Un proyecto Fraunhofer explorará la infraestructura de recarga rápida
La abreviatura "MS" en el nombre del proyecto significa media tensión. Elevar el nivel de tensión en el lado de la estación de carga es una de las palancas para reducir el uso de materiales y los costes de las estaciones de carga de alta potencia. Aunque los cargadores de alta potencia actuales ya están conectados a la red de media tensión, los sistemas actuales funcionan con tensiones más bajas desde el centro de transformación hasta el vehículo, pasando por la estación de carga.
También es una solución adecuada para estaciones de recarga individuales y parques de recarga más pequeños. Sin embargo, el equipo del Fraunhofer ISE se está centrando en sistemas más grandes. Dado que la carga lleva más tiempo que un proceso típico de repostaje, incluso con capacidades de carga de vehículos de entre 150 y 350 kW, "en el futuro, las gasolineras necesitarán alrededor de 15 a 25 puntos de carga en lugar de ocho surtidores para dar servicio al mismo número de vehículos en el mismo tiempo", según el instituto - ya ve de dónde viene el nombre de "gasolinera MS".
Si la carga rápida se realiza en tantos puntos de recarga en paralelo, se requiere una potencia de 1,5 a 3,5 megavatios. Esto significa que las futuras estaciones de recarga rápida ya no podrán abastecerse a través de la red de baja tensión: aunque la gasolinera no se utilice al máximo, la potencia necesaria superaría los 300 kW. La distribución dentro de la gasolinera o el aparcamiento tampoco debe realizarse en la red de baja tensión, ya que los largos recorridos de los cables (100 metros y más para 25 puntos de recarga) y la elevada potencia conllevan altos costes de instalación y grandes pérdidas en los cables", afirma el comunicado de prensa.
El sistema de estaciones de recarga desarrollado en el proyecto se basa, por tanto, en una red de media tensión que funciona con un rectificador a una tensión de 1.500 VCC. La lógica subyacente es la misma que la del cambio de 400 a 800 voltios en el lado del vehículo: a mayor tensión, se puede transmitir más potencia con el mismo amperaje sin necesidad de instalar cables más gruesos. Esto ahorra el costoso cobre y también ayuda a proteger el medio ambiente y a conservar los recursos. Por cierto, se eligieron los 1.500 voltios porque éste es el límite de la baja tensión y por encima de este valor se aplican otras normas. Según el Fraunhofer ISE, está previsto aumentar el voltaje por encima de este valor en proyectos posteriores.
En concreto, Sumida Components & Modules GmbH, Infineon Technologies AG y AEG Powersolutions GmbH, junto con Fraunhofer ISE, han desarrollado un convertidor aislado eléctricamente que acopla la red de distribución de corriente continua de las estaciones de carga (la red de 1.500 voltios) a la batería del vehículo y controla el proceso de carga. Este convertidor tiene una potencia de 175 kW y está diseñado de forma que puedan conectarse dos unidades en paralelo como sistema, para permitir potencias de carga de hasta 350 kW. Las estaciones son compatibles con las normas CCS1 y CCS2, es decir, en el lado del vehículo para corrientes de hasta 500 amperios y tensiones de hasta 1.000 voltios. El sistema de carga megavatio (MCS) para camiones eléctricos también está previsto para el futuro. Para ello, aún debe desarrollarse el módulo convertidor correspondiente, para el que es necesario adaptar algunos componentes. Al igual que en los coches eléctricos modernos, en el convertidor también se utilizan semiconductores de carburo de silicio para aumentar la eficiencia.
Otra ventaja de la solución citada por Fraunhofer ISE en el comunicado de prensa es que el concepto del rectificador central y una distribución de 1500 V CC desarrollado en el proyecto permite dimensionar y escalar los componentes de conexión a la red (transformador y rectificador) de forma más independiente de la electrónica de carga. En vista de la gran demanda de electrónica de potencia y componentes como cables y transformadores, esto debería reducir "significativamente" las necesidades de material en comparación con las soluciones actuales.
"La topología que desarrollamos en este proyecto encuentra aplicaciones no sólo en estaciones de carga, sino también para su integración en centrales híbridas renovables o en sistemas estacionarios de almacenamiento de baterías", explicó Andreas Hensel, director de grupo de Electrónica de Alta Potencia y Tecnología de Sistemas del Fraunhofer ISE.
0 Comentarios