Forschungsprojekt FastCharge

E-Auto laden in 15 Minuten

Forschungsprojekt FastCharge: Ultra-Schnellladetechnologie bereit für die Elektrofahrzeuge der Zukunft. Foto: BMW

Ein Industriekonsortium unter Beteiligung von Siemens, Porsche und BMW hat eine neue Schnellladetechnik für Elektroautos mit einer Ladeleistung von bis zu 450 kW entwickelt. Einmal „volltanken“ soll damit maximal eine Viertelstunde dauern.

Das Projekt „FastCharge“ entwickelt seit 2016 eine neue Ladetechnik, um Elektroautos in maximal 15 Minuten aufladen zu können. In dem Projekt haben sich unter Führung der BMW Group vier weitere deutsche Unternehmen (Allego, Phoenix Contact E-Mobility, Porsche und Siemens) zusammengeschlossen. Jetzt konnte das Konsortium mit einer ersten öffentlichen Ladestation in Jettingen-Scheppach Vollzug melden. Zwei Elektroauto-Prototypen demonstrierten dabei, wie binnen drei Minuten ausreichend Energie für 100 Kilometer nachgeladen werden konnte und ein sogenannter SOC (State of Charge)-Ladevorgang, bei dem die Traktionsbatterie von 10 auf 80 Prozent nachgeladen wird, in unter 15 Minuten realisiert wird.

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Für so schnelle Ladezeiten ist allerdings eine gewaltige Ladeleistung notwendig: Mit maximal 450 kW kann an der Station nachgeladen werden. Zum Vergleich: Die ersten Tesla-Supercharger erreichten 90 kW, die neuesten 145 kW Leistung. Um eine so hohe Ladeleistung zu erreichen, muss die Ladespannung extrem erhöht werden, sie liegt beim Projekt FastCharge bei bis zu 920 Volt. Neben der Erforschung dieser Technik auf Seiten der Ladesäule wurde in dem Projekt auch die fahrzeugseitige Technik entwickelt, die nötig ist, um mit so hohen Ladeströmen arbeiten zu können. Aktuelle E-Autos sind nicht in der Lage, mit so hoher Leistung geladen zu werden.

Ladetechnik für die Zukunft

Unter anderem musste eine neue Software für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladesäule entwickelt werden. Diese ermöglicht die genaue Vorkonditionierung der Speichertemperatur bei Ladestart, Temperaturmanagement während des Ladevorgangs und ein perfekt abgestimmtes Profil der Ladeleistung über Zeit. Der Ladevorgang erfolgt über ein neuartiges fahrzeugseitiges Mehrspannungsnetz mit Hochvolt-DC/DC-Wandler (HV-DC/DC), indem die geforderte 800-V-Eingangsspannung der Ladesäule auf die niedrigere 400-VSystemspannung des BMW i3 Forschungsfahrzeugs transformiert wird.

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Auch die Hardware seitens der Ladestation ist reine Hightech. Um für so hohe Ströme ein dennoch flexibles („dünnes“) Ladekabel verwenden zu können, kommen gekühlte HPC-Ladekabel (High Power Charging) von Phoenix Contact zum Einsatz. Als Kühlflüssigkeit wird ein Wasser-Glykol-Gemisch verwendet, wodurch der Kühlkreislauf halboffen gestaltet werden kann. Dadurch ist die Wartung im Gegensatz zu hermetisch geschlossenen Systemen, die mit Öl arbeiten, vergleichbar einfach, z. B. wenn Kühlflüssigkeit nachgefüllt wird.

Kostenloses Schnellladen

Die jetzt eingeweihte Ladestation an der Autobahn A8 bei Jettingen Scheppach ist ab sofort in Betrieb. Sie ist mit dem CCS Typ 2-System kompatibel und kann entsprechend von allen hierfür geeigneten Elektrofahrzeugen genutzt werden. Dabei muss niemand befürchten, dass sein Antriebs-Akku von der 450-kW-Station „gegrillt“ wird: Durch die entsprechenden Ladeprotokolle passt sich die Station an die verfügbare Ladetechnik des Fahrzeugs an. Für den Anschluss an das öffentliche Stromnetz in Jettingen-Scheppach wurde im Projekt ein Ladecontainer mit zwei Ladeanschlüssen realisiert: Ein Anschluss hat eine bisher einmalige Ladeleistung von max. 450 kW, der Zweite gibt bis zu 175 kW ab. Das Nachladen an der neuen Station ist bis auf weiteres kostenlos.

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