Algemeen

Hoe wordt de nieuwe Porsche Taycan opgeladen?

1
Porsche Taycan charging 800 Volt
De Porsche Taycan is de eerste elektrisch aangedreven productieauto met een systeemvoltage van 800 Volt in plaats van 400 Volt (foto: Porsche)

Deze week kan het publiek in Frankfurt voor het eerst kennismaken met de nieuwe Porsche Taycan, de eerste elektrische auto van dit Duitse sportwagenmerk. En met een systeemvoltage van 800 Volt in plaats van 400 Volt. Wat veel mensen niet weten is dat het bedrijf een aparte engineering tak heeft, die zich onder meer bezighoudt met innovatieve (snel)laadtechnologie. Aandrijftechniek sprak met de bevlogen engineers eerder dit jaar.

Momenteel wordt bij Porsche volop ingezet op e-mobiliteit en de ontwikkeling van elektrische sportwagens. Daarbij hoort een krachtige laadinfrastructuur. Immers als je een snelle elektrische sportwagen ontwikkelt, wil je die, net als bij Tesla, ook snel en veilig kunnen laden. Maar waar de laadsystemen van Tesla alleen op Tesla’s passen, bieden de systemen van Porsche Engineering een efficiënte laadtechnologie ook voor andere merken. Er worden zelfs extreem korte laadtijden gerealiseerd door een vermogen te bieden in het bereik van 150 kW tot 350 kW. De laadoplossingen zijn daarom extra geschikt voor bedrijfsvoertuigen en mogelijk zelfs elektrische vrachtwagens.

800 Volt systeemvoltage

De Porsche Taycan is de eerste elektrisch aangedreven productieauto met een systeemvoltage van 800 Volt in plaats van 400 Volt. Dat heeft belangrijke praktische voordelen. Zo is het batterijpakket van de Taycan hiermee bij een gelijkstroom-snellader (DC) in slechts vijf minuten voldoende op te laden voor 100 kilometer extra actieradius (WLTP). De laadtijd van 5 naar 80 procent bedraagt onder ideale omstandigheden 22,5 minuten. Het maximale laadvermogen is 270 kW. De totale capaciteit van de Performance Battery Plus bedraagt 93,4 kWh. Thuisladen kan met een maximale capaciteit van 11 kW (wisselstroom/AC). 

Modulariteit  = flexibiliteit

Het flexibele laadparkconcept en de laadbox zijn ontwikkeld door Porsche Engineering als een compleet portfolio van krachtige laadsystemen voor EV’s. Het modulaire systeemontwerp maakt het mogelijk om op maat gemaakte oplossingen te creëren voor een breed scala aan toepassingen en eisen. Criteria die van invloed zijn op de configuratie van het laadsysteem zijn onder andere: het verwachte aantal voertuigen, het aantal laadpunten, het uitbreidingspotentieel, het laadvermogen, het beschikbare netvermogen en het investeringsvolume.

Op basis van deze parameters kan het resultaat variëren van één laadstation tot een groot laadpark met twaalf of meer laadstations. De, in het laadsysteem geïntegreerde elektronica, past de laadparameters voortdurend aan de eisen van het voertuig aan. Hierdoor zijn de systemen geschikt voor alle EV’s die voldoen aan de CCS-norm (Combined Charging System). Systemen voor CHAdeMO en GB/T (China) zullen binnenkort aan het assortiment worden toegevoegd.

Afzonderlijke functiemodules

Het laadparkconcept van Porsche Engineering is ontworpen voor locaties met waar veel voertuigen langskomen. Dankzij de modulaire opzet kan de omvang en capaciteit van het park worden aangepast aan de huidige eisen en later met minimale inspanningen worden uitgebreid. Dit wordt mogelijk gemaakt door het speciale systeemontwerp, waarbij de afzonderlijke functiemodules van het park worden opgeborgen in aparte, weerbestendige boxen die tot enkele honderden meters uit elkaar geplaatst kunnen worden.

Deze kunnen bijvoorbeeld buiten het voor de klant zichtbare gebied worden geplaatst of er kan bij de planning van een laadpark rekening worden gehouden met bestaande constructies op de locatie.

Galvanische isolatie

De middenspanning die nodig is voor de werking van grotere laadparken (meestal tot 30 kV) wordt in een transformatorstation omgezet in de lage spanning die nodig is om de laadstations te voeden. Bijzonder is de door Porsche gepatenteerde oplossing voor galvanische scheiding tussen de laadstations zelf en het distributienet. Deze bevindt zich centraal in de transformator in plaats van in de vermogenselektronica van elke unit afzonderlijk.

Dit maakt de elektronica-unit extreem robuust tegen storingen in het voedingsnet en ook harmonischen in het net kunnen worden gereduceerd. De innovatieve lay-out van het systeem verbetert de functionele betrouwbaarheid aanzienlijk, terwijl tegelijkertijd de totale kosten worden verlaagd en de energie-efficiëntie wordt verhoogd.

