Investigation of Inductive Charging Systems

Die Elektromobilität findet zunehmende Verbreitung. Der wirkliche Durchbruch hängt jedoch nicht zuletzt von der zur Verfügung stehenden Ladeinfrastruktur ab. Während das Netz konduktiver Ladestationen (Energieübertragung auf das Fahrzeug über ein Kabel) ausgebaut wird, steht die induktive Ladetechnik (berührungslose Energieübertragung) noch am Anfang. Für das induktive Laden werden allgemein drei verschiedene Szenarien unterschieden: Erstens, das «static charging», bei welchem das Fahrzeug an Ort und Stelle über einen längeren Zeitraum geladen wird und der Fahrer das Fahrzeug dabei verlässt. Zweitens, das «stationary charging», bei dem über eine Dauer von bis zu einigen Minuten geladen wird, der Fahrer jedoch das Fahrzeug in der Regel nicht verlässt. Und Drittens, das «dynamic charging», bei welchem das Fahrzeug während der Fahrt geladen wird. Für alle drei Varianten unterscheidet sich die Infrastruktur.

Allgemein sind wenig öffentlich verfügbare Daten vorhanden zum Thema Effizienz und Standby-Verbrauch. Dies deshalb, da es erst wenige kommerziell erhältliche Systeme gibt und wichtige Grundlagennormen sich noch in der finalen Entwicklungsphase befinden. Für «heavy-duty-vehicles» wie z.B. Linienbusse gibt es mehr Informationen und Anlagen im Betrieb, da dieses Anwendungsszenario enger definiert ist. D.h. Busse ähneln sich mehr im Aufbau und im Fahrprofil als Autos, was zu einer Vereinfachung der Systeme führt.

Allgemein kann festgehalten werden, dass sich die Standby-Verluste wohl nur geringfügig unterscheiden im Vergleich mit konduktiven Ladesystemen. Die Effizienz beim Laden (Effizienz der Energieübertragung vom Netz bis zum Batterieanschluss) liegt tendenziell ein paar Prozente tiefer als bei konduktiven Systemen. Obwohl ein induktives Ladesystem hocheffizient betrieben werden kann, leidet der Wirkungsgrad systembedingt unter dem Einfluss der nicht immer genau passenden Ausrichtung von Sender- und Empfängereinheit zueinander.

Projektpartner: Bundesamt für Energie

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Datum 01.11.2018
Kategorien Elektronik ,
Energie
Institute IES
Projektleiter Prof. Kurt Schenk, PhD Simon Nigsch, MSc. FHO