Добавить новость
smi24.net
News in English
Июль
2023

Rapid recharge

0

Professor Dr Kai André Böhm discusses the workings of an innovative research project that has achieved 400km range in just 15 minutes.

As the availability of Battery Electric Vehicles (BEV) with ranges exceeding 500km continues to increase, the acceptance of e-mobility is still restricted by lengthy charging durations. The research project “Direct Superfast Charging for the Electric Vehicle” (abbreviated as “D-See”), funded by the German Federal Ministry of Economics and Climate Protection, aimed to decrease the charging time for 400km of real-world driving performance to just 15 minutes.

Over the span of four and a half years, the participating partners – Bochum University of Applied Sciences, hofer powertrain, innolectric, Keysight Technologies, Sensor-Technik Wiedemann (STW), and Voltavision – have thoroughly analysed and optimised the entire energy flow chain. This encompasses everything from the power grid to the charging electronics, the charging cable, and finally, the vehicle battery. The outcome of this research is a fast-charging station with a 450kW charging capacity and a prototype vehicle suitable for reproduction. Together, these advancements enable the energy required to drive 400km to be charged into the vehicle battery in just 15 minutes.

State-of-the-art and project objectives

To achieve a range of 400km in real-world driving, a mid-size passenger car requires approximately 88kWh of energy. One of the fastest charging cars globally, if not the fastest, is Porsche’s Taycan 4S. It has the capacity to charge at just under 170kW on average between 0% and 80% state of charge (SoC). However, a maximum charge of 150kW of this power is actually stored in the battery. Consequently, the Taycan would require at least 35 minutes to charge 88kWh – if its battery were large enough.

To charge 88kWh in 15 minutes, a net charge rate of 352kW is necessary, signifying an acceleration of 2.3 times compared to the state of charge. However, this approach comes with a drawback: most losses in the cables, connectors, and the battery are proportional to the square of the current, leading to power losses that are over five times higher.

Additionally, every component used had to meet the high project requirements and thus was subjected to rigorous tests in terms of efficiency, cost, comfort, and service life. Existing norms and standards also had to be taken into consideration, including compliance with DIN SPEC 70121. This specification outlines the fundamentals of DC fast charging.

Research and development

To enable charging powers of up to 450kW, Keysight Technologies designed new advanced and modular power electronics for the fast-charging process in Silicon Carbide (SiC) technology. With the development of the DC Charging Controller, a fully developed communication unit, the establishment of standard-compliant charging communication during the DC charging process has been achieved by Innolectric.

 

The greatest challenge in this project was found in the high voltage battery. Several approaches have been analysed in deep detail, like optimisation of the charging strategy (eg. so-called boost-charging) and external cooling for heat exchange with an external cooling system integrated in charging station. But these approaches result in extremely high power losses of up to 40kW and in greatly reduced battery lifetime.

 

The optimal solution for the battery has been found in optimisation of the power to energy ratio, thus enabling an efficient compromise between heat generation, service life, and range. In the same cell format and chemistry a li-ion cell can be optimised for highest energy density or for higher power by variation of parameters like particle sizes, porosity, conductive additives and anode and cathode thickness.

The various cell formats that made it to the shortlist were tested by the high-voltage test service provider Voltavision. The appropriate battery was developed by hofer powertrain and the University of Bochum. The final battery prototype uses cells with a P/E ratio of 3.5 and an energy density of 210Wh/kg. The new high power prototype battery with Li-ion technology has a voltage of 645-903V and can be charged at a constant rate of 460A.

The results

In this project, the entire energy flow chain from grid to the vehicle was optimised, built and validated using a prototype vehicle and charging system. In the final charging test a constant charge rate of 460A was applied to the vehicle, resulting in 392kW charging power. After exactly 15 minutes, 98.1kWh had been charged by this. Due to the optimally chosen P/E ratio, the battery temperature increased by 26°C only, so that no extensive cooling was necessary.

To proof the amount of energy stored, the vehicle was discharged at 70kW, which is far more than average driving requires. Even so, 90.3kWh could be discharged. By this, 103% of the project target was reached. The overall efficiency of charging plus discharging process is at a very high 92%. These 90.3kWh result in either 410km real-world driving or 560+km WLTP range is it is communicated by vehicle manufacturers, charged in only 15 minutes.

Charging 400km real-world range in only 15 minutes is possible today. By the results of this project, such high charging rates will come at definite costs like reduced efficiency, reduced battery lifetime, convenience losses and increased production costs. As a solution, we suggest increasing the P/E ratio moderately, so that a minor reduction in EV range enables for fast recharging without the mentioned disadvantages.

