Companiile industriale implicate în proiectul de cercetare "FastCharge" au prezentat cele mai recente evoluţii în domeniul alimentării rapide şi convenabile cu energie pentru automobilele electrice. Prototipul staţiei de încărcare cu o putere de până la 450 kW a fost inaugurat la Jettingen-Scheppach, în Bavaria. La această staţie de încărcare ultrarapidă, automobilele de cercetare cu propulsie electrică, create în cadrul proiectului, au fost capabile să demonstreze timpi de încărcare mai mici de trei minute pentru o autonomie de 100 de kilometri sau 15 minute pentru încărcare completă (De la 10 la 80% din capacitatea bateriei).

Noua staţie de încărcare poate fi utilizată gratuit imediat şi este compatibilă pentru modele electrice care folosesc soluţii de încărcare CSS, aşa cum este utilizat frecvent în Europa.

Proiectul de cercetare "FastCharge" este derulat de un consorţiu industrial aflat sub conducerea BMW Group; ceilalţi membri ai săi sunt Allego GmbH, Phoenix Contact E-Mobility GmbH, Dr. Ing. h. c. F. Porsche AG şi Siemens AG. "FastCharge" primeşte o finanţare totală de 7.8 milioane de euro din partea Ministerului Federal al Transporturilor şi Infrastructurii Digitale. Punerea în aplicare a directivelor de finanţare este coordonată de NOW GmbH (Organizaţia Naţională a Tehnologiei Hidrogenului şi Pilelor de Combustie).

Încărcarea rapidă şi convenabilă va îmbunătăţi atractivitatea mobilităţii electrice. Creşterea puterii de încărcare până la 450 kW - de la trei până la nouă puterea disponibilă la staţiile de încărcare rapidă cu curent direct din prezent - permite o reducere substanţială a timpilor de încărcare. "FastCharge" investighează cerinţele tehnice care trebuie îndeplinite atât în ceea ce priveşte automobilele, cât şi infrastructura pentru a putea utiliza aceste capacităţi de încărcare extrem de ridicate.

Baza este furnizată de o infrastructură de încărcare de înaltă performanţă. Sistemul de alimentare cu energie Siemens, utilizat în proiect, permite cercetătorilor să testeze limitele capacităţii de încărcare rapidă demonstrate de bateriile automobilelor. Deja se pot gestiona tensiuni mai mari, de până la 920 V - nivelul anticipat în cazul viitoarelor automobile electrice. Sistemul integrează atât elementele electronice de înaltă putere pentru conexiunile de încărcare, cât şi interfaţa de comunicare cu maşinile electrice. Acest controler de încărcare asigură că puterea este adaptată automat, astfel încât diferite maşini electrice să poată fi încărcate utilizând o singură infrastructură. Arhitectura flexibilă şi modulară a sistemului permite încărcarea mai multor automobile în acelaşi timp.

Datorită încărcării cu curent de înaltă tensiune, sistemul este potrivit pentru o serie de aplicaţii diferite, inclusiv soluţiile de încărcare a flotei şi, ca în acest caz, încărcarea de-a lungul autostrăzilor. Pentru conectarea sistemului la reţeaua electrică publică din Jettingen-Scheppach ca parte a proiectului, a fost creat un container de încărcare cu două conexiuni de încărcare: una oferă o capacitate de încărcare fără precedent, de maximum 450 kW, în timp ce a doua poate livra până la 175 kW. Ambele staţii de încărcare sunt disponibile acum pentru utilizare gratuită pentru toate automobilele compatibile cu CCS.

Prezentate acum, prototipurile staţiei de încărcare Allego utilizează versiunea Type 2 europeană a binecunoscutului conector CSS (utilizat de exemplu de BMW i3 la încărcarea cu curent continuu). Acest standard s-a dovedit deja de succes la numeroase automobile electrice şi este utilizat la scara largă şi pe mapamond.

Pentru a îndeplini cerinţele de încărcare rapidă la capacitate mare, se utilizează cabluri HPC (High Power Charging / încărcare de mare putere) răcite, realizate de Phoenix Contact, care sunt compatibile complet cu CCS. Lichidul de răcire este un amestec ecologic de apă şi glicol, care permite ca circuitul de răcire să fie pe semideschis. Acest lucru face ca întreţinerea să fie relativ simplă în comparaţie cu sistemele închise ermetic care utilizează ulei, de exemplu în ceea ce priveşte reumplerea lichidului de răcire.

O provocare a fost asigurarea faptului că furtunurile de răcire din linia de încărcare nu au fost golite atunci când sunt conectate la staţia de încărcare, aşa cum s-ar întâmpla cu o garnitură de cablu convenţională. În cazul de faţă, acest lucru ar afecta fluxul de răcire şi, prin urmare, eficienţa răcirii. Această problemă a fost rezolvată de Phoenix Contact prin intermediul unei conducte speciale cu interfeţe definite pentru transmisia puterii, comunicaţie şi răcire.

În funcţie de model, noua staţie de încărcare ultrarapidă poate fi utilizată pentru automobile echipate cu sisteme de baterii de 400 V şi 800 V. Capacitatea sa de încărcare se adaptează automat la capacitatea de încărcare maximă permisă din partea maşinii. Timpul economisit ca rezultat al capacităţilor de încărcare crescute este demonstrat prin exemplul automobilului de cercetare BMW i3. O singură operaţie de încărcare 10-80% durează acum numai 15 minute pentru bateria de înaltă tensiune, care are o capacitate netă de 57 kWh. Acest lucru poate fi realizat din partea automobilului prin intermediul unei baterii de înaltă tensiune special dezvoltate, combinată cu o strategie inteligentă de încărcare. Acesta din urmă include o precondiţionare precisă a temperaturii de depozitare la începutul încărcării, gestionarea temperaturii în timpul operaţiei de încărcare şi un profil de încărcare perfect coordonat în timp. Operaţiunea de încărcare se realizează printr-o nouă reţea multitensiune din partea automobilului, utilizând un convertor DC/DC (HV-DC/DC) de înaltă tensiune, care transformă tensiunea de intrare de 800 V necesară a staţiei de încărcare la nivelul mai mic de 400 V al sistemului automobilului de cercetare BMW i3. De asemenea, sistemul HV-DC/DC oferă maşinii compatibilitate inversă, permiţându-i să fie încărcat atât la staţiile de încărcare existente, cât şi la cele viitoare. Un factor important în asigurarea funcţionării fiabile este comunicarea sigură între automobil şi staţia de încărcare. Din acest motiv, aspectele de standardizare legate de interoperabilitate sunt investigate şi prezentate şi organismelor de standardizare.

Automobilul de cercetare Porsche cu o capacitate netă a bateriei de aproximativ 90 kWh foloseşte o putere de încărcare mai mare de 400 kW, permiţând astfel timpi de încărcare mai mici de trei minute pentru primii 100 km de autonomie.