Die Finepower GmbH aus München hat mit der Entwicklung eines induktiven Ladesystems seine führende Position im Bereich der Batterieladesysteme und Leistungselektronik unterstrichen. Nach vielen Entwicklungen auf dem Gebiet der industriellen Offboard- und Onboardladegeräten sowie der Elektromobilität arbeitet Finepower bereits heute an den Verbesserungen der Ladetechnologie von morgen.
Der Fachartikel „Wireless Charging – Wireless Disturbance“ von Dipl.-Ing. (TUM) Georg Heiland, Finepower GmbH und Dr.-Ing. Christof Ziegler, TDK Electronics AG wurde nun auch im englischsprachigen Fachmagazin Bodos Power Systems veröffentlicht.
Induktive Ladesysteme für Elektrofahrzeuge
Auf dem Gebiet der Forschung, Entwicklung und Standardisierung steht das Thema induktive Ladestationen für Elektrofahrzeuge derzeit im Mittelpunkt. Hierfür gibt es auch zahlreiche Anwendungsbeispiele. Induktive Ladesysteme kommen etwa bei der kontaktlosen Aufladung von Lastkraftwagen zum Einsatz, bei automatisch gesteuerten Fahrzeugen im industriellen Bereich sowie bei Elektrofahrzeugen im Straßenverkehr. Da nicht jedes Fahrzeug über die gleichen Systemeigenschaft verfügt, versucht jeder Hersteller ein eigenes induktives Ladesystem für eine bestimmte Fahrzeugflotte zuzuschneiden.
Beispiele für unterschiedliche Systemeigenschaften bei Elektrofahrzeugen:
- Batteriespannungen
- Spulengeometrie
- Strombelastbarkeit
- Bodenfreiheit
Finepower hingegen versucht im Rahmen des vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Energie und Technologie (StMWi) geförderten Forschungsprojektes UnIndCha (Universelles Induktives Laden) derzeit eine induktive Ladestation für Elektrofahrzeuge zu etablieren, welche mit möglichst vielen unterschiedlichen Fahrzeugtypen – mit entsprechend unterschiedlichen Empfängerspulen und Batteriesystemen – korrespondieren kann.
Projektbeteiligte bei der Entwicklung von induktiven Ladesysteme
Das früher unter dem Namen bekannte EPCOS AG Unternehmen TDK Electronics AG ist ebenfalls an dem Projekt beteiligt. Der Hersteller von Sende- und Empfangsspulen für induktive Ladesysteme hat seinen Fokus auf die Sicherstellung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) von universellen Systemen gelegt. Darüber hinaus steuern die Professoren für Energiewandlungstechnik von der technischen Universität München (TUM) und das Technologienetzwerk Allgäu (TNA) der Hochschule Kempten grundlegende Forschungsarbeiten bei.
Die Messergebnisse der Forschungsarbeiten für induktive Ladesysteme
Im Forschungsprojekt UnIndCha haben die Verantwortlichen einen Prototyp eines induktiven Ladesystems aufgebaut und eine abgestrahlte magnetische Störung im Frequenzbereich zwischen 9 kHz und 30 MHz bei verschiedenen Übertragungsfrequenzen des WPT-Systems messen können. Je nach Einstellung der Schwingkreise bei ansonsten identischen Betriebsparametern konnte in den verschiedenen Messreihen eine Emissionsreduzierung um bis zu 10 dBµA/m beobachtet werden.
Des Weiteren konnte bei den verschiedenen Messungen der induktiven Ladestationen ein optimaler Einstellungswert von 62% gemessen werden. Dies deutet darauf hin, dass bei variabler Einstellung die Störaussendung bei zu hoher Kompensation wieder ansteigt.
Durch die Möglichkeit der variablen Schwingkreiseinstellungen, kann hier bei größeren Versatzpositionen eine Arbeit im normativ geforderten Frequenzbereich sichergestellt werden.
Schlussfolgerung aus den Forschungsarbeiten für induktive Ladestationen
Die Ergebnisse der Messungen der Störaussendungen ergaben große Variationen bei den Ausführungen in verschiedenen Frequenzen und Einstellungen. Bei den Arbeiten in der Resonanzfrequenz konnte eine signifikante Reduktion der Oberwellen erreicht werden. Daher ist ein Schaltungsentwurf für induktive Ladestationen mit der Möglichkeit zur Nachjustierung der Resonanzabstimmung sehr vorteilhaft, insbesondere bei hohen Spulenverschiebungen. Besagte Schaltungsentwürfe wurden von Finepower im Forschungsprojekt UnIndCha erforscht.
Die hier enthaltenen Informationen stammen aus dem Artikel im Fachmagazin Bodos Power Systems. Den kompletten detaillierten Artikel mit tiefergehenden Informationen zum Forschungsprojekt können Sie hier nachlesen.
