Le système de recharge HT mégawatt cible le trafic de poids lourds ...

L'infrastructure de recharge pour le transport de poids lourds et de passagers alimenté par batterie joue un rôle décisif dans la réussite du redressement du trafic. En conséquence, les capacités de charge requises augmentent et donc également les tensions de batterie et de charge. Le projet commun « HV-MELA-BAT », coordonné par l'Institut Fraunhofer ISE (Freiburg, Allemagne), vise donc à développer les convertisseurs électroniques de puissance nécessaires et un système de contact pour courants et tensions élevés. Un stockage tampon doit garantir une pleine puissance de charge même aux points de connexion au réseau à puissance limitée. Les autres partenaires du projet sont Motion Control & Power Electronics GmbH, STS Spezial-Transformatoren Stockach GmbH, Mercedes-Benz Energy et l'Institut Fraunhofer pour les systèmes de transport et d'infrastructure IVI.

"Le projet se concentre sur la poursuite du développement de l'infrastructure de charge rapide existante basée sur la norme CCS vers la future norme Megawatt Charging System. Cela pose de nouveaux défis à la fois pour l'électronique de puissance et le système de contact", explique le coordinateur du projet Stefan Reichert de Fraunhofer ISE.

Les aspects centraux du projet de recherche sont les convertisseurs électroniques de puissance, le redresseur côté réseau et l'interconnexion modulaire des convertisseurs DC/DC pour l'isolation galvanique et pour adapter les tensions de charge à la batterie du véhicule. Le système doit être complété par un stockage tampon de batteries automobiles de seconde vie afin que les futures stations de recharge puissent également être utilisées avec une faible puissance de connexion au réseau.

L'objectif est de rendre le système capable d'adresser la gamme la plus large possible de tensions de charge et de véhicules, assurant ainsi une compatibilité descendante. Conceptuellement, l'interconnexion de jusqu'à quatre points de recharge de 250 kW et l'intégration de sources et de puits régénératifs seront également étudiées au sein du système.

Le système de charge MCS et le stockage tampon associé seront mis en place et évalués au Centre d'électronique de puissance et de réseaux durables de Fraunhofer ISE. Pour mettre en œuvre les convertisseurs d'électronique de puissance et les systèmes de contact de la future infrastructure de recharge haute puissance, ces composants doivent pouvoir traiter des tensions continues jusqu'à 1250 V. De plus, les ingénieurs doivent développer dans le cadre du projet des topologies performantes ainsi que des transformateurs inductifs à très hautes fréquences d'horloge.

L'augmentation de la tension de charge jusqu'à 1250 V permet une puissance de charge élevée à des courants de charge modérés. Cependant, l'augmentation de la tension de charge nécessite l'utilisation de nouvelles topologies de circuits efficaces ainsi que des commutateurs à semi-conducteurs appropriés. Le convertisseur électronique de puissance central, qui crée une isolation galvanique entre le réseau et la batterie du véhicule, est développé et construit par Fraunhofer ISE. Il doit être très efficace et compact en même temps. En utilisant des commutateurs à semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC), des fréquences d'horloge élevées doivent être atteintes.

Les exigences sur les composants inductifs (par exemple les transformateurs) augmentent également avec la fréquence d'horloge. STS développe un transformateur très compact à cet effet. Les autres convertisseurs électroniques de puissance, tels que le redresseur actif et un convertisseur abaisseur à commutation dure, sont fournis par M&P. Mercedes-Benz Energy développe un système de stockage tampon modulaire à partir de batteries automobiles de seconde vie pour cette application. Le Fraunhofer IVI fournit un système de contact qui peut contacter des courants de plus de 1500 A.

Le projet est soutenu par le ministère fédéral allemand de l'économie et de la protection du climat (BMWK) et se déroule jusqu'en juillet 2025.

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