Voor locaties waar een conventionele middenspanningstrafo wordt gebruikt, heeft Porsche Engineering de Trafo Box ontwikkeld voor de galvanische isolatie van de laadpunten. Dit zorgt ervoor dat zelfs locaties met een ontwikkelde laadinfrastructuur ook op een later tijdstip de Porsche Engineering oplossing kunnen integreren. Het laadsysteem kan ook worden aangesloten op een voldoende krachtige laagspanningsvoorziening. De middenspanningstrafo is dan overbodig, maar de Trafo Box is nog steeds nodig voor galvanische scheiding tussen de voedings- en laadcircuits.

Efficiënte vermogenselektronica

De vermogenselektronica in de Power Boxes zet de geleverde wisselstroom om in gelijkstroom voor de laadstations. De standaardvariant is ontworpen voor een maximaal vermogen van 350 kW bij een laadstroom tot 500 A en spanningen tussen 150 V en 950 V. Op basis van dit schema kan, afhankelijk van de individuele wensen van de klant, een lagere, maar uitbreidbare startvariant met een vermogen van 150 kW of een upgradeversie van 475 kW worden gerealiseerd.

Door het gebruik van moderne SiC-Mosfet’s worden de interne energieverliezen van de Power Box tot een minimum beperkt. Elke Power Box kan twee afzonderlijke vermogenselektronica-eenheden met afzonderlijke modules accepteren en zo twee laadstations van stroom voorzien. Met zes oplaadpunten zijn bijvoorbeeld drie Powerboxen met zes powermodules in de systeemarchitectuur geïntegreerd.

Porsche engineering charging

Zowel de Powerboxen als de laadstations zijn via koelleidingen aangesloten op een koelunit, die voor een centraal thermisch beheer van alle componenten van het laadpark zorgt. Een koelunit kan vanaf een centraal punt tot drie Power Boxen of tot zes laadstations koelen. De Combo Box is een speciaal onderdeel waarin de vermogenselektronica en de systeemkoeling voor een laadstation in een enkele box zijn gecombineerd. Een prima oplossing voor kleinere, minder drukke locaties.

Bufferbatterij

Het is niet altijd technisch haalbaar of economisch zinvol om een laadpark te bouwen. In veel gevallen is er behoefte aan laadpunten met een vermogen van meer dan 150 kW die in staat zijn om een hoog vermogen op te laden en ontworpen zijn voor een netaansluiting van 400 V. Porsche Engineering heeft voor deze toepassingen de Charge Box ontwikkeld, die alle technologische componenten van het hoogvermogen laadsysteem in een compacte eenheid integreert. De Charge Box werkt met een conventionele 400 V aansluiting, waardoor er geen tijdrovende en kostbare maatregelen nodig zijn om een middenspannings-aansluiting te realiseren.

Deze Charge Box is voorzien van een lithium-ion accu met een accucapaciteit van 70 tot 140 kWh als tussenliggende energieopslagplaats; voldoende vermogen voor een krachtige lading. De accu wordt geladen met 20 kW tot 110 kW van het elektriciteitsnet. Het systeem biedt een totale capaciteit van 320 kW, die kan worden verdeeld over maximaal twee laadstations. Het gecombineerde vermogen van het elektriciteitsnet en de geïntegreerde bufferbatterij stelt de Charge Box in staat om meerdere EV’s van de volgende generatie volledig op te laden, voordat de stationaire bufferbatterij moet worden opgeladen.

Dealernetwerk Porsche

Naast de accu zijn alle functieblokken van het laadsysteem in de laadbox geïntegreerd. Dit omvat de vermogenselektronica voor de twee laadstations, veiligheidsschakelaars en het koelsysteem, dat zorgt voor een efficiënt, gecentraliseerd thermisch beheer van alle componenten, inclusief de stationaire accu en de laadstations. De computer van het laadbeheersysteem stuurt en bewaakt de koelunit, de vermogenselektronica en de laadstations.

porsche engineering charging

De Charge Box kan op vele manieren worden gebruikt. Autodealers zouden bijvoorbeeld de mogelijkheid hebben om hun elektrische voertuigen ter plaatse op te laden en zo de voordelen van een krachtige lading aan hun klanten te demonstreren. De eerste grote klant voor de Charge Box is het dealernetwerk van Porsche AG. Tegelijkertijd biedt Porsche Engineering ook het krachtige laadsysteem aan op de open markt, waarbij bijvoorbeeld autodealers de mogelijkheid hebben om hun klanten een krachtige laadervaring te bieden, ongeacht merk en fabrikant.

1 reactie op “Hoe wordt de nieuwe Porsche Taycan opgeladen?

  1. Eric schreef:

    Wat een hoop mensen niet weten is dat “800 Volt systeemvoltage” niets zegt over de laadsnelheid.
    Het is niet voor niets dat Vermogen in Watt wordt uitgedrukt.
    (Dit is een berekening van Volt * Ampere)
    Een hoger voltage heeft zodoende minimaal voordeel; op DC is de Voltage drop minder voor zover je echt van Voltage drop kunt spreken.

    Tesla koelt de gebruikte kabels van de nieuwe Superchargers zodat deze dunner, flexibeler zijn en meer vermogen kunnen leveren.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven