إن الانتقال إلى النقل الكهربائي مستحيل بدون تطوير موازٍ، أو أفضل، متقدم للبنية التحتية المقابلة. وقد تم تحقيق تقدم كبير في هذا الاتجاه معهد نظم الطاقة الشمسية سمي بهذا الاسم. فراونهوفر.

بالتعاون مع HV-MELA-BAT وعدد من المنظمات العلمية والتجارية، قام ببناء نظام شحن سريع للشاحنات ومركبات الركاب الكهربائية بمعيار نظام شحن ميجاوات الجديد (MCS).

كجزء من المشروع البحثي، قام الفريق بتطوير المكونات الرئيسية المطلوبة للشحن عالي الطاقة: محولات الطاقة الإلكترونية (مقوم التيار الكهربائي، والتوصيل المعياري لمحولات DC/DC المعزولة ومحولات DC/DC لتنظيم جهد الشحن)، بالإضافة إلى نظام اتصال للجهد والتيارات العالية. تم تزويد محطة الشحن بجهاز تخزين عازل مصنوع من بطاريات الجر المستعملة لسيارات الركاب. وبفضل هذا الحل، تم تخفيض طاقة توصيل المحطة المطلوبة إلى 500 كيلوواط؛ بالإضافة إلى ذلك، يعمل المخزن المؤقت على تخفيف الأحمال القصوى، مما يقلل الحمل على الشبكة.

تم تصميم MCS ليكون مرنًا لتغطية أكبر نطاق ممكن من فولتية الشحن وأنواع المركبات. وفي الوقت نفسه، يظل متوافقًا مع معيار الشحن CCS الحالي. من الممكن أيضًا تكوين وحدات – ما يصل إلى أربع نقاط شحن بقدرة 250 كيلووات لكل منها، بالإضافة إلى دمج مصادر الطاقة المتجددة (على سبيل المثال، الألواح الشمسية) والأحمال في النظام. يمكن استخدام الطاقة الشمسية مباشرة بواسطة محطة الشحن أو إرسالها إلى خزان تخزين عازل.

الابتكار الرئيسي للمشروع هو محول DC/DC مدمج للغاية ومعزول غلفانيًا بقدرة 250 كيلووات. إنه يعمل بترددات تصل إلى 200 كيلو هرتز، مما يسمح بمكونات حثية أصغر مثل المحولات عالية التردد ودائرة الرنين. وهذا يقلل من استهلاك المواد وحجم الجهاز.

بفضل تردد التبديل العالي، تصل كثافة الطاقة الحجمية للمحول إلى 9 كيلووات/لتر، وتبلغ الكفاءة القصوى 99.26% – وهو رقم قياسي عالمي.

تم تركيب نظام الشحن MCS الكامل مع جهاز التخزين المؤقت وتشغيله واختباره في مركز إلكترونيات الطاقة وأنظمة الطاقة المستدامة في Fraunhofer ISE في فرايبورغ. تقوم محولات DC/DC بتوصيل البطارية وطاقة التيار المتردد ومخرج الشاحن من خلال ناقل DC مشترك. وفي الاختبارات، قدم النظام طاقة شحن تزيد عن 1 ميجاوات عند تشغيله من شبكة بقدرة 500 كيلووات. تم توفير الـ 500 كيلووات المفقودة بواسطة خزان تخزين عازل.