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La proposta di Porsche per le stazioni di ricarica delle auto elettriche

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Osservando le stazioni di ricarica rapida attualmente in uso, gli svantaggi del sistema sono immediatamente evidenti. Allo stato attuale, tutti i componenti necessari per la ricarica sono installati in ogni singolo armadio: trasformatore, isolamento galvanico, elettronica di potenza, raffreddamento e connettività. Particolari che rendono ogni singola stazione di ricarica sproporzionatamente costosa. Così, Porsche Engineering, ha sviluppato un parco di ricarica, con una nuova architettura di sistema. Questa nuova generazione di dispositivi è caratterizzata da un’impressionante tecnologia di ricarica rapida. Fornisce un’interfaccia attraente per il cliente e, grazie ai bassi costi operativi, presenta anche un’ipotesi aziendale convincente per un’ampia varietà di operatori.

L’innovativo sistema di parcheggio di ricarica progettato da Porsche Engineering offre anche la possibilità di caricare le batterie di più auto elettriche contemporaneamente. Grazie alla tecnologia a 800- volt, le batterie possono immagazzinare energia sufficiente per circa 400 chilometri di autonomia in soli 20 minuti.

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FlexBoxes – building blocks dell’architettura

Il sistema di ricarica del parco Porsche Engineering è progettato come un sistema modulare composto da alloggiamenti standardizzati e resistenti alle intemperie, i FlexBoxes (dimensioni esterne: 120 x 120 x 130 centimetri). Consentono un allestimento flessibile con tutti i componenti necessari in un rack standard e possono essere posizionati a una certa distanza dalle stazioni di ricarica, ad esempio dietro un edificio o una siepe. Quindi sia visivamente che in termini di rumore, sono nascosti al cliente. Esistono anche opzioni di integrazione ideali per edifici pianificati ed esistenti: i moduli possono essere posizionati ovunque ci sia spazio, mentre i pali di ricarica sottili e facili da usare sono posizionati in modo ottimale per l’utilizzo da parte dei clienti

Un vantaggio tecnico per i parchi di ricarica di dimensioni medio-grandi è che esiste una connessione alla rete a media tensione (fino a 36 kilovolt di corrente alternata). Un trasformatore converte quindi questa tensione media in bassa tensione (livello di rete locale).

Il design intelligente del trasformatore consente anche la sistemazione dell’isolamento galvanico necessario per motivi di sicurezza. Il vantaggio è chiaro: l’isolamento galvanico centralizzato ne elimina la necessità in ogni singolo polo. Fino ad ora, faceva parte dell’elettronica di potenza in tutti questi poli, occupando spazio e aumentando i costi.

Maggiore efficienza, minori costi operativi

Oltre ai costi di sistema inferiori, anche i costi operativi inferiori sono un fattore importante, poiché il parco di ricarica Porsche Engineering funziona anche in modo più intelligente. Il server di controllo della stazione di trasformazione riunisce tutte le informazioni provenienti da tutte le unità di controllo dell’hardware, paragonabili a una rete locale. Questo cervello centrale controlla e collega le unità di controllo per l’unità di raffreddamento, l’elettronica di potenza e la stazione di ricarica. Il server di controllo gestisce anche la comunicazione con il back-end del rispettivo operatore a fini di regolamento. Il risultato: grazie a questa architettura innovativa, l’efficienza è aumentata di oltre il 95% per l’intero sistema, il che significa la possibilità di costi operativi significativamente inferiori rispetto ai sistemi oggi disponibili.

PowerBox

Innanzitutto, la corrente alternata a bassa tensione proveniente dalla stazione di trasformazione viene convertita in corrente continua nel PowerBox. Il PowerBox può essere equipaggiato con due gruppi di elettronica di potenza e fornire due punti di ricarica. Il sistema utilizza moduli in carburo di silicio (SiC) di ultima generazione.

Parco di ricarica, Porsche Engineering, 2018, Porsche AG

Il concept del parco di ricarica di Porsche Engineering consente alle auto di ricaricare in soli 20 minuti. I componenti sono progettati per ospitare una distanza di fino a 200 metri tra la stazione di trasformazione e PowerBox e fino a 100 metri tra il PowerBox e la stazione di ricarica. Tutto sommato, questo si traduce nell’elevata flessibilità necessaria per posizionare i componenti in qualsiasi posizione specifica. Tecnicamente parlando, sarebbero possibili distanze maggiori, anche se con maggiori perdite di potenza e, soprattutto, costi di costruzione più elevati.

