Rekordní účinnost 99,26 %: Němci vyvinuli nejvýkonnější nabíječku pro elektrické kamiony s 1 MW

Němečtí vědci nedávno představili nový megawattový systém pro nabíjení elektrických vozidel, který je určen pro těžkou nákladní dopravu. Tento průlomový systém dodává výkon přes jeden megawatt s rekordní účinností 99,26 procenta.

Němečtí vědci nedávno představili nový megawattový systém pro nabíjení elektrických vozidel, který je určen pro těžkou nákladní dopravu. Tento průlomový systém dodává výkon přes jeden megawatt s rekordní účinností 99,26 procenta. Jeho hlavním cílem je umožnit rychlé nabíjení elektrických kamionů a velkých osobních vozidel, aniž by docházelo k přetížení elektrické sítě.

Vývoj probíhal v rámci projektu HV-MELA-BAT, koordinovaného Fraunhoferovým institutem pro systémy solární energie (ISE). Na projektu se podíleli partneři jako Motion Control & Power Electronics GmbH, STS Spezial-Transformatoren, Mercedes-Benz Energy a Fraunhofer IVI. Projekt se zaměřil na modernizaci stávající infrastruktury rychlého nabíjení, která je založena na mezinárodním standardu Combined Charging System (CCS), na nový Megawatt Charging System (MCS). Rostoucí poptávka po elektrických kamionech a autobusech vyžaduje stále vyšší nabíjecí výkon, přičemž se odhaduje, že elektrické kamiony budou do roku 2030 tvořit téměř 65 procent celkové poptávky po energii v dopravě.

Pro dosažení takto vysokých nabíjecích výkonů tým zkombinoval ultraúčinnou výkonovou elektroniku s integrovaným vyrovnávacím úložištěm energie. Vyvinul sadu komponent, včetně usměrňovače na straně sítě a modulárních DC/DC měničů pro galvanickou izolaci a přesné řízení napětí. Systém je navíc vybaven robustním vysokoproudým kontaktním rozhraním, které je navrženo pro bezpečné zvládání extrémních napětí a nabíjecích zátěží. Vyrovnávací úložiště bylo vytvořeno z baterií z druhého životního cyklu, pocházejících z osobních automobilů. Toto úložiště snižuje požadovanou kapacitu připojení nabíjecí stanice k síti na 500 kilowattů a zároveň vyrovnává vysoké špičky zatížení, čímž snižuje zátěž na síť.

Systém MCS je flexibilní a navržený tak, aby podporoval širokou škálu vozidel, přičemž je zpětně kompatibilní s nabíjecím standardem CCS. Vědci také prozkoumali modulární uspořádání s až čtyřmi 250kilowattovými nabíjecími body, které mohou integrovat solární energii, jež může být přímo využita k nabíjení nebo uložena v zásobníku. Vyšší nabíjecí výkon přináší nové výzvy pro výkonovou elektroniku, kontaktní systém a dostupnou kapacitu připojení k síti, což tento systém efektivně řeší. V rámci projektu byl také představen ultrakompaktní, galvanicky izolovaný DC/DC měnič s kapacitou 250 kilowattů. Čtyři tyto jednotky byly zkombinovány pro dosažení jednoho megawattu, přičemž design s vysokou frekvencí minimalizuje velikost a spotřebu materiálu a dosahuje zmíněné účinnosti 99,26 procenta. Díky vysoké spínací frekvenci dosahuje měnič objemové hustoty výkonu devět kW/l, což s maximální účinností 99,26 procenta v tomto výkonovém rozsahu představuje světový unikát.