O sistema de carregamento de megawatts HV visa o tráfego de mercadorias pesadas ...

A infraestrutura de carregamento para mercadorias pesadas movidas a bateria e transporte de passageiros desempenha um papel decisivo em uma recuperação de tráfego bem-sucedida. Como resultado, as capacidades de carga necessárias estão aumentando e, portanto, também as tensões da bateria e de carga. O projeto conjunto "HV-MELA-BAT", coordenado pelo Instituto Fraunhofer ISE (Freiburg, Alemanha), visa, portanto, desenvolver os conversores eletrônicos de potência necessários e um sistema de contato para altas correntes e tensões. Um armazenamento de buffer é para garantir energia de carregamento total, mesmo em pontos de conexão de rede com energia limitada. Outros parceiros do projeto são Motion Control & Power Electronics GmbH, STS Spezial-Transformatoren Stockach GmbH, Mercedes-Benz Energy e o Fraunhofer Institute for Transportation and Infrastructure Systems IVI.

"O projeto se concentra no desenvolvimento da infraestrutura de carregamento rápido existente com base no padrão CCS para o futuro padrão Megawatt Charging System. Isso apresenta novos desafios tanto para a eletrônica de potência quanto para o sistema de contato", explica o coordenador do projeto Stefan Reichert da Fraunhofer ISE.

Aspectos centrais do projeto de pesquisa são os conversores eletrônicos de potência, o retificador do lado da rede e a interligação modular de conversores DC/DC para isolamento galvânico e para adaptação das tensões de carga à bateria do veículo. O sistema deve ser complementado por um armazenamento intermediário de baterias automotivas de segunda vida, para que futuras estações de carregamento também possam ser usadas com baixa potência de conexão à rede.

O objetivo é tornar o sistema capaz de lidar com a maior gama possível de tensões de carregamento e veículos, garantindo assim a compatibilidade com versões anteriores. Conceitualmente, a interconexão de até quatro pontos de carregamento de 250 kW e a integração de fontes e sumidouros regenerativos também serão investigadas dentro do sistema.

O sistema de carregamento MCS e o buffer de armazenamento associado serão configurados e avaliados no Centro de Eletrônica de Potência e Redes Sustentáveis em Fraunhofer ISE. Para implementar os conversores eletrônicos de potência e os sistemas de contato para a futura infraestrutura de carregamento de alta potência, esses componentes devem ser capazes de processar tensões DC de até 1250 V. Além disso, os engenheiros devem desenvolver topologias eficientes, bem como transformadores indutivos com muito altas frequências de clock como parte do projeto.

Aumentar a tensão de carga até 1250 V permite alta potência de carga em correntes de carga moderadas. No entanto, aumentar a tensão de carga requer o uso de novas topologias de circuito eficientes, bem como chaves semicondutoras apropriadas. O conversor eletrônico de potência central, que cria um isolamento galvânico entre a rede e a bateria do veículo, está sendo desenvolvido e construído pela Fraunhofer ISE. Deve ser altamente eficiente e compacto ao mesmo tempo. Ao usar chaves semicondutoras feitas de carboneto de silício (SiC), altas frequências de clock devem ser alcançadas.

As demandas de componentes indutivos (por exemplo, transformadores) também aumentam com a frequência do clock. A STS está desenvolvendo um transformador altamente compacto para esta finalidade. Os outros conversores eletrônicos de potência, como o retificador ativo e um conversor buck de chaveamento rígido, são fornecidos pela M&P. A Mercedes-Benz Energy está desenvolvendo um sistema modular de armazenamento intermediário de baterias automotivas de segunda vida para esta aplicação. O Fraunhofer IVI está fornecendo um sistema de contato que pode contatar correntes de mais de 1500 A.

O projeto é apoiado pelo Ministério Federal Alemão de Economia e Proteção Climática (BMWK) e vai até julho de 2025.

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