ADS-Tec High Power Charger
Schnellladen für alle
Schnellladen von Elektromobilen stellte die Verteilnetze bislang vor große Herausforderungen. Die von ADS-Tec auf der Energy Storage Europe in Düsseldorf gezeigten schnellladefähigen High-Power-Charger laden PKW nicht nur schnell, sondern stabilisieren auch die Verteilnetze.
Die Nürtinger ADS-Tec hat frühzeitig erkannt, dass große Ladeparks mit Mittelspannungsanschluss nicht ausreichen, um eine für Kunden akzeptable E-Mobilitäts-Ladeinfrastruktur aufzubauen. Gefordert sind flächendeckend Schnellladeanschlüsse mit hoher Ladeleistung, die im Zweifel nur an leistungsbegrenzte Verteilnetze angeschlossen sind. Um die Belastbarkeit der Verteilnetze nicht zum Flaschenhals werden zu lassen, hat ADS-Tec gemeinsam mit Power Engineering das Fahrzeug-Schnellladesystem HPC (High Power Charger) entwickelt, das Fahrzeuge mit bis zu 320 kW DC laden kann.
Dies wird durch die Koppelung der Schnelllade-Elektronik mit einem Batteriespeichersystem möglich, das über das Verteilnetz mit niedriger Ladeleistung geladen wird und den Energiebedarf mehrerer Fahrzeuge für Schnellladevorgänge vorhält. Der bereits in diesem Jahr käuflich auf den Markt kommende High-Power-Charger kann sowohl von Fahrzeugen mit 400-V-Batterien als auch mit Hochvoltbatterietechnik mit bis zu 920 V genutzt werden. Die Kombination von Schnellladetechnik mit Batterie-Puffern hatte ADS-Tec zuvor bereits in den Produkten „PowerBooster“ und „PowerBooster+“ angeboten.
Den 2019 auf den Markt kommenden Porsche Mission E mit Hochvoltbatterien soll das Schnellladesystem in 20 Minuten auf 80 Prozent seiner Batterieladekapazität aufladen können. Diese momentan weltweit führende Schnellladetechnologie wird durch die ebenfalls neu konstruierte Schnelllade-Säule „HPC-Dispenser“ möglich, deren einige Kilogramm leichtes Kabel durch eine integrierte Flüssigkeitskühlung auf ein bedien- und tragbares Maß verkleinert wurde.
Das System besteht aus drei Teilen, die in ca. 1,2 m x 1,2 m großen Modulen untergebracht sind und die Elemente Wasserkühlung, Batteriemodule und Leistungselektronik enthalten. Das PowerBooster-Batteriesystem bietet im kompaktem Gehäuse nicht nur Ladeleistung für die Schnellladestation, sondern eignet sich auch, um am 400-V-Verteilnetz Netzdienstleistungen zur Blindleistungsbereitstellung, Spannungs- und Frequenzstabilisierung anzubieten, die sich in Zeiten zunehmender Einspeisung fluktuierenden PV-Stromes in die Verteilnetze als Probleme für Netzbetreiber darstellen. So kann Elektromobilität auch in die Verteilnetz-Struktur integriert werden, die ursprünglich nicht für die hohe E-Mobilitäts-typische hohe Leistungsabfrage gebaut wurden.
Der HPC-Booster mit einer Kapazität von 140 kWh bei Vollausstattung ist für eine Ladesäule (HPC-Dispenser) à 320 kW Ladeleistung oder zwei Ladesäulen mit 160 kW Ladeleistung ausgelegt. Die Wiederaufladezeit beträgt drei Stunden bei 50 kW Netzleistung. Die IT-Integration ist unproblematisch. Zur Verwaltung steht ADS-Tecs Cloud-basierte IoT-Service-Plattform „Big-LinX“ für den weltweiten Zugriff auf Energiespeichersysteme zur Verfügung. Sie ermöglicht die Verwaltung sowie das kontinuierliche Monitoring und Controlling der Systeme, das das OCPP (Open Charge Point Protocol) verwendet. Die Identifizierung und der Zugang von Nutzern erfolgen hochsicher mit Soft- und Hardwarezertifikaten per Smartcard. Das System verfügt über eine integrierte Firewall und kommuniziert mobilfunkbasiert. Für Programmerweiterungen steht eine OSGI-Plattform zur Verfügung. Schnittstellen zu weiteren Scada- und Host-Systemen sind vorhanden. Traktionsbordnetze aller Spannungslagen von 200-V-Systemen bis zu kommenden Hochvoltsystemen (bis 920 V) sind vom HPC-Booster ansprechbar. Integriert sind Umrichter, Energiemanagement, Klimatisierung, IT-Security und Firewall sowie eine mobilfunkbasierte Kommunikationseinheit.
Das Laden der Fahrzeuge erfolgt über den flüssigkeitsgekühlten HPC-Dispenser geräuschreduziert. Das leichte und flexible Ladekabel ist durch einen hohen Aufhängepunkt gut bedienbar und mit den Steckertypen CCS1, CCS2, CHAdeMO und GB/T mit allen gängigen Steckerstandards kompatibel. Ein Integrierter 10-Zoll-Touchscreen dient als Nutzerinterface, optional ist auch die Energiemessung per geeichtem DC-Zähler möglich. Die für eine Lebensdauer von bis zu 20 Jahren ausgelegten Lithium-Ionen-Speicher stammen von etablierten Herstellern und zeigen über die Lebensdauer nur geringe Alterungseffekte. Die Zell-überwachung erfolgt über den Lebenszyklus hinweg mit einem eigenen Tool.
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