Fahrer und Hersteller von Elektrofahrzeugen fordern immer kürzere Ladezeiten, die als Schlüsselfaktor zur besseren Alltagstauglichkeit und steigenden Akzeptanz der Elektromobilität in unserer Gesellschaft gelten.
Der letzte Stand der Technik, das High Power Charging (HPC), ist eine Ladetechnologie, die es ermöglicht, den Akku in nur drei bis fünf Minuten für 100 km Reichweite zu laden. Herzstück ist ein Hochleistungsladestecker mit intelligenter Kühlung, der einen Ladestrom von bis zu 500 A bzw. eine Ladeleistung von 500.000 W erlaubt.
Bisher waren beim Schnellladen mit dem Combined Charging System (CCS) lediglich Ladeströme bis zu 200 A technisch umsetzbar. Für besonders kurze Ladezeiten werden jedoch deutlich höhere Ströme benötigt. Mit herkömmlicher Ladetechnik würde dies zu gefährlichen Überhitzungen führen – oder aber größere und unhandliche Kabeldurchmesser erfordern.
Cool down
Die HPC-Technologie basiert deshalb auf einer aktiven Kühlung, welche Ladeströme bis 500 A ohne Abstriche bei Sicherheit und Handhabbarkeit ermöglicht. Als Kühlflüssigkeit wird ein umwelt- und wartungsfreundliches Wasser-Glykol-Gemisch eingesetzt. Dieses kühlt sowohl die Ladeleitung als auch die DC-Leistungskontakte im Fahrzeug-Ladestecker.
Der Kontaktträger dient aufgrund seiner sehr guten Wärmeleiteigenschaften gleichzeitig als Kühlkörper. Integrierte Temperatursensoren messen in Echtzeit die Wärmeentwicklung. Eine Steuerung wertet diese Daten aus und reguliert die Kühlleistung bedarfsgerecht. Damit wird eine Überhitzung sicher vermieden und gleichzeitig die Energieeffizienz der Kühlung erhöht.
Safety first
HPC-Ladestecker basieren auf dem etablierten Combined Charging System für Europa und Nordamerika und sind daher vollständig CCS-kompatibel. Integrierte Temperatur- und Leckagesensoren sorgen für Sicherheit. Auch das Ladekabel warnt den Anwender oder Betreiber durch einen im Kabelmantel integrierten Abnutzungsindikator frühzeitig vor einem Sicherheitsrisiko.
Um HPC-Systeme betreiben zu können, sind neben Ladestecker und Ladeleitung ein Kühlaggregat, welches auf die Maße der Ladesäule abgestimmt ist, sowie eine Steuerung für den Kühlkreislauf erforderlich.
Input – Output
Typischerweise wird das HPC-System zum Aufbau von öffentlichen oder gewerblichen Ladeparks eingesetzt, wie an Autobahnraststätten, wo der Fahrer des Elektrofahrzeugs nur sehr wenig Zeit zur Verfügung hat. Bei diesen Ladeparks sind Kühlaggregat und Steuerung meist zentral untergebracht, während die einzelnen dezentralen Ladesäulen mit Kühlflüssigkeit versorgt werden und lediglich eigene Wärmetauscher besitzen.
Möglich ist der Einbau auch in autarke Ladesäulen, in denen Kühlaggregat und Steuerung integriert sind.
