3.000 kW Ladeleistung und nur 15 Minuten Ladezeit für einen Elektro-Laster: Das sind die Ziele des Nefton-Konsortiums, zu dem unter anderem der Nutzfahrzeughersteller MAN und die TU München gehören.
Bislang stand bei Nefton die Entwicklung eines Systems für das Megawatt Charging System (MCS) im Fokus. Ziel war und ist ein System für eine Ladeleistung von 1.000 kW, das dann am Beispiel des Elektrolasters von MAN demonstriert werden soll. Dieses Megawatt-System wird wohl schon 2024 Realität. Damit soll ein kompletter Ladevorgang in der gesetzlich vorgeschriebenen Fahrpause von 45 Minuten möglich werden.
Doch für Langstrecken und den Schichtbetrieb reicht das noch nicht aus. Dazu sollte ein Ladevorgang möglichst nur 15 Minuten dauern. Dann kann man den Akku auch während des Beladens an der Rampe im Warenlager aufladen, und ein zusätzlicher Ladestopp ist nicht mehr nötig. Deshalb wird das Nefton-Projekt nun erweitert.
Um von 45 auf 15 Minuten zu kommen, will das Konsortium die Ladeleistung schrittweise auf drei Megawatt hochtreiben – nach der einfachen Rechnung: dreifache Leistung gleich ein Drittel Ladezeit.
Beim Laden mit einem Megawatt arbeitet die Fahrzeugbatterie mit 800 Volt, und 1.250 Ampere fließen. Im Bereich von drei Megawatt sind es bei 800 Volt aber rechnerisch schon 3.750 Ampere. Um so hohe Ströme zu ermöglichen, ist bei einigen Komponenten ein kompletter Technologie-Wechsel nötig. Deshalb soll nun ein neuer Prüfstand entstehen, an dem man Komponenten von der Steckdose bis zur Fahrzeugbatterie testen kann.
Der Ladeslot von MCS ähnelt dem von CCS, erlaubt aber wesentlich höhere Ströme
Klassische Kabel sind mit so starken Strömen überfordert, da die Kühlung zu schwierig wird. Daher wird an Stromschienen und anderen mit Kühlmittel durchflossenen oder umströmten Leitern geforscht. Auch eine Absicherung mit mechanischen Schaltern, mit denen man den Stromkreis im Notfall trennen kann, reichen nicht mehr. Deshalb soll an einer entsprechenden Halbleiter-Technologie gearbeitet werden.
"Das Laden mit drei Megawatt hat direkte Auswirkungen auf das Fahrzeug, die Ladetechnik und das gesamte Stromnetz. Wir werden für viele Komponenten entlang des Ladepfads neue Technologien einsetzen. In einigen Bereichen wissen wir heute noch gar nicht, wie diese aussehen werden. Hier bietet der neue Prüfstand ideale Bedingungen für die Entwicklung und Optimierung", sagt Prof. Malte Jaensch vom Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme der TUM.
Das Kürzel Nefton steht für Nutzfahrzeugelektrifizierung für Transportsektor-optimierte Netzanbindung. Das Konsortium besteht bereits seit 2021. Beteiligt sind neben MAN und der TUM auch die Firma Prettl Electronics, die Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V., die TH Deggendorf und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE).
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Unser Titelbild zeigt den Elektro-Laster von MAN als Prototyp.