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PUT Nr.
8
FOrschungsmagazin der Bergischen UniversitätWuppertal
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Wintersemester 2012/2013
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heran, bis beide Platten direkten Kontakt haben.
Die stationäre Ladeplatte ist beweglich angebracht und
kann in die Ladesäule zurückweichen, wenn durch
das Fahrzeug hoher mechanischer Druck ausgeübt
wird. Leuchtzeichen auf der Ladesäule, welche sich auf
Sichthöhe des Fahrers befinden, zeigen das Erreichen
der richtigen Parkposition an. Abbildung 4 zeigt eine
Ladesäule mit Fahrzeug während des Ladevorganges.
Ein großer Vorteil dieses Systems – verglichen mit
der Unterbodenlösung – sind die wesentlich kleineren
Abmessungen der Ladeplatten. Durch den direkten
Kontakt beider Platten muss nur eine sehr kurze Über-
tragungsstrecke überwunden werden, weshalb die
magnetische Kopplung viel höher ist. Gleichzeitig kön-
nen während des Ladevorganges keine Fremdkörper
oder Personen in den Bereich der Übertragungsstrecke
gelangen, weshalb hier die Grenzwerte der magneti-
schen Flussdichte wesentlich höher angesetzt werden
können. Dies führt zu kleineren Abmessungen für die
gleiche Nennübertragungsleistung. Ein Nachteil ist
der kompliziertere Aufbau der stationären Einheit mit
mechanisch beweglicher Komponente und Anzeigein-
strumenten. Des Weiteren kann die Ladeplatte der Un-
terbodenlösung aus allen Richtungen angefahren und
verlassen werden, ist also überfahrbar, was für viele
potentielle Anwendungsbereiche dieser Ladetechnolo-
gie ein großer Vorteil ist.
Aktuelle Systeme deutscher und internationaler
Hersteller zeigen, dass induktive Ladestationen für
Elektrofahrzeuge grundsätzlich funktionieren. Um
eine serienmäßige Einführung dieses Systems in den
Kfz-Markt zu ermöglichen, müssen diese Systeme op-
timiert und erweitert werden. Das Arbeitsgebiet Elek-
tromobilität der Bergischen Universität Wuppertal
beschäftigt sich intensiv mit der Weiterentwicklung
dieser Systeme mit dem Ziel, den Sprung zur Markt-
reife zu schaffen.
So muss zum Beispiel gewährleistet sein, dass das
über einer im Boden eingelassenen Ladeplatte parken-
de Fahrzeug korrekt positioniert ist. Kleinere seitliche
Abweichungen zwischen stationärer undmobiler Lade-
platte sind zwar möglich, aber größere Abweichungen
würden zu einer Verschlechterung des Übertragungs-
verhaltens führen. Wirkungsgrad und übertragbare
Leistung würden sinken. Ein praxistaugliches System
muss demnach auch über eine automatische Positions-
erkennung verfügen. Ein weiterer kritischer Punkt ist
die mögliche Minimierung der Ladeplattenabmessun-
gen und damit die Reduzierung des Fahrzeuggewich-
tes. Um die Ladeplatten wesentlich zu verkleinