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03 | 2019

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Special Alternative

Special Alternative Antriebe zur Luftreinhaltung Neue Ladesäulen beschleunigen Stromtanken Ein Industriekonsortium testet in Baden-Württemberg neue Ladesäulen. Die Ladeleistung beträgt bis zu 450 kW. Elektrofahrzeuge lassen sich so schneller und komfortabler laden. Die beiden neuen Ladesäulen bei Jettingen-Scheppach an der A8. Schnelles und komfortables Aufladen ist für die Akzeptanz von Elektromobilität wichtig. Davon ist die Realität entfernt: Ladesäulen an typischen Schnellladestationen mit Gleichstrom (DC) haben meist Ladeleistungen von 50 bis 125 Kilowatt (kW). Das heißt, es dauert in der Regel je nach Fahrzeuggröße 10 bis 25 Minuten, um Strom für eine Fahrt von 100 km zu tanken. Doch es wird schneller: An der Autobahnraststätte an der A8 bei Jettingen-Scheppach zwischen Ulm und Augsburg steht seit November 2018 eine spezielle Tankstelle: Elektrofahrzeuge können dort an zwei Ladesäulen Strom tanken. Eine Säule hat eine Ladeleistung von 175 kW, die zweite eine von bis zu 450 kW. Beide können von allen Elektrofahrzeugen genutzt werden, die mit der üblichen Typ-2-Variante des weltweit verbreiteten „Combined Charging System“ (CCS) ausgestattet sind. An dieser Tankstelle untersucht ein Industriekonsortium im Rahmen des Forschungsprojektes FastCharge, welche technischen Voraussetzungen an Fahrzeugen und Infrastruktur erfüllt werden müssen, um deutlich höhere Ladeleistungen einsetzen zu können. Die Erhöhung der Ladeleistung auf 450 kW entspricht dem Drei- bis Neunfachen der an normalen DC-Ladestationen verfügbaren Leistung. Die Ladezeiten werden entsprechend kürzer. Je nach Fahrzeugmodell können beide Säulen für Fahrzeuge mit Batteriesystemen genutzt werden, deren Spannung bei Vollladung 400 Volt (V) beträgt, als auch für Batterien, die bei Vollladung eine Spannung von 800 Volt aufweisen. Die Zeitersparnis belegt das Konsortium anhand zweier Forschungsfahrzeuge: einem BMW i3-Prototyp mit einer 400 V-Batterie und einem Porsche Panamera Prototyp mit einer 800 V-Batterie. Beispiele: Die Batterie im BMW i3 mit einer Kapazität von 57 kWh lässt sich an der 450 kW-Säule in 15 Minuten von 10 auf 80 Prozent aufladen (zum Vergleich: Ladezeit an 50 kW-Säulen rund 45 Minuten). Für die Batterie im Porsche Panamera mit einer 90 kWh- Kapazität braucht es an der gleichen Säule weniger als drei Minuten, damit der Wagen 100 km fahren kann (zum Vergleich: Ladezeit an 50 kW-Säulen etwa 25 Minuten). Doch einfach ist eine höhere Ladeleistung nicht erreichbar: Schnelles Laden zeigt eine unerwünschte Nebenwirkung: Fließt viel Strom, wird es warm und sogar heiß. Die Stromleitung von Säule zum Auto muss gekühlt sein. Dies geschieht durch HPC-Ladekabel (High Power Charging) von der Firma Phoenix Contact E-Mobility. Diese Kabel enthalten Schläuche mit umweltfreundlichem Wasser-Glykol-Gemisch als Kühlflüssigkeit. Der Kühlkreislauf wird halboffen gestaltet, so dass die Schläuche relativ einfach nachgefüllt und gewartet werden können. Und: Diese Kabel sind CCS-kompatibel. Die Firma hat ihren Sitz im nordrhein-westfälischen Schieder bei Detmold. Wichtig ist zudem, dass die Kühlschläuche beim Anschließen an die Ladesäule nicht gequetscht werden. Dies würde Kühlfluss und Kühlleistung senken. Dies vermeidet die Schiederer Firma mit einer speziellen Wanddurchführung mit definierten Schnittstellen für Leistungsübertragung, Kommunikation und Kühlung sowie integrierter Zugentlastung. Auch die Ladeinfrastruktur wurde weiterentwickelt. Hinter den Ladesäulen steht ein Container, der an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist. Das Energieversorgungssystem von Siemens umfasst neben der Hochleistungselektronik für die Ladeanschlüsse in den Ladesäulen als auch die Kommunikationsschnittstelle zu den Elektrofahrzeugen: die beiden Ladeanschlüsse für CCS-fähige Fahrzeuge. Damit trägt das System dazu bei, die Grenzen der Schnellladefähigkeit der Fahrzeugbatterien zu erproben. Es kann mit Niederspannung von bis zu 920 Volt arbeiten. Dies ist wichtig, da die Batterien neuerer Elektrofahrzeuge mit höherer Span- Bilder: Siemens 16 UmweltMagazin März 2019

NEU: Venti PowerAirTube Alternative Spülluftfilter Antriebe zur Luftreinhaltung Special Besuchen Sie uns POWTECH Nürnberg 09.04. – 11.04.2019 Halle 1, Stand 1-530 Laden von Elektrofahrzeugen mit bis zu 450kW (v.l.n.r.) Dr. Markus Göhring (Porsche), Frank Bauer (BMW Group), Stephan Elflein (BMW Group, FastCharge-Projektleiter), Bernhard Pufal (Allego), Gerhard Oberpertinger (Siemens) und Robert Ewendt (Phoenix Contact E-Mobility). nung ausgestattet sein werden. Die Ladepunkte betreibt die niederländische Firma Allego, die bereits mehr als 10.000 Ladepunkte in mehreren Ländern Europas betreut. Auch fahrzeugseitig wurde der Ladevorgang verbessert. So sind beide Fahrzeuge mit einem Hochvoltspeicher ausgestattet, dessen Zellchemie und Kühlung so optimiert wurde, dass eine hohe Ladeleistung überhaupt möglich wird. Im BMW i3 ist zusätzlich Hochvolt-DC/ DC-Wandler eingebaut, der die 800 V-Eingangsspannung der Ladesäule auf die niedrigere 400 V-Systemspannung im Fahrzeug umwandelt. Dieser Wandler erlaubt, das Fahrzeug an allen alten und zukünftigen Ladestationen zu betanken. Zudem erlaubt eine Software eine intelligente Ladestrategie: Dabei wird etwa die Speichertemperatur bei Ladestart berücksichtigt und die Temperatur während des Ladens überwacht, damit das Profil der Ladeleistung optimiert wird. Und da letztlich für eine zuverlässige Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladesäule wichtig ist, erforscht das Konsortium auch Standardisierungsfragen zur Interoperabilität. Das Forschungsprojekt FastCharge begann im Juli 2016. Das Industriekonsortium wird von BMW geführt. Beteiligt sind außerdem Allego, Phoenix Contact E-Mobility, Porsche und Siemens. Das Bundesverkehrsministerium fördert dies mit 7,8 Mio €. Bild: Phoenix Wir packen 90.000 m 3 /h Filterleistung auf 13 m 2 Industrieventilatoren Entstaubungsanlagen Prozessgasreinigungsanlagen Pneumatische Förderanlagen Oberflächentechnik Das neue Venti PowerAirTube Spülluftfilter von Venti Oelde befreit bis zu 90.000 m 3 /h Luft von trockenen Stäuben. Hocheffektiv, materialschonend und dabei noch äußerst energieeffizient. Dank integriertem Ventilator ist das all-in-one-Kraftpaket besonders Platz sparend und einfach zu montieren. Die 9 wichtigsten Venti PowerAirTube Vorteile für Ihren Betrieb: venti-oelde.de/powerairtube Wir lassen Luft für Sie arbeiten. Venti PowerAirTube Be-, Entlüftungs- und Wärmerückgewinnungsanlagen Felix Rehwald, Enercon GmbH, felix.rehwald@enercon.de UmweltMagazin März 2019

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