ElektroMobilität
Hochleistungs-Ladeinfrastruktur
Für uns ist Elektromobilität die Zukunft. Nachhaltig eingesetzt, ressourcenfreundlich und -sparend produziert und effizient im Betrieb. Wir treiben das neue Zeitalter mit unseren Entwicklungen voran. Mit Kreativität, Pragmatismus und Know-how aus dem Automobilbereich entwickeln wir derzeit fahrzeugseitige Lösungen für eine stabile Ladeinfrastruktur mit Ladesäulen, -steckern und -kabeln.
Übersicht der Innovationen zur Elektromobilität
Ladestecker Cool-load Megawatt (3 - 12 MW)
Der Ladestecker Cool-Load Megawatt besticht durch seine hohe Ladeleistung und sein stylisches Aussehen. Durch die integrierte aktive Kühlung, die großen Kontaktflächen und die automatische Steuerung des Kontaktschlusses sind Ladeleistungen von über 3000 kW möglich. Durch Skalierung des Steckerdurchmessers können diese sogar auf weit über 12 MW erhöht werden. So kann ein Fahrzeug zukünftig komfortabel und in deutlich weniger Zeit geladen werden als aktuell möglich.
Speziell im Bereich der Nutzfahrzeuge und auf Langstrecken sind batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge für Unternehmen derzeit nicht rentabel. Mit dem Cool-Load Megawatt kann dies nachhaltig verändert werden.
Mit dem Ladestecker Cool-Load Megawatt wird eine große Kontaktfläche zur Energieübertragung erzielt. Dank der integrierten Flüssigkühlung werden die Verluste in den Kabeln und an den Kontakten deutlich reduziert. In der Folge können höhere Ströme fließen, die ein schnelleres Aufladen ermöglichen. Die mehrfach verseilten Einzelkabel und Adern im Ladekabel führen zu einer hohen Flexibilität, die klassischen Tankschläuchen in nichts nachsteht.
Über einen ausgeklügelten Mechanismus werden die Kontaktringe der Ladebuchse nach dem kraftlosen Einstecken des Ladesteckers zugezogen und dadurch ein hoher Anpressdruck erzeugt. Der Ladevorgang startet nach Verifizierung selbstständig.
Besonderheiten
- Hohe Ladeleistung (3 - 12 MW)
- Skalierbarkeit des Designs ermöglicht sogar Ladeleistungen von bis zu 40 MW
- Sehr hohe Effizienz (99,74% bei 5 MW)
- Vergleichbare Handhabung und Flexibilität wie aktuelle Flüssigkraftstoff-Systeme
- Einfaches, kraftloses & orientierungsfreies Einstecken möglich
- Hohe Sicherheit durch Abdeckung der Pole und automatischen Steck- & Verriegelungsvorgang
- Aktive, großflächige Kühlung aller elektrischen Komponenten
- Kühlmittelübergabe an das Fahrzeug möglich
- Hohe Lebensdauer (min. 100.000 Ladezyklen)
Vorteile
- Größe der Kontaktflächen im eingesteckten Zustand Im Vergleich zu klassischen Schnellladesteckern weist der Cool-Load Megawatt eine mehr als 8-fach größere Kontaktfläche auf.
- Erhöhter Kontaktdruck Der höhere Kontaktdruck wird in der Buchse über einen Kniehebelspanner realisiert. Durch das nachträgliche Spannen werden Toleranzen ausgeglichen und eine große Kontaktfläche sichergestellt.
- Vollflächige Kontaktverbindung Die Stromübertragung erfolgt im Gegensatz zu klassischen Ladeverbindungen nicht über Pins, sondern über eine Ringstruktur. Der Abgriff und damit die Ausnutzung wird gesteigert und die Kontaktfläche massiv erhöht.
- Vollflächiges Anschleifen der Kontaktflächen Das Anschleifen der Kontakte findet bei klassischen Ladesteckern linear beim Ein- und Ausstecken statt. Dabei kommt es langfristig zur Erosion des leitfähigen Materials an den Kontaktstellen - die Ladeleistung sinkt. Unser Stecker wird kraftlos eingeführt und gleichmäßig angeschliffen, sodass eine deutlich höhere Lebensdauer erzielt werden kann als bei einem herkömmlichen Stecker.
- Aktive Kühlung Die Kabel und Kontaktringe werden großflächig von einem nichtleitenden Fluid umspült und gekühlt, wodurch auch die Ladebuchse mit gekühlt wird. Zusätzlich besteht über ein gesteuertes, koaxiales Kugelhahnventil die Möglichkeit der Übergabe des Kühlfluids an das Fahrzeug.
Einsatz im Bereich Schiff- & Luftfahrt
Neben dem Fahrzeugsektor wird auch der maritime Bereich sowie in der Luftfahrt zunehmend elektrifiziert. Der Ladestecker Cool-Load Megawatt ist auch für diese Einsatzbereiche die optimale Lösung, da er den erhöhten Anforderungen an die Kontaktsicherheit durch starken Wellengang oder Sturm sowie erhöhte Luftbelastung durch Salze oder Staub gerecht wird. Durch die Erzeugung eines leichten Überdrucks unter dem Schutzrohr, aber auch bei Paarung an der Ladesäule und mit der Buchse wird z.B. das Eindringen von salzhaltiger Luft in die Steckerverbindung verhindert.
