Mercedes ELF: Ένα πειραματικό όχημα φόρτισης για το μέλλον

Η Mercedes προωθεί τη βιώσιμη καινοτομία με το πειραματικό όχημα φόρτισης ELF, ένα κινητό εργαστήριο φόρτισης που ενώνει την υπερταχεία, την αμφίδρομη, τη φωτοβολταϊκή, την επαγωγική και την αγώγιμη φόρτιση σε ένα ολιστικό concept.

Πίσω από το ELF βρίσκεται μια διεπιστημονική ομάδα, με αφοσίωση και καινοτομία, που εργάζεται για να κάνει την ηλεκτροκίνηση πιο άνετη, αποδοτική και βιώσιμη, αναφέρει η γερμανική αυτοκινητοβιομηχανία. Με το ELF, η Mercedes στέλνει ένα συναισθηματικό μήνυμα προόδου, υπογραμμίζοντας τον ρόλο της ως πρωτοπόρο της κινητικότητας και θέτοντας νέα ορόσημα στη φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων.

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.

· 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. Το ELF μπορεί να επιτύχει ισχύ φόρτισης έως και 900 kW, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να φορτίσει 100 kWh σε μόλις 10 λεπτά.

Η Mercedes αξιοποιεί τη γνώση που συγκεντρώνει για την εξέλιξη μελλοντικών με χαρακτηριστικό παράδειγμα το CONCEPT AMG GT XX. Το πρωτότυπο αυτό όχημα θέτει νέα πρότυπα στον τομέα της υψηλής απόδοσης φόρτισης: μπορεί να ανακτήσει αρκετή ενέργεια για περίπου 400 χιλιόμετρα αυτονομίας (WLTP) μέσα σε μόλις πέντε λεπτά, επιτυγχάνοντας κορυφαία ισχύ φόρτισης 1.041 kW κατά τη διαδικασία megawatt charging.

Αμφίδρομη φόρτιση – επιστρέφοντας ενέργεια

Η αμφίδρομη φόρτιση δεν είναι απλώς μια τεχνολογική επιλογή – είναι στρατηγικό εργαλείο για την ενεργειακή μετάβαση, όπως αναφέρφει η Mercedes. Με το ELF, η Mercedes διερευνά πλήρως 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 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.

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.

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.

Αυτοματοποιημένη φόρτιση – επαναπροσδιορίζοντας την υποδομή με ρομποτική τεχνολογία

Πέρα από την αύξηση της ισχύος φόρτισης, η αυτοματοποίηση της διαδικασίας φόρτισης μέσω ρομποτικής αποκτά όλο και μεγαλύτερη σημασία. Η ρομποτικά υποβοηθούμενη φόρτιση αποτελεί ελπιδοφόρα λύση, ιδίως στον τομέα της υπερταχείας φόρτισης, όπου χρησιμοποιούνται παχιά καλώδια για ρεύματα πολύ υψηλής έντασης. Γι’ αυτό η Mercedes ερευνά αυτοματοποιημένα συστήματα φόρτισης, τα οποία επιτρέπουν στα οχήματα να συνδέονται με απόλυτη ακρίβεια και ασφάλεια με την υποδομή φόρτισης χωρίς καμία χειροκίνητη παρέμβαση.

Αυτό το βήμα είναι καθοριστικό, ιδίως για διαχειριστές στόλων, λύσεις χωρίς εμπόδια πρόσβασης (barrier-free mobility) και για την κατηγορία των premium οχημάτων.

Οι εξελίξεις αυτές συνδέονται στενά με το έργο της εσωτερικής Μονάδας Φόρτισης (Charging Unit) της Mercedes-Benz Mobility, η οποία είναι υπεύθυνη για την παγκόσμια ανάπτυξη του δικτύου ταχείας φόρτισης Mercedes – ενός ιδιόκτητου δικτύου που εστιάζει στην άνεση, την αξιοπιστία και την κορυφαία εξυπηρέτηση για οδηγούς ηλεκτρικών οχημάτων όλων των μαρκών.