NIIKOHLA – Neuartige, intelligente, interoperable, kontaktlose Hochleistungs-ladestation

Thema

Das Kooperationsvorhaben hat die Erforschung und Realisierung einer intelligenten kontaktlosen Ladestation zur Aufladung batteriebetriebener elektrischer Fahrzeuge zum Ziel. Dabei ist die Erhöhung der aktuell angebotenen Ladeleistungen ein Kernziel, um vor allem größere Fahrzeuge wie Lastwägen, Busse oder SUVs mit entsprechend hohem Leistungsbedarf und großer Bodenfreiheit in akzeptabler Zeitdauer aufladen zu können. In diesem Vorhaben liegt die Zielsetzung deshalb bei einer Leistungsklasse von 50 kW, um den seit Kurzem in der Normung neu definierten Leistungsbereich „WPT5“ umzusetzen. Ein weiteres Kernziel ist die Erforschung und Realisierung einer autonom fungierenden, für den öffentlichen Einsatz geeigneten kontaktlosen Ladestation als Demonstrationsobjekt, wobei vor allem nach Lösungen für die bisher unbeantworteten Fragen hinsichtlich der Interoperabilität, der Kompensation von Kopplungsschwankungen (Abstand und Positionierung), der thermischen Herausforderungen durch sehr begrenzte Kühlmöglichkeiten der Elektronik und der Einhaltung von Grenzwerten für abgestrahlte elektromagnetische Felder geforscht werden muss. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Automatisierung, Digitalisierung und Diversität der Verkehrsinfrastruktur und Fahrzeugsysteme ist die Verfügbarkeit einer öffentlichen, kontaktlosen Lademöglichkeit ein entscheidender Faktor für die Verkehrswende und gesellschaftliche Akzeptanz der Elektromobilität.

Zu Beginn wird ein Topologievergleich durchgeführt, wobei verschiedene Spulen auf ihre Tauglichkeit für hohe Leistungen untersucht werden. Aufbauend darauf wird eine Topologie ausgewählt und neben der Realisierung als Prototyp, mittels Simulationen einem Optimierungsprozess unterzogen. 

Die Schwerpunkte liegen hierbei auf der Handhabung der hohen zu erwartenden Strömen sowie dem daraus resultierenden Magnetfeld bzw. der Streuung. Es müssen geeignete Abschirmmaßnahmen erarbeitet werden, um normative Grenzwerte einzuhalten und damit die Sicherheit zu gewährleisten.

Die Anforderung von 50 kW Nennleistung erfordert weiterhin u.a. auch die Betrachtung thermischer Aspekte sowie der Strombelastung in der gesamten Systemstrecke, wodurch die Optimierung hinsichtlich Leistungs- und Energiedichte zusätzlich an Relevanz gewinnt.

Informationen

Dieses Forschungsprojekt wird im Rahmen der Förderlinie „Digitalisierung“ zur Richtlinie des „Bayerischen Verbundforschungsprogramms (BayVFP)“ durch das bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert.

  • Laufzeit: ab September 2020
  • Projektträger: VDI/VDE Innovation + Technik GmbH

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