Schnellladetechnik an den Grenzen des Machbaren
. Die Ladezeit von Elektrofahrzeugen wird entscheidend von Strom und Spannung bestimmt: Je höher Volt- und Amperezahlen, desto schneller füllt sich der Energiespeicher. Bild: BMW
Wie schnell geht Schnellladen an der Tankstelle von Morgen? Antworten auf eine der meistgestellten Fragen der Elektromobilität soll das Forschungsprojekt „FastCharge“ geben. Bereits im Juli 2016 haben die beteiligten Industrie-Unternehmen damit begonnen, Elektrofahrzeuge mit stark verkürzter Ladezeit und der dafür notwendigen Ladeinfrastruktur zu erforschen und prototypisch umzusetzen. In dem auf drei Jahre ausgelegten Projekt engagieren sich die Allego GmbH, die BMW Group als Konsortialführer, die Phoenix Contact E-Mobility GmbH sowie die Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG und die Siemens AG.
Das laufende Projekt „FastCharge“ wird mit insgesamt 7,8 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert. Die Umsetzung der Förderrichtlinie wird von der NOW Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie koordiniert. Die Ladezeit von Elektrofahrzeugen wird entscheidend von Strom und Spannung bestimmt: Je höher Volt- und Amperezahlen, desto schneller füllt sich der Energiespeicher. Beide Faktoren sind in der Praxis jedoch nicht beliebig steigerbar. Das Projekt „FastCharge“ konzentriert sich deshalb auf die Erforschung der technischen und physikalischen Grenzen aller beim Laden betroffenen Komponenten und Systeme – im Fahrzeug und bei der Infrastruktur.
Anvisiert werden Ladeleistungen bis zu 450 Kilowatt. Das entspricht dem dreifachen der heute an Stromtankstellen maximal verfügbaren Ladeleistung. 900 Volt Spannung und 500 Ampere Stromstärke über eine projektierte Ladezeit von weniger als 15 Minuten stellen sehr hohe Anforderungen an alle beteiligten Komponenten. So ist vorgesehen, Ladekabel, Stecker und Fahrzeugsteckdose während der Energieübertragung zu kühlen. Dadurch können flexiblere Kabel mit kleinerem Querschnitt eingesetzt werden, die sich ähnlich wie heutige Kraftstoffschläuche handhaben lassen. „FastCharge“ setzt dabei auf Stecker und Standards des Combined Charging System (CCS), das sich bereits heute im Alltag serienmäßiger Elektrofahrzeuge bewährt. Dadurch ist auch sichergestellt, dass Fahrzeuge mit geringerem Strom- und Spannungsbedarf problemlos an den Schnellladestationen versorgt werden können.
Prototypen bereits im kommenden Jahr
Das Gemeinschaftsprojekt untersucht alle Aspekte des Schnellladens in der Praxis mit dem Ziel, die erforderlichen Technologien industriell einzuführen. Neben der Leistungssteigerung beim Laden werden daher ebenfalls Grundlagen und Prozesse für den Betrieb von Ultraschnellladesystemen inklusive automatisiertem Anmelde- und Abrechnungsprozess für den Kunden erforscht. Die Abdeckung der gesamten Wertschöpfungskette ist durch die verschiedenen Projektpartner gewährleistet. Bereits im kommenden Jahr soll das Gesamtsystem in Prototypen umgesetzt und der Öffentlichkeit vorgestellt werden. „FastCharge“ liefert damit einen Beitrag zur Steigerung der Langstreckentauglichkeit und somit Akzeptanz batterieelektrischer Fahrzeuge. (ig)