Πρόκειται για το πειραματικό Mercedes-Benz ELF το νέο κινητό εργαστήριο φόρτισης της γερμανικής εταιρείας με το οποίο θέλει να δοκιμάσει τα όρια του εφικτού και να ηγηθεί στον τομέα της φόρτισης των ηλεκτρικών οχημάτων.
Διαβάστε επίσης: Το πρώτο sedan της Porsche ήταν της… Mercedes-Benz
Η ταχεία φόρτιση αποτελεί το κλειδί για τη χρηστικότητα της ηλεκτροκίνησης στην καθημερινότητα. Με το πειραματικό όχημα ELF, η Mercedes εξερευνά τα όρια του τεχνικά εφικτού – τόσο στο ίδιο το όχημα όσο και στον σταθμό φόρτισης. Για τον σκοπό αυτό, το ELF εξοπλίζεται με δύο συστήματα ταχείας φόρτισης που καλύπτουν διαφορετικά πεδία εφαρμογής.
Σύνδεσμος MCS (Megawatt Charging System)
Αρχικά αναπτυγμένο για βαρέα οχήματα μεταφοράς, το σύστημα αυτό επιτρέπει ισχύ φόρτισης στην περιοχή του ενός μεγαβάτ! Στο ELF, το MCS λειτουργεί ως ερευνητικό εργαλείο για τη δοκιμή της θερμικής αντοχής και των ορίων απόδοσης των μπαταριών υψηλής τάσης, των ηλεκτρονικών ισχύος, των καλωδίων φόρτισης και άλλων εξαρτημάτων υπό ακραίες συνθήκες. Τα ευρήματα χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη οχημάτων μεγάλων αποστάσεων και στόλους με ελάχιστους χρόνους ακινητοποίησης.
Διαβάστε επίσης: Η εταιρεία που “αλλάζει τα φώτα” στη βιομηχανία – Το νέο κέντρο δοκιμών
Σύνδεσμος CCS (Combined Charging System)
Το CCS χρησιμοποιείται κυρίως για τα επιβατικά αυτοκίνητα, προκειμένου να δοκιμαστούν εξαρτήματα που βρίσκονται κοντά στη φάση της μαζικής παραγωγής – όπως καλώδια, σύνδεσμοι, σύστημα ψύξης και έλεγχος φόρτισης – υπό καθημερινές συνθήκες.
Η Mercedes δοκιμάζει τα τεχνικά όρια του CCS, ώστε να δημιουργήσει τις προϋποθέσεις για ακόμη υψηλότερη ισχύ φόρτισης. Το ELF μπορεί να επιτύχει ισχύ φόρτισης έως και 900 kW, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να φορτίσει 100 kWh σε μόλις 10 λεπτά. Το όχημα προσομοιώνει τυπικά σενάρια φόρτισης που συναντώνται στην καθημερινότητα των πελατών – όπως σε σταθμούς ταχείας φόρτισης κατά μήκος αυτοκινητοδρόμων ή σε αστικές περιοχές. Τα χρησιμοποιούμενα εξαρτήματα, όπως η μπαταρία, ο έλεγχος φόρτισης και το hardware CCS, βρίσκονται ήδη κοντά στο επίπεδο παραγωγής και θα ενσωματωθούν σε μελλοντικά μοντέλα της Mercedes.
Με τον συνδυασμό των συστημάτων MCS και CCS, η Mercedes ακολουθεί μια διπλή ερευνητική προσέγγιση: αφενός, διερευνά νέους τεχνολογικούς ορίζοντες και αναπτύσσει την τεχνολογία του μέλλοντος, αφετέρου, βελτιώνει τη βιομηχανική ωριμότητα των υπαρχόντων συστημάτων και κατ’ επέκταση την εμπειρία φόρτισης του σήμερα.
Οι Γερμανοί συνεργάστηκαν με την Alpitronic, την κορυφαία ευρωπαϊκή εταιρεία στην τεχνολογία ταχείας φόρτισης, για να αναπτύξουν έναν πρωτότυπο σταθμό φόρτισης υψηλής απόδοσης, ειδικά για το ρεκόρ του CONCEPT AMG GT XX. Για πρώτη φορά, ο σταθμός αυτός μπορεί να μεταφέρει ρεύμα έως και 1.000 αμπέρ μέσω καλωδίου CCS – δυο φορές περισσότερο σε σχέση με ό,τι ήταν προηγουμένως εφικτό. Αυτό κατέστη δυνατό χάρη στη χρήση ενός σταθμού MCS (αρχικά σχεδιασμένου για φορτηγά), στον οποίο το καλώδιο για φορτηγά αντικαταστάθηκε με καλώδιο CCS, ενώ η ψυκτική ικανότητα στο βύσμα και στο καλώδιο διατηρήθηκε, επιτρέποντας ακόμη υψηλότερη ισχύ. Το σύστημα φόρτισης αυτό δεν αναπτύχθηκε ξεχωριστά, αλλά παράλληλα με το όχημα. Σε δοκιμαστήριο στο Untertürkheim της Στουτγάρδης, η ομάδα ανάπτυξης προσομοίωσε ρεαλιστικά σενάρια φόρτισης, στα οποία τα εξαρτήματα του οχήματος και ο σταθμός φόρτισης δοκιμάστηκαν και επικυρώθηκαν. Αυτό αποδεικνύει τη σφαιρική αναπτυξιακή προσέγγιση της Mercedes-Benz.
Τα συμπεράσματα από τον πρωτότυπο σταθμό φόρτισης ενσωματώνονται άμεσα στην ανάπτυξη μιας νέας γενιάς ταχυφορτιστών υψηλής απόδοσης, που θα χρησιμοποιηθούν στα πάρκα φόρτισης της Mercedes-Benz. Έτσι, οι πελάτες θα επωφεληθούν από εξαιρετικά σύντομους χρόνους φόρτισης, με διάρκεια που διαφέρει ελάχιστα από τη συμβατική διαδικασία ανεφοδιασμού καυσίμου. Οι μειωμένοι χρόνοι φόρτισης μεταφράζονται σε μεγαλύτερη ευελιξία στα ταξίδια και σημαντικά αυξημένη άνεση στην καθημερινότητα. Με αυτόν τον τρόπο, η Mercedes-Benz επιβεβαιώνει τη δύναμη της καινοτομίας της και στοχεύει να θέσει νέα πρότυπα στη δημόσια φόρτιση στο μέλλον.
Αμφίδρομη φόρτιση
Η αμφίδρομη φόρτιση δεν είναι απλώς μια τεχνολογική επιλογή – είναι στρατηγικό εργαλείο για την ενεργειακή μετάβαση. Με το ELF, η Mercedes διερευνά το δυναμικό αυτής της σημαντικής τεχνολογίας: όχι μόνο τη λήψη ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και την επιστροφή της στο σπίτι (Vehicle-to-Home, V2H), στο δίκτυο (Vehicle-to-Grid, V2G) ή απευθείας σε ηλεκτρικές συσκευές (Vehicle-to-Load, V2L). Έτσι, τα ηλεκτρικά οχήματα μετατρέπονται σε ενεργό τμήμα ενός βιώσιμου ενεργειακού συστήματος. Το ELF δοκιμάζει την αμφίδρομη φόρτιση σε πραγματικά σενάρια χρήσης, ενώ τα αποτελέσματα ενσωματώνονται απευθείας στην ανάπτυξη μελλοντικών μοντέλων παραγωγής.
Το ELF μπορεί να πραγματοποιήσει αμφίδρομη φόρτιση τόσο με εναλλασσόμενο (AC) όσο και με συνεχές ρεύμα (DC):
Το AC (εναλλασσόμενο ρεύμα) επιτρέπει την τροφοδοσία ηλεκτρικών συσκευών (V2L) και την επιστροφή ενέργειας μέσω αμφίδρομου wallbox AC απευθείας στο οικιακό δίκτυο – για εφαρμογές όπως Vehicle-to-Home (V2H), Vehicle-to-Building (V2B) ή Vehicle-to-Grid (V2G).
Πλεονέκτημα: χαμηλότερο κόστος υποδομής.
Μειονέκτημα: πιο σύνθετη διαδικασία τυποποίησης, καθώς το όχημα πρέπει να προσαρμόζεται σε διαφορετικά ηλεκτρικά δίκτυα.
Το DC (συνεχές ρεύμα) επιτρέπει την άμεση ανάκτηση ενέργειας μέσω αμφίδρομου wallbox DC προς το δημόσιο δίκτυο (V2G) ή απευθείας προς το οικιακό/κτιριακό δίκτυο (V2H, V2B), ανάλογα με την υποδομή.
Πλεονέκτημα: υψηλή απόδοση, ειδικά όταν χρησιμοποιείται υβριδικός μετατροπέας (inverter) για αμφίδρομη φόρτιση. Με φωτοβολταϊκά και οικιακή αποθήκευση, είναι ευκολότερο να τηρηθούν οι απαιτήσεις του δικτύου.
Πιθανό μειονέκτημα: ελαφρώς υψηλότερο κόστος επένδυσης για την υποδομή φόρτισης.
Επαγωγική φόρτιση – ασύρματα προς το μέλλον
Με το ELF, η Mercedes δοκιμάζει επίσης τη φόρτιση χωρίς καλώδιο, επαγωγικά.
Η ενέργεια μεταδίδεται στο όχημα χωρίς φυσική επαφή, μέσω ενός συστήματος φόρτισης ενσωματωμένου στο έδαφος. Η τεχνολογία αυτή προσφέρει σημαντικές δυνατότητες, ιδιαίτερα για οικιακή χρήση και στόλους οχημάτων, καθώς καθιστά τη φόρτιση πιο άνετη και σχεδόν αόρατη.
Το ELF είναι εξοπλισμένο με σύστημα επαγωγικής φόρτισης που βασίζεται στην αρχή της μαγνητικής συντονισμένης σύζευξης (magnetic resonance coupling). Η ισχύς φόρτισης ανέρχεται επί του παρόντος σε 11 kW AC, είναι δηλαδή ισοδύναμη με αυτή ενός τυπικού wallbox. Η τεχνολογία αυτή υποβάλλεται σε δοκιμές για την καταλληλότητά της στην καθημερινή χρήση, για ενεργειακή απόδοση και συμβατότητα με διαφορετικά ύψη και διαμορφώσεις οχημάτων (δηλ. από οχήματα πολυτελείας μέχρι ρομπο-ταξί και στόλους εταιρικών οχημάτων) ώστε να εξυπηρετήσει μία μεγάλη γκάμα εφαρμογών κινητικότητας. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στην ευκολία χρήσης και στη διεθνή επεκτασιμότητα.
Αγώγιμη (conductive) φόρτιση – για αποδοτική μεταφορά ενέργειας
Η αυτόματη αγώγιμη φόρτιση μέσω του δαπέδου του οχήματος αποτελεί μια καινοτομία για την άνετη και αποδοτική φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιεί ειδικές πλάκες φόρτισης στο έδαφος, οι οποίες επικοινωνούν με το όχημα και βοηθούν τον οδηγό ή το σύστημα υποβοήθησης στάθμευσης να τοποθετήσει το αυτοκίνητο στη σωστή θέση και να εκκινήσει τη φόρτιση.
Η μεταφορά ενέργειας πραγματοποιείται μέσω άμεσης φυσικής επαφής με έναν σύνδεσμο ο οποίος είναι τοποθετημένος στο κάτω μέρος του οχήματος. Η ισχύς φόρτισης φτάνει τα 11 kW AC. Στο ELF, δόθηκε ιδιαίτερη έμφαση στην ενσωμάτωση του συνδέσμου στο δάπεδο του οχήματος και στις προϋποθέσεις τοποθέτησής του, καθώς το όχημα πρέπει να σταθμεύει με ακρίβεια πάνω από την πλάκα φόρτισης για να ξεκινήσει η διαδικασία.
Όπως και η επαγωγική, έτσι και η αυτόματη αγώγιμη φόρτιση μέσω του υποδαπέδου προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα: οι οδηγοί δεν χρειάζεται να συνδέουν ή να αποσυνδέουν καλώδια, γεγονός που αυξάνει την άνεση και ευκολία χρήσης. Επιπλέον ελαχιστοποιείται η φθορά καλωδίων και οι πιθανοί ηλεκτρικοί κίνδυνοι. Η αγώγιμη φόρτιση είναι ιδανική για χώρους στάθμευσης με περιορισμένη πρόσβαση και επιτρέπει την αισθητικά “τακτοποιημένη” εμφάνιση της υποδομής στο έδαφος, με λιγότερο χώρο σε σχέση με τους παραδοσιακούς σταθμούς φόρτισης. Επιπλέον, η αποτελεσματική εμβέλεια φόρτισης είναι αντίστοιχη των ενσύρματων συστημάτων και ελαφρώς καλύτερη από τις επαγωγικές λύσεις.
