Az Emobility Solutions Kft. AC/DC konverter termékismertetőjét, mely a GINOP 2.1.7-15-2016-01277 pályázat révén vált lehetségessé, itt érheti el.

AC/DC konverter kifejlesztése GINOP-2.1.7-15-2016-01277

„HERE, THERE, EVERYWHERE”

A fejlesztés célja a hazai és nemzetközi piacon egyaránt versenyképes mobil DC elektromos autó töltő konverter kialakítása volt. Projektcélunk elértük, hiszen a projekt megvalósítás során sikerült egy olyan AC/DC DC/DC berendezést létrehoznunk, amely segítségével akár 3-8-szor gyorsabban lehet tölteni az elektromos járművünket.

A projekt révén olyan eredmény elérésére került sor, amely az egész iparágra komoly hatással lehet, ugyanis sem a hazai, sem a nemzetközi piacon nincs olyan mobil DC töltő, ami prototípusunkhoz hasonló funkciókkal és töltési sebességgel bír, illetve kézi erővel is hordozható. A megvalósított fejlesztés révén egy piaci igényekre reflektáló, versenyképes terméket hoztunk létre, mely révén vállalkozásunk hosszú távú fenntarthatósága és piaci pozíciója biztosított. Mindemellett a kifejlesztett berendezéssel nagy mértékben hozzá tudunk járulni a környezettudatos autózás népszerűsítéséhez is.

Főbb célkitűzéseink

A fejlesztés célja egy az európai piacon versenyképes mobil elektromos jármű AC/DC DC/EC konverter prototípusának kialakítása, amely lehetővé teszi a legnépszerűbb elektromos autók (pl. BMW, Nissan, Volkswagen) lényegesen, akár 3-8-szoros sebességű töltését azokban a szituációkban (pl. otthoni vagy munkahelyi környezetben), ahol a töltések mintegy 90%-a történik.

A fejlesztés során kiemelt cél volt számunkra, hogy a jelenleg a piacon elérhető hasonló termékek hiányosságait kiküszöböljük, illetve azokhoz képest többletfunkciókkal bíró berendezést hozzunk létre.

Olyan termék kifejlesztése volt célunk, mely költséghatékony, de ugyanakkor innovatív, és jól illeszthető napjaink megújuló energia és zéró emisszió elveihez. Ennek okán olyan terméket hoztunk létre, amely képes a döntően megújuló energia felhasználásával termelt, általában alacsony feszültségen tárolt DC villamos áramot az elektromos járművek számára alkalmas feszültségszintre konvertálni.

Mindezek mellett fontos volt számunkra, hogy az általunk létrehozott berendezés segítségével a felhasználó felé, a jármű irányába, illetve a hálózat felé is tudjunk kommunikálni.

Fenti céljaink a projekt során sikerült megvalósítanunk, hiszen létre tudtunk hozni egy a célkitűzéseinkhez illeszkedő innovatív berendezést, mely révén hozzá tudunk járulni az elektromos autózás népszerűsítéséhez, ezáltal hozzájárulva a járművek okozta károsanyag kibocsájtás mértékének csökkentéséhez is.

A kutatás fejlesztés lépései

1. A piacon jelenleg forgalomban lévő töltőberendezések és járművek paramétereinek mérése.
2. Tesztakkumulátor-rendszerek létrehozása burkolat nélkül és a későbbiekben azzal együtt, melyek a különböző gyári járműveket modellezik, de nem kockáztatva egy lehetséges károkozást.
3. Teszt-töltőkábelek és csatlakozó átalakítók létrehozása (CEE, Type2, CHAdeMO, Schuko típusokhoz).
4. Töltőberendezés-variációk felépítése:
5. Műszaki cél a legkisebb átalakítási és termikus veszteség;
6. a környezeti hőmérséklet függvényében különböző hűtési-fűtési módszerek tesztelendők;
   • optimalizálni szükséges a töltési kapacitás növelése és a funkcionalitás bővítése (műszaki cél), a berendezés mérete és tömege (szállíthatósági cél) és az (értékesíthetőségi cél) különböző lehetőségeit;
   • további műszaki tartalomként fejlesztendő a kommunikáció módja és tartalma (a töltő- jármű-áramforrás- végfelhasználó kommunikációs csatornái, megjelenített tartalom, beavatkozási lehetőségek ), a töltő védelme;
   • kialakítandó a formaterv és anyagkoncepció;
   • fizikai terheléses teszt elvégzendő (vibráció, hőmérséklet, por-csepp állóság, elektronika )
   • végül a töltési idők és körülmények tesztelése szükséges valós gépjárművekben és környezetben.

A fentiekben bemutatott fejlesztési lépéseket saját magasan kvalifikált munkavállalóink és egy külső K+F szolgáltató bevonásával valósítottuk meg.

A szolgáltató az alábbi lépések megvalósításában vett részt:

Közreműködés AC/DC, DC/DC konverter hardveres tervezésének több változatban, a prototípus fizikai és elektromos kialakítása a műszaki, funkcionális és gazdasági szempontoknak megfelelően:

• Műszaki fejlesztés a legkisebb átalakítási és termikus veszteség elérése érdekében;
• A környezeti hőmérséklet függvényében különböző hűtési-fűtési módszerek tesztelése;
• Műszaki optimalizáció a töltési kapacitás növelése és a funkcionalitás bővítése (műszaki cél), a berendezés mérete és tömege (szállíthatósági cél) és az (értékesíthetőségi cél) különböző lehetőségei között;
• További műszaki tartalomként fejlesztendő a kommunikáció módja és tartalma (a töltő-jármű- áramforrás-végfelhasználó kommunikációs csatornái, megjelenített tartalom, beavatkozási lehetőségek), a töltő védelme;
• Kialakítandó a formatervhez igazodó műszaki felépítés és anyagkoncepció;
• Fizikai terheléses teszt elvégzése (vibráció, hőmérséklet, por-csepp állóság, elektronika)
• A töltési idők és körülmények tesztelése valós gépjárművekben és környezetben.

Közreműködés a berendezés vezérlésének szoftveres kialakításában:

• A töltés elektromos kapacitásának smart vezérelhetősége
• A töltő és a felhasználó közötti kétirányú kommunikáció kialakítása (multi platform alapon)
• Interface a készülék és az ügyfél azonosításra alkalmas szoftverek között - interface a műszaki és ügyfélkapcsolati háttér infrastruktúra (control center, back-office) szoftverekhez.

A bemutatott fejlesztési lépések elvégzésével le tudtuk fektetni a végleges prototípus paramétereit, meghatározva ezzel a berendezés végleges funkcióit és méreteit, valamint összeszerelésének és a későbbi gyártásának lépéseit.

A prototípus összeszerelésének főbb állomásai

A berendezés összeállításának első lépéseként töltő vázszerkezetének kialakítása valósult meg. A vázszerkezet kialakítása során figyelembe kellett vennünk a váz funkcióját és megjelenését is. A vázszerkezet alapvető funkciója, hogy benne kapnak helyet a berendezés elektronikai részei. és a vezérlő egységek, ugyanakkor e felület az, melyet a leendő vásárló elsőként szemügyre tud venni. Ennek okán a vázszerkezetet úgy alakítottuk, ki, hogy abban elférjenek a szükséges elektronikai egységes és vezérlés továbbá, az esztétikus megjelenés létrehozása céljából a vázat felületkezeltük is.

Ezt követően rögzítésre kerültek a vázszerkezet kiegészítő elemei, melyek révén a berendezés a guruló bőröndökre jellemző kényelmes hordozhatóságot tesz lehetővé. További lépésként elhelyeztük a vázszerkezetben azokat a főbb tartóelemek, melyekbe az elektronikai egységek rögzítésre kerülnek. Ezt követően a szerkezetben elhelyezésre kerültek a főbb egységekhez vezető ellátó szálak is.

A fejlesztésünk következő fontos lépése volt az egymásra épülő elektronikai egységek rögzítése a korábban behelyezett tartóelemekre. E fejlesztési lepésnél figyelemmel kellett lennünk az egységek bonyolult összekötési folyamataira, és azok helyigényére egyaránt. Az összekötési folyamat lezárultával a kommunikációs vezérlő egység installálása, majd a kommunikációs egység összekötése is sikeresen megvalósult.

A vázszerkezetet és annak belső egységeinek kialakítása után valósult meg a külső egységek előkészítése, felszerelése.

A szükséges rögzítések, csatlakozások ellenőrzését követően az áramkörök, kötések ellenőrzése, mérése valósult meg.

Mindezeket követően az összeépített prototípust teszteléseknek vetettük alá, melyek eredményei projektcéljaink elérését tükrözték.

Kifejlesztésre került prototípus:

Fejlesztésünk eredményei

A projekt révén olyan új termék/megoldás fejlesztésére, átütő eredmény elérésére került sor, mely számottevő hatással lesz az egész iparágra. Jelenleg sem a külföldi sem a hazai piacon nincs olyan DC termék, ami egyben hordozható is lenne, és rendelkezne a korábban leírt funkciókkal. A piacon lévő termékek túl nagyok, kb. 40-60 kg-ot nyomnak, fix bekötésre tervezettek. Így az általunk fejlesztett termék már csak kompakt mérete okán is, jelentős hatással tesz a teljes iparágra, hiszen mobilitása révén a konverter alapjaiban változtatja meg az elektromobilitás piacát. További számottevő hatással lehet fejlesztésünk a teljes iparágra azáltal, hogy a projekt révén jelentős technológiai fejlesztést valósítottunk meg hiszen, olyan terméket fejlesztettünk, amely a jelenleg forgalmazott töltőkhöz képest más (ellenállóbb) anyagokból, a járművel együtt utazásra optimalizált, sokféle felhasználási körülményre alkalmas. Mindez alapjaiban új megközelítést jelent az elektromos autók töltésére használt töltök piacán.

A fejlesztés révén a jelenleg kapható töltő infrastruktúra hasznos kiegészítőjét sikerült létrehoznunk. Az új termék egyik legnagyobb eredménye, hogy az elektromos autók töltési idejét, kedvező költség szint mellett, lényegesen rövidíteni tudja, kiváltva számos fix töltőt, megoldva a jármű töltés problémáját, ahol csak az elektromos kapacitás áll rendelkezésre, de töltő nem, illetve hasznos többlet funkciókat nyújt a felhasználók számára.

A projekt során létre tudtunk hozni, egy a piacon ár/érték arányban kiemelkedő műszaki tudású és tulajdonságokkal rendelkező, külsőre is vonzó formatervvel bíró, kimagasló mobilitást biztosító berendezést, mely egy a piacon elérhető hasonló funkciójú töltő berendezésekkel minden szempontból versenyképes funkciókkal és ügyfélbarát kezelő felülettel rendelkezik.