El sistema de carga de megavatios HV apunta al tráfico de mercancías pesadas ...

La infraestructura de carga para el transporte de pasajeros y mercancías pesadas que funcionan con baterías juega un papel decisivo en el éxito del cambio de tráfico. Como resultado, aumentan las capacidades de carga requeridas y, por lo tanto, también las tensiones de batería y de carga. El proyecto conjunto "HV-MELA-BAT", coordinado por el Instituto Fraunhofer ISE (Freiburg, Alemania), tiene como objetivo desarrollar los convertidores electrónicos de potencia necesarios y un sistema de contactos para altas corrientes y tensiones. Un almacenamiento intermedio es para garantizar la potencia de carga completa incluso en puntos de conexión a la red con limitación de potencia. Otros socios del proyecto son Motion Control & Power Electronics GmbH, STS Spezial-Transformatoren Stockach GmbH, Mercedes-Benz Energy y el Fraunhofer Institute for Transportation and Infrastructure Systems IVI.

"El proyecto se centra en el desarrollo adicional de la infraestructura de carga rápida existente basada en el estándar CCS hacia el futuro estándar del sistema de carga de megavatios. Esto plantea nuevos desafíos tanto para la electrónica de potencia como para el sistema de contacto", explica Stefan Reichert, coordinador del proyecto de Fraunhofer ISE.

Los aspectos centrales del proyecto de investigación son los convertidores electrónicos de potencia, el rectificador del lado de la red y la interconexión modular de convertidores CC/CC para el aislamiento galvánico y para la adaptación de las tensiones de carga a la batería del vehículo. El sistema se complementará con un almacenamiento intermedio de baterías automotrices de segunda vida para que las futuras estaciones de carga también puedan usarse con baja potencia de conexión a la red.

El objetivo es hacer que el sistema sea capaz de abordar la gama más amplia posible de voltajes de carga y vehículos, asegurando así la compatibilidad hacia abajo. Conceptualmente, también se investigará dentro del sistema la interconexión de hasta cuatro puntos de carga de 250 kW y la integración de fuentes y sumideros regenerativos.

El sistema de carga MCS y el almacenamiento intermedio asociado se configurarán y evaluarán en el Centro de Electrónica de Potencia y Redes Sostenibles en Fraunhofer ISE. Para implementar los convertidores electrónicos de potencia y los sistemas de contacto para la futura infraestructura de carga de alta potencia, estos componentes deben poder procesar voltajes de CC de hasta 1250 V. Además, los ingenieros deben desarrollar topologías eficientes, así como transformadores inductivos con muy altas frecuencias de reloj como parte del proyecto.

El aumento de la tensión de carga hasta 1250 V permite una alta potencia de carga con corrientes de carga moderadas. Sin embargo, aumentar el voltaje de carga requiere el uso de nuevas topologías de circuitos eficientes, así como interruptores de semiconductores apropiados. El convertidor electrónico de potencia central, que crea un aislamiento galvánico entre la red y la batería del vehículo, está siendo desarrollado y construido por Fraunhofer ISE. Debe ser altamente eficiente y compacto al mismo tiempo. Mediante el uso de interruptores semiconductores hechos de carburo de silicio (SiC), se deben lograr altas frecuencias de reloj.

Los requisitos de los componentes inductivos (p. ej., transformadores) también aumentan con la frecuencia del reloj. STS está desarrollando un transformador muy compacto para este propósito. Los demás convertidores electrónicos de potencia, como el rectificador activo y un convertidor reductor de conmutación dura, son proporcionados por M&P. Mercedes-Benz Energy está desarrollando un sistema modular de almacenamiento intermedio a partir de baterías automotrices de segunda vida para esta aplicación. El Fraunhofer IVI está suministrando un sistema de contacto que puede contactar corrientes de más de 1500 A.

El proyecto cuenta con el apoyo del Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima de Alemania (BMWK) y se extenderá hasta julio de 2025.

https://www.ise.fraunhofer.de/en.html