CoolingBox

Un altro componente importante del parco di ricarica è il CoolingBox. Il CoolingBox fornisce il raffreddamento a liquido per i poli di ricarica e l’elettronica di potenza. Ogni CoolingBox può ospitare due unità di raffreddamento, ognuna delle quali fornisce un refrigerazione affidabile per più punti di ricarica in tutte le condizioni operative. All’esterno, un CoolingBox si differenzia dagli altri FlexBox del sistema di parcheggio di ricarica con le sue alette di ventilazione per l’aspirazione e l’aria di scarico. CoolingBox è posizionato in modo ottimale a una certa distanza dalle stazioni di ricarica. Ciò garantisce che i rumori inevitabili associati al raffreddamento siano tenuti lontani dalle orecchie dei clienti.

ChargeBox – ricarica veloce anche senza media tensione

In casi in cui non è disponibile una connessione di rete sufficientemente potente, il sistema di ricarica modulare offre una soluzione con cui le auto elettriche possono essere caricate con estrema velocità. Appositamente progettato per questo scopo, il ChargeBox contiene una batteria tampone aggiuntiva oltre a un alimentatore. Questa batteria tampone viene caricata mentre nessun veicolo utilizza la stazione di ricarica. Grazie alla batteria di accumulo in sostituzione dell’alimentazione di rete, il cliente ha accesso a un’elevata capacità di ricarica anche in luoghi senza collegamento alla rete di media tensione. Il ChargeBox è ideale per luoghi con una bassa frequenza di carica al giorno e in situazioni in cui un ampliamento della capacità della rete sarebbe costoso. Il ChargeBox è disponibile come modello entry-level con una batteria da 70 kWh e una stazione di ricarica da 160 kW.

Per luoghi più frequentati, per veicoli con capacità di carico più elevate o come retrofit successivo, è disponibile anche una versione completamente equipaggiata con 140 kWh e due stazioni di ricarica da 160 kW, abbinabili a 320 kW.

Stazioni di ricarica premium

Il cliente finale non nota nulla della tecnologia sottostante. Lo stesso punto di contatto è sempre lì: le stazioni di ricarica sono il punto di contatto del singolo cliente con il conducente di un’auto elettrica. Porsche Engineering ha progettato le stazioni di ricarica con i più alti standard in termini di design ed ergonomia per un’esperienza di ricarica positiva, concentrando allo stesso tempo la massima funzionalità ed economia. Dal momento che gli ingegneri hanno rimosso dalla stazione di ricarica tutto quello che non era assolutamente necessario al touchpoint del cliente e lo hanno imballato in FlexBoxes, si poteva ottenere un aspetto aerodinamico. La forma simile a una gru dei poli non è un caso: il cavo di ricarica ad alto posizionamento e raffreddato a liquido raggiunge la presa di ricarica di ogni veicolo elettrico. Un ampio display touch da 10 pollici offre un’ampia varietà di opzioni per interagire con il cliente.

L’impulso estetico trova espressione anche in più elementi di illuminazione: una striscia visibile sulla parte anteriore della stazione di ricarica visualizza la modalità operativa. Le unità luminose a sinistra e a destra segnano in modo sottile i bordi della stazione di ricarica e definiscono l’area dello spazio di parcheggio.

Il succo giusto per ogni modello elettrico

L’unità di controllo della carica nella stazione stabilisce automaticamente la comunicazione con il veicolo. Confronta istantaneamente i requisiti del veicolo con le capacità della stazione di ricarica all’inizio della procedura di ricarica. Se un veicolo è impostato per la tecnologia a 800 volt sviluppata da Porsche, può essere caricato ad alta potenza. Ma la stazione di ricarica di Porsche Engineering fornisce anche veicoli progettati per minori livelli di potenza. Porsche utilizza il sistema di ricarica combinato (CCS1 / CCS2) come standard europeo. Questo è adattato al livello di tensione più elevato e alle correnti più elevate del parco di ricarica.

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