Für den Ladevorgang im maritimen Bereich bietet sich auch der Einsatz unserer Kabelbrücke an. Zwischen Kai und Schiff treten Bewegungen in allen sechs Freiheitsgraden auf, die unregelmäßig ausfallen können. Mit der Kabelbrücke wird eine sichere und gleichzeitig flexible Verbindung zwischen einer Ladestation und einem Schiff hergestellt, die Relativbewegungen ermöglicht.
tECHNISCHE INFORMaTIONEN
| Parameter | CL 3 - 12 MW |
|---|---|
| Leistung | 3 - 12 MW (dc 100 %) |
| Nennspannung | 1.500 V |
| Nennstrom |
2.000 - 8.000 A |
| Kontaktfläche | 5.300 mm² |
| Flächenpressung | > 100 N mit mechanischer Verbindung |
| Einführungskraft | ~ 0 N |
| Handhabung | Orientierungslose Kontaktierung |
| Kühlung | Direkte Kontaktkühlung |
Forschungsprojekt IDEAL
Im Projekt IDEAL (Innovative DC-Technologie zur nachhaltigen Integration moderner Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität) werden neuartige, gleichstrombasierte Ladelösungen für die Elektromobilität erforscht. Der Netzanschluss soll nicht mehr über Wechselstrom, sondern über Gleichstrom erfolgen und die Einspeisepunkte für das lokale Gleichstromnetz werden an Netzkopplungspunkten, wie Umspannwerken oder Ortsnetzstationen, verteilt.
Im Rahmen des Projekts werden neben dem Hochleistungsladestecker von paXos eine Hochleistungsladesäule sowie eine urbane Ladesäule mit mittlerer Leistung entwickelt. Die Erprobung der Komponenten wird in einer Hardware-in-the-Loop-Umgebung durchgeführt, sodass sowohl eine Prüfumgebung als auch marktreife Produkte entstehen.
Das Projekt IDEAL ist ein Verbundforschungsprojekt mit den folgenden Forschungs- und Projektpartnern:
- elexon GmbH
- Institute for Power Generation and Storage Systems (PGS), RWTH Aachen University
- Lehrstuhl für Controlling, RWTH Aachen University
- Lehrstuhl für Energiesystemökonomik, RWTH Aachen University
- Siemens AG Technology Research in Energy and Electronics
Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
Ladekabel
Passend zum Ladestecker Cool-Load Megawatt entwickeln wir derzeit ein Ladekabel, das aktiv gekühlt wird und hohe Ladeleistungen ermöglicht. Einzelne, verseilte Kabel führen zu einer höheren Flexibilität und erzeugen das Gefühl, eine klassische Zapfpistole in den Händen zu halten.
Besonderheiten
- Hohe Flexibilität durch Verseilung der Stromleitungen um den Kühlmittelvorlauf
- Höhere Stromtragfähigkeit möglich durch optimierte Kühlung
- Optimierte Kühlung im Ladekabel durch direkte, großflächige Umströmung der verseilten Einzelkabel mit dem Kühlfluid
- Niedrige Temperatur des äußeren Mantels durch hitzereflektierende Oberfläche auf der Innenseite
Ladesäulen
Kleine Ladesäule
- Cleanes, funktionales Design
- Großer Touchscreen mit Möglichkeiten für individuelle Betriebssysteme
- Verwendung mit klassischen Ladesteckern oder dem paXos Cool-Load Megawatt
- Sichere Unterbringung aller wesentlichen Elemente in der Ladesäule
- Robust gegen Parkrempler durch patentierte Sollbiegestelle
Kleine Ladesäule (ausfahrbar)
- Unscheinbare Integration in Innenstädten durch kompakte Abmessungen
- Absenkautomatik der Kopfeinheit für Ästhetik und zusätzlichen Schutz gegenüber Vandalismus
- Touchscreen für einwandfreie Bedienung
- Verwendung mit klassischen Ladesteckern
- Robustes Gehäuse
- Wartungszugang der Kopfeinheit
- Robust gegen Parkrempler durch patentierte Sollbiegestelle
Große ladesäule
- Integriertes Ladekabel, dadurch kein unnötiges Mitführen im Fahrzeug
- Unterstand und Regenschutz durch Solarpanel
- Freigabe des Touchscreens nach Verifizierung
- Verwendung mit klassischen Schnellladesteckern oder dem paXos Cool-Load Megawatt
- Kein Berühren des Bodens durch das Ladekabel aufgrund intelligenter Kabelführung
- Erhöhte Sicherheit für Nutzer im Crashfall durch Sollbiegestelle
- Wartungszugang für schnelle und unkomplizierte Überprüfung
- Erhöhte Reparaturfreundlichkeit und Nachhaltigkeit durch einfache Austauschbarkeit einzelner Module
AutomatisIerte Ladeeinrichtung
- Automatisierter Ladevorgang für den Einsatz im Nutzkraftwagenbereich
- Realisierung von Schnellladesystemen möglich
- Kontaktlose Verifizierung durch mobile Datensysteme (Car-2-Infrastructure)
- Vertikal flexible Anpassung der Höhe der Ladeeinheit für NKW
- Sichere Unterbringung aller wesentlichen Elemente in der Ladesäule
- Erhöhte Sicherheit im Crashfall
- Mechanische Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Losfahren (auch Unfall)
- Sicherheit des NKW gegen Wanken des Aufbaus durch Be- und Entladen oder Windlast
- Richtungsunabhängiges Laden des Fahrzeuges (vorne rechts oder links)
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