutsättning för vardagsdugligheten och den breda acceptansen av E-Mobility. Att ultrasnabbladdningsteknik fungerar i praktiken bevisades under en presentation av forskningsresultaten i december 2018 vid Euro Rastpark Jettingen-Scheppach på motorvägen A8 mellan Ulm och Augsburg. Det kylda High-Power-Charging-systemet (HPC) från Phoenix Contact spelar här en viktig roll.

Dr Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger och Robert Ewendt (från vänster till höger)

Dr Markus Göhring, Frank Bauer, Stephan Elflein, Bernhard Pufal, Gerhard Oberpertinger och Robert Ewendt (från vänster till höger)

Projektpartner

I FastCharge-projektet, som finansieras av förbundsministeriet för transport och digital infrastruktur och som täcker alla aspekter av laddningsprocessen, engagerade sig BMW Group som konsortieledare, Allego GmbH, Dr Ing. h.c. F. Porsche AG, Siemens AG och Phoenix Contact E-Mobility GmbH.

Till projektteamet hör Dr Markus Göhring (Porsche), Frank Bauer (BMW Group), FastCharge-projektledaren Stephan Elflein (BMW Group), Bernhard Pufal (Allego), Gerhard Oberpertinger (Siemens) och Robert Ewendt (Phoenix Contact).

Tillämpning

Det tar för lång tid att ladda elfordon, vilket innebär att man knappt kan använda fordonen i vardagen. Så eller på ett liknande sätt lyder ofta många bilförares argumentation när det gäller E-Mobility. För att E-Mobility äntligen även ska fungera i vardagen, måste man undersöka de elektrotekniska gränserna för alla komponenter och system som har att göra med laddning. För detta ändamål startades forskningsprojektet FastCharge i juli 2016. Laddeffekter på upp till 450 kW testades – att ladda ska gå lika snabbt och bekvämt som att tanka.

Fokus för det gemensamma projektet var att undersöka alla aspekter av snabbladdning med målet att göra den nödvändiga tekniken användbar i vardagen. Utöver effektökningen under laddningen undersöktes grunderna och processerna för drift av ultrasnabba laddningssystem. Även Plug & Charge inkluderades, den för användare så viktiga automatiserade registrerings- och betalningsprocessen.

High-Power-Charging-kontakt

Ladda elfordon bekvämt på några minuter med High-Power-Charging-kontakt

Lösning

För en så effektiv laddinfrastruktur behövs fordon som kan hantera höga effekter och lagra dessa i batteriet. I FastCharge-projektet ställde Porsche och BMW motsvarande forskningsfordon till förfogande. BMW har för detta ändamål utrustat en i3 med ett högspänningsbatteri vars nettokapacitet är på hela 57 kWh. Batteriet laddas på 15 minuter med upp till 175 kW. Panamera, som har modifierats av Porsche, har till och med en batterinettokapacitet på ca 90 kWh. En laddningseffekt på över 400 kW från start tillåter laddningstider på mindre än tre minuter för de första 100 km. Båda fordonen är utrustade med kraftfulla kylsystem för batterikylning under laddningen.

En laddningscontainer från Siemens, som förutom anslutningen till det allmänna elnätet även innehåller kraftelektronik för de två laddpunkterna, tillhandahåller 175 kW vid en laddpunkt och vid den andra laddpunkten nu det tidigare ej uppnådda 450 kW. En komplex medelspänningsanslutning krävdes inte, en lågspänningsanslutning räcker för laddningscontainern. Trots detta finns det tillräckligt med effekt för att ladda två fordon samtidigt med hög effekt. Laddstationerna från tillverkaren Allego använder laddhandtaget från Combined Charging System (CCS), typ 2-varianten, som är beprövat i Europa och numera även blivit standard.

Laddstationer med High-Power-Charging-laddhandtag

Den högra laddstationen ger 450 kW, den vänstra 175 kW

Via den kylda High-Power-Charging-laddkabeln (HPC) från Phoenix Contact kan systemen ladda upp batterisystem på 400 volt respektive 800 volt, beroende på fordonsmodellen. Den snabba elbilsladdningen liknar allt mer tankningen av konventionella bensindrivna bilar. Den här avancerade laddningstekniken gör det möjligt att ladda upp elbilens batteri med en laddström på konstant 500 A
– till exempel under en kort kafferast. Genom användning av en miljövänlig vattenglykolblandning som kylvätska förenklas underhållet av den halvöppna kylkretsen betydligt.

Summering

I och med invigningen av detta högteknologiska laddningssystem kunde konsortiet visa att det är möjligt att i praktiken komma ner i laddningstider på under tre minuter för de första 100 kilometerna. Invigningen ägde rum i den bayerska staden Jettingen-Scheppach i december 2018. Därmed är det bevisat att elektromobilitet även lämpar sig för långa körsträckor. Alle parter i konsortiet har under den korta tiden för projektet kompletterat varandra optimalt med sin kompetens och teknik och därigenom lämnat ett viktigt bidrag till acceptansen för batterielektriska fordon. I framtiden kommer det inte längre att ta timmar utan endast några få minuter att ”tanka” elfordonet fullt.

Kontakt