Fraunhofer IVI desarrolla un sistema de carga bajo el suelo para camiones

El Instituto Fraunhofer de Sistemas de Transporte e Infraestructuras (IVI) lleva varios años investigando un sistema de recarga bajo el suelo. El concepto permite iniciar y detener todo el proceso de carga con sólo pulsar un botón, sin necesidad de manipular cables. El núcleo del sistema es un mecanismo de contacto automatizado que conecta la parte inferior del camión con un elemento de tierra retráctil. Es importante destacar que se forma una conexión física entre el transmisor de tierra y el receptor del vehículo, lo que significa que no se trata de un sistema de carga inductiva.

Gran parte del desarrollo tuvo lugar en el marco del proyecto de investigación MEGA-LADEN (2020-2024), que incluyó la instalación de una solución de carga en Berlín, Alemania. Se alcanzaron potencias de carga de hasta 300 kW, y desde entonces se ha establecido un segundo emplazamiento en Dresde.

El equipo de investigación destaca que el sistema bajo el suelo ahorra espacio, ya que no se necesita una estación de carga separada junto a las plazas de aparcamiento. Se elimina la manipulación de cables y la unidad situada junto a la calle es robusta, resistente a la intemperie y manejable. "El sistema no tiene líneas eléctricas por encima del suelo y no ofrece puntos de ataque para el robo de cables y el vandalismo", señala el equipo.

El sistema puede anclarse al suelo de diferentes maneras -como solución integrada en la calzada o como sistema flexible montado en superficie- y es totalmente escalable. Admite tensiones de hasta 1.250 V y potencias de carga de hasta 4,5 MW para vehículos comerciales. Las elevadas potencias son el motivo por el que el equipo de Dresde optó por un sistema conductivo en lugar de inductivo: "Si hay que transmitir niveles de potencia elevados, actualmente sólo son una opción los sistemas conductivos, es decir, basados en el contacto (cable de carga con enchufe)". Se desarrolló un sistema de reposición totalmente automático para superar los límites de las unidades convencionales de enchufe y cable para potencias de hasta 4,5 MW.

La potencia de 4,5 MW (o 1,2 MW para turismos) sólo es alcanzable con el sistema enterrado, como se ha demostrado en los bancos de pruebas del proyecto MEGA-LADEN. El sistema montado en superficie proporciona hasta 300 kW, dirigido principalmente a turismos y vehículos comerciales ligeros. La carga comienza a partir de 50 kW, y el sistema utiliza la misma interfaz independientemente de la potencia, a diferencia de los sistemas de enchufe CCS y MCS.

Los vehículos necesitan un receptor compatible que mide 63,5 × 28,5 × 6 cm y pesa 4,6 kg. La superficie de contacto tiene forma de pirámide truncada invertida, a juego con la unidad de tierra. Cuando no se está cargando, el receptor está protegido por una solapa. Una guía basada en una cámara ayuda a alinear la unidad de tierra y el receptor, con una "tolerancia de estacionamiento" que permite un ligero movimiento. Un electroimán garantiza un contacto fiable, y la comunicación entre el cargador y el vehículo se gestiona automáticamente a través de "OppCharge".

En Dresde, el sistema ha sido probado durante varios meses utilizando un camión de 15 toneladas retroadaptado con el receptor. El sistema también está diseñado para funcionar de forma autónoma, lo que permite a los vehículos iniciar y completar la carga sin intervención humana, una característica idónea para los depósitos automatizados: "En un futuro en el que los vehículos funcionen de forma autónoma, será crucial que el proceso de carga se realice sin intervención humana. El sistema desarrollado podría permitir a los vehículos iniciar y llevar a cabo el proceso de carga de forma autónoma. Este concepto también es concebible para los depósitos automatizados, en los que los vehículos atracan de forma independiente en las estaciones de carga y se hacen cargo del proceso de carga."

Los datos recogidos durante las pruebas en Dresde tienen ahora como objetivo no sólo optimizar el sistema de recarga, sino también proporcionar información valiosa sobre la facilidad de uso y la disponibilidad de la tecnología. Además, los dos socios esperan colaborar con un fabricante de vehículos para construir una pequeña serie de vehículos, electrificando de forma sostenible la flota y ampliando aún más los beneficios de la e-movilidad en Dresde.

"El ensayo continuará hasta finales de este año, y posiblemente más allá", dijo Fraunhofer IVI a electrive. "Los conductores están muy satisfechos. La carga se realiza una vez al día, cinco días a la semana". Y: "El departamento de limpieza de la ciudad está tan impresionado con la solución de carga que tiene previsto instalar otro sistema de carga bajo el suelo en sus instalaciones el año que viene".

Las aplicaciones potenciales incluyen la agricultura, la industria, la construcción, los aparcamientos y las estaciones o parques de recarga. Antes de su lanzamiento comercial, el sistema debe normalizarse. A principios de este año, se completó el primer borrador de la norma IEC 61851-26 ("define los requisitos para los equipos de suministro de vehículos eléctricos (VE) con capacidad de acoplamiento automático"). Fraunhofer IVI también contribuyó a un mandato de normalización de la interfaz ACD-U para establecer una norma internacional para la carga por debajo del suelo.

La comercialización correrá probablemente a cargo de los proveedores interesados o de los fabricantes de sistemas de recarga, y no de la propia Fraunhofer. La preparación del sistema ya es alta, alcanzando el nivel 7 de 9 en la Escala de Preparación Tecnológica.

ivi.fraunhofer.de, mega-laden.de

Este artículo fue publicado por primera vez por Cora Werwitzke para la edición alemana de electrive.