Im Forschungsprojekt „HV-MELA-BAT“ hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam mit Industriepartnern zentrale Technologien für ein Hochvolt-Megawatt-Ladesystem entwickelt.
Im Mittelpunkt des Projekts stand die Weiterentwicklung bestehender Schnellladesysteme auf Basis des Combined Charging System (CCS) hin zum Megawatt Charging System (MCS). Die höheren Leistungen stellen sowohl die Leistungselektronik als auch die Netzanbindung vor neue Herausforderungen. Um diese zu adressieren, entwickelte das Konsortium leistungselektronische Umrichter, modulare DC/DC-Wandler sowie ein Kontaktsystem für hohe Ströme und Spannungen.
Technisch basiert das System auf einer modularen Architektur. Mehrere galvanisch trennende DC/DC-Wandler mit jeweils 250 Kilowatt Leistung werden parallel betrieben. Diese Wandler arbeiten mit einer hohen Schaltfrequenz von bis zu 200 kHz, wodurch sich die Größe der benötigten Bauteile reduzieren lässt. Gleichzeitig erreicht das System eine hohe Leistungsdichte von 9 kW pro Liter und einen Wirkungsgrad von bis zu 99,26 Prozent. Darüber hinaus ist das Ladesystem flexibel ausgelegt. Es unterstützt unterschiedliche Fahrzeugspannungen und kann mehrere Ladepunkte parallel bedienen.
Die Tests des Gesamtsystems erfolgten am Standort Freiburg. Dabei wurde die Kopplung von Stromnetz, Batteriespeicher und Ladeausgang über einen gemeinsamen Gleichstromzwischenkreis realisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass sich hohe Ladeleistungen auch bei begrenzter Netzkapazität technisch umsetzen lassen. (oe)