Prof. Dr. Kai André Böhm is at hofer powertrain








Из 90-х в люкс: Татьяна Буланова подняла гонорар до 2 миллионов из-за любви зумеров

Домашний риф Dhawa Ihuru признан одним из лучших на Мальдивах

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

В районе Перово идёт набор в ансамбль народных танцев


ICE is 'supercharging detention' with 'flagrantly unlawful' policy: lawyers

Dow futures sink as Trump keeps pushing tariffs while White House suggests Powell’s job could be at risk

Son Of British Boxing Legend Retires From The Sport Aged Just 24: “Won’t Be Fighting Again”

First confirmed death during Trump ICE raid is a farmworkers at a California cannabis facility


В Курской области мужчину осудили за угрозу убийством матери

Победили лучшие – выиграли все! В Санкт-Петербурге состоялся Международный конкурс «Мастер — Золотые руки 2025»

Портативный сканер штрих-кодов Heroje C1271 промышленного класса

Число отравившихся питьевой водой жителей Дагестана резко выросло до 450 человек, 422 из них - дети


The Expanse RPG's developers are 'humbled' by comparisons to BioWare's heyday, but don't expect it to be a straight Mass Effect clone: 'We make our story a little bit differently'

Лучшие артефакты для героев Marvel Mystic Mayhem

Those shadow giants in the distance in Elden Ring Nightreign are over 2 miles tall⁠—almost as big as the Erdtree⁠—and nobody even mentions them in the game

My most-played game of the last 5 years is 30% off on Steam right now, alongside a ton of other factory games that can absolutely devour your life



Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Вот билет на контент, на эксплойт билетов нет

Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству


Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

В Крыму уже готовятся к новому учебному году

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом


В РФ по итогам года могут оценить эффективность мер поддержки семей в регионах

В научном журнале опубликованы рекомендации конференции по антибиотикорезистентности

Политолог Перейра: Бразилия упрочнит сотрудничество с РФ из-за тарифов США

Baza: силовики проверят странную «Газель» около хранилища Центробанка в Москве


Теннистка Кудерметова впервые в карьере выиграла Уимблдон в парном разряде

«Гордимся!»: Рустам Минниханов отметил успех Вероники Кудерметовой на Уимблдоне

Байопик Эша стал ближе к экрану

Синнер завоевал титул на Уимблдоне, победив Алькараса.


Строительство Ленского моста обсудили министр транспорта РФ и глава Якутии

В России предложили заменить земельные участки денежными выплатами для многодетных семей

Аномальная жара 30+ градусов задержится надолго: Вильфанд раскрыл реальный прогноз для россиян в регионах

Александрова пробилась во второй раунд турнира в Гамбурге.


Музыкальные новости

Итоги конкурса юных вокалистов Елены Образцовой подвели в Петербурге

Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!

«Такое в первый раз»: Ваенга отменила летние концерты из-за проблем со здоровьем

Менеджер Артиста. Менеджер по работе с артистами.


Вот билет на контент, на эксплойт билетов нет

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!


Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

У пятилетнего Макара вторая степень тугоухости

Трамп ушел от ответа, ждать ли новых ограничительных мер против России

Телеканал ТНТ и онлайн-кинотеатр KION объявляют дату премьеры комедийного сериала «Три сестры» с Ларисой Гузеевой и Павлом Деревянко


Невские весы: автомобильные весы серии ВСА-Р теперь официально в реестре российской промышленности!

В Москве мальчик зарабатывает 25 тысяч рублей в день, моя фары авто на Патриках

МВД: в «газели» у ЦБ не нашли ничего подозрительного

ГАИ сообщила о снижении числа ДТП с такси в Москве


Матвиенко: Путин пригласил короля Бахрейна на российско-арабский саммит




Бесплатно vs платно: есть ли разница в качестве медицины?

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Клинический психолог Юлия Тарибо: каким типам личностей сложно было вместе


ВСУ атаковали дронами женщин под Сумами: Били за надпись "Мы русские"


Рудковская показала «переосмысленного» Плющенко после хирургического вмешательства.

Самый зрелищный спортивный фестиваль The BOWL пройдет в парке Юрия Лужкова

Помощник инструктора Кубанского казачьего центра «Баско» Тархов Иван Сергеевич (9 лет) стал Чемпионом Кубани!

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству



Собянин дал старт проходке тоннеля Рублево-Архангельской линии метро у «СберСити»

Сергей Собянин. Неделя мэра

Собянин рассказал об итогах ЕГЭ в московских школах

Собянин рассказал о строительстве детских садов и школ


ГК «АСНА» внедрила систему продвинутой аналитики «Дельта BI»

Как искусственный интеллект трансформирует нефтегазовую отрасль России

Аномальная жара 30+ градусов задержится надолго: Вильфанд раскрыл реальный прогноз для россиян в регионах

ГК «Паритет» и ГК «Экоплант» вместе создадут зеленое будущее


В России предложили заменить земельные участки денежными выплатами для многодетных семей

Baza: силовики проверят странную «Газель» около хранилища Центробанка в Москве

Васкес уходит из мадридского "Реала"

"Спартак" анонсировал новый дизайн формы на грядущий сезон.


В городе Барнауле стартовал третий этап смотра-конкурса на звание "Лучшее звено газодымозащитной службы" среди Главных управлений МЧС России

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса

Алтайский край оказался в числе регионов-аутсайдеров по доступности вторичного жилья

Защищённый планшет Saotron RT-W11J на базе ОС Windows10


Десятки улиц Симферополя остались без света 14 июля

Под Симферополем горят десятки гектаров леса

Феодосия получила 150 миллионов на ремонты дворов - где начнут работы

Крыму и еще 24 регионам России спишут долги на миллиарды рублей


Эльвира Фазлеева писала: «у вас только что не было денег, вы уже купаетесь в золоте»

Подмосковные атлеты выиграли 3 медали на фестивале силовых видов спорта

К месторождению ЛУКОЙЛа на шельфе Балтийского моря направляется новая нефтедобывающая платформа

Вспомнила Бабкина, как была молодой: звезда пошла против судьбы и воли родителей














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *