FAST EV 2.0: Novas soluções de carga rápida de baterias para veículos elétricos na gama de alta potência

Enquadramento

O setor da mobilidade atravessa uma fase de transformação a nível global, preconizada na aposta da indústria automóvel nos Veículos Elétricos (VEs), em resposta à forte pressão da União Europeia (UE) para a redução das emissões de CO2.

No seguimento das políticas ambientais definidas pela UE, nos próximos anos, a maioria dos fabricantes de automóveis deverão oferecer ao mercado pelo menos um veículo 100 % elétrico, um veículo híbrido recarregável ou um veículo elétrico com autonomia ampliada.

Tratando-se de um mercado em franco crescimento (o da utilização de VEs) uma das prioridades europeias no domínio da mobilidade passa pelo desenvolvimento de uma rede eficiente e sustentável de infraestruturas de carregamento de VEs. Na Europa, os governos, a UE e as próprias marcas automóveis têm apostado na instalação de redes de carregamento nas suas principais cidades, tendo em vista garantir a mobilidade europeia. Contudo, existem algumas limitações quanto à rapidez de carregamento das baterias dos VEs, cujo tempo de carga ronda os 30 minutos, para uma autonomia média de 150 Km podendo constituir um fator limitativo de compra pela parte dos potenciais clientes.

Assim sendo, na expectativa de acompanhar a crescente produção e disseminação de VEs em todo o mundo, a comunidade científica e empresarial tem vindo a realizar pesquisas e a desenvolver novos conceitos tendo em vista a evoluir a carga de VEs para otimizar o carregamento dos VE e a sua autonomia, tanto na carga rápida como na carga ultrarrápida.

Todavia, tratando-se de conceitos e tecnologias cuja maturação no mercado é ainda incipiente, constata-se que há ainda um longo percurso a realizar, nomeadamente ao nível da melhoria da eficiência e da sustentabilidade das cargas, passando pelas baterias dos VEs e pelas infraestruturas de carregamento dos mesmos. Assim sendo, no que respeita à carga de veículos elétricos, no binómio VE e estações de carregamento, existem algumas lacunas científicas e tecnológicas para as quais há espaço para novos desenvolvimentos pela parte da comunidade científica e empresarial, que irão ter impacto na adoção da mobilidade elétrica pela população.

O Projeto

Falámos com Filipe Campos  sobre o projeto FAST EV 2.0, cofinanciado pelo COMPETE 2020, que teve como objetivo a investigação e desenvolvimento de novas soluções de carga rápida de baterias para veículos elétricos na gama de alta potência:

"O Projeto FAST EV 2.0 é um projeto de Investigação e desenvolvimento de estações de carregamento para veículos elétricos na gama de alta potência, iniciado em 2018 e cofinanciado pelo COMPETE 2020. Além de outros objetivos, a Efacec desenvolveu no âmbito deste projeto uma solução de estação de carregamento de alta potência, nas gamas de carregamento até 350A e 920V, baseado em novas topologias de conversão de energia com o objetivo de acrescentar novos produtos no portfolio, mas com melhores caraterísticas como perdas, harmónicos de rede, entre outros.  Verificando a tabela de potências da CharIN (Charging Interface Initiative), o projeto FAST EV 2.0 insere-se neste nível de potências.

Na vertente de integração com carros, foram implementadas interfaces a veículos com interface Combined Charging System ou CCS (impulsionado pela indústria ocidental) e o Chademo (impulsionado  pela indústria nipónica) , que possibilitam carga rapida numa abrangência de carros disponiveis no mercado bastante grande para o mercado Ocidental.  

A integração DIN 70121 é o tipo de integração de maior existencia no mercado, mas começou a aparecer em 2019 as primeiras necessidades de integração utilizando a norma ISO 15118 , a qual disponibiliza as diretivas de comunicação entre o veículo e o sistema de carga, prevendo Autenticação, Segurança e Smart Charging. No ambito o Projeto FAST EV 2.0, a Efacec desenvolveu estas importantes normas para interface aos veiculos disponiveis no mercado, possibilitando a diversificação do portfolio de produtos para segmentos de mercado até então inexplorados, assim como expansão para geografias e segmentos de mercados até então fora do contexto do portfolio da empresa.

A Imagem abaixo demonstra o resultado do projeto, um Kiosk (unidade que faz o interface com o veículo eléctrico e que inclui sistema de cabo com refrigeração de modo a permitir carga com 350 A de forma contínua e segura para o utilizador, assim como sistema de controlo da estação de carga que faz o interface com o “back-office” dos operadores de redes de carga e que permite disponibilizar funções de gestão de carga inteligente) de um carregador HV160, com tecnologia de ligação aos veículos eléctricos CCS e/ou Chademo, e que utilizado em conjunto com a unidade de potência conjugam a solução de HPC (High Power Charger) para os mercados Europeu  e Americano, recomendado para gestão de frotas, estações de serviço entre outros.

A unidade de potência, constituida por conversor de electrónica de potência c.a. / c.c. disponibiliza a potência solicitada pelo veículo, através da ligação com cabo refrigerado existente no Kiosk."

O Apoio do COMPETE 2020

O projeto conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico, envolvendo um investimento elegível de 1,4 milhões de euros o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 647 mil euros.