直流电安全充电

带餐厅和商店的充电公园示意图

带餐厅和商店的充电公园示意图

最大的电动汽车充电站目前正在奥格斯堡(德国)附近的祖斯马尔豪森(Zusmarshausen)建造着。这是一个有远见的项目,可以解决未来流动性带来的挑战。缆普为这个创新项目开发了一种特殊的直流电缆,它也可以用来在短期内提供更大的输出。

索蒂莫创新公园Zusmarshausen位于慕尼黑和斯图加特之间的A8高速公路旁。充电功率超过了24千瓦的充电器被标记为“功率超过144千瓦”。该站点被规划为一个直流能源中心,旨在尽可能快速、高效地为电动汽车提供电流和电力,并使用主要由本地产生的电流和电力来实现这一点。目前还没有一款汽车能够使用快速充电器所提供的电量。这样看起来就仍然是一条需要经历很长的道路。对于已经上路的所有其他电动车来说,这里有 120个额外的直流快速充电器。在开发的第一阶段,它的功率为140千瓦,已经超过了市场上常见的电池充电标准:大约需要45分钟。

“德国人在投资新技术时需要更加勇敢。随着德国对电动汽车越来越多的支持,我希望电动汽车作为能源革命的一个重要组成部分将最终得到鼓励和加速,”eLoaded GmbH和Steinbacher Consult的董事总经理兼股东Frank Steinbacher说。他是索蒂莫创新公园Zusmarshausen的创意来源和策划人。位于祖斯马斯豪森的Sortimo Innovationspark Zusmarshausen GmbH是一家建筑开发商和投资商,是车辆设备和移动运输解决方案的市场领导者。

Steinbacher预计:“我们的工厂每天最多可为4000辆汽车充电,这相当于每年超过4亿公里的里程数。”然而,这仅仅是第一步:由于其模块化设计和电源概念,该系统可以升级到280千瓦,而无需对基础设施进行任何进一步的更改。新的技术解决方案允许140千瓦充电点的设计缩小到22千瓦输出电流慢充电器大小。

Steinbacher预计:“我们的工厂每天最多可为4000辆汽车充电,这相当于每年超过4亿公里的里程数。”然而,这仅仅是第一步:由于其模块化设计和电源概念,该系统可以升级到280千瓦,而无需对基础设施进行任何进一步的更改。新的技术解决方案允许140千瓦充电点的设计缩小到22千瓦输出电流慢充电器大小。

对索蒂莫来说,这笔投资很快就会有回报。它将把充电场用于自己的车队和客户的车队,包括公共交通。今年,祖斯马尔豪森和奥格斯堡市之间的第一条快速电子巴士线路将开通。车辆在部署期间的充电是动态调整的,这取决于该地区正在产生的可再生能源的最新信息。因此,运营商不需要停车场,可以省去夜间昂贵的充电。充电场也可供私人交通工具使用。

毋庸质疑的是,在索蒂莫,可再生电力主要用于充电,主要来自该地区的光伏发电机组。如果需要使用额外的电力,则这些电力来源于水力发电。现场的特点是通过直流供电网络进行能量分配。弗兰克·斯坦巴赫将引入缆普作为直流电引导。集成连接系统的全球市场领导者是直流电领域的先驱。缆普为这项创新项目开发了一种特殊的直流电缆,该电缆还可用于在短期内提供更大的输出,并可同时控制电缆中的热量发展。

缆普已经为此开发了连接充电站的完整直流母线,包括用于控制和在线监测的混合直流电缆。电缆设计非常复杂:电缆(专门为充电站设计)由一个横截面为30平方毫米的铝导线组成。芯线绝缘是交联的,由聚乙烯组成。屏蔽是用铜线缠绕在铁芯上实现的。本产品的特点是设计辅以两根不锈钢管,每根钢管配六根光缆。它们用于测量温度,并在充电点温度过高时触发警报。然后,总线用于控制任何可以使用免费充电容量的地方。根据IEC 60502测试标准,外护套由PVC制成。

“缆普不仅是一个拥有区域性业务的合作伙伴,它的规模也足以提供我们所需的一切。多亏了它的全球定位和始终保持创新领先地位的愿望,我们肯定可以继续与缆普一起成长,”斯坦巴赫解释道。

直流电的使用在Frank Steinbacher的项目中起着核心作用。”我们不再想用交流电来思考问题,而是用直流电来思考。通过这种转换,我们可以在能源效率方面实现20%到25%的节约,”Steinbacher说。原因是光伏系统和风力涡轮机只能产生直流电。使用直流电,可以消除交流(AC)和直流电(DC)之间转换过程中产生的损耗,反之亦然。一个系统的配置为直流电的能源网将实现90%的整体效率,而目前的效率为56%。

在索蒂莫创新公园Zusmarshausen,能量分配精确地为充电操作量身打造。然而,复杂的能源管理系统不仅要考虑充电过程,还要考虑与之直接相关的生产过程,这是能够协调电量和输出的成本效益的唯一方法,。Frank Steinbacher专注于降低运营成本和基础设施的多功能使用。Steinbacher深信,“任何人只要能使用能源和相关基础设施,就可以获得最大的通用性和灵活性,与独立解决方案相比,将获得显著的经济效益。如果使用索蒂莫创新公园Zusmarshausen的全部容量,仅通过替代使用化石燃料的运输方式,每年可节省约3000万升燃料和6万吨二氧化碳(CO2)。

在直流电方面,缆普积极参与电缆的开发,并且已经拥有一系列适用于各种应用的电缆。其中包括根据DIN EN 60445(VDE 0197):2018-02标准对芯线进行新颜色编码的Ölflex DC 100:红色、白色和绿黄色,于2018年更新。其他电缆包括用于固定应用的Ölflex DC Servo 700和用于移动应用、由热塑性弹性体制成的Ölflex DC Robot 900,或者是第一条直流机器人电缆Ölflex DC Robot 900,其芯绝缘由热塑性弹性体制成,护套由聚氨酯制成。这使得缆普成为工业应用低压直流网络电缆开发的先驱。

同时,缆普是DC-Industrie2研究项目的赞助合作伙伴,研究电缆绝缘材料的长期稳定性。这是因为缆普和TU Ilmenau在试验中发现,绝缘材料在直流电场中的老化程度不同于在交流电压场中的老化。”我们看到直流电带来了巨大的经济机遇,而不仅仅是汽车和加工行业。许多消费者已经是直流电消费者。减少转换损耗可以提高效率,由于消除了转换器,我们需要的元件更少,因此空间也更小。可再生能源和分散能源可以更容易地整合。动能也通过直流电反馈。“电动机变成了发电机,”U.I.LAPP GmbH的产品管理和产品开发主管Guido Ege列举了这些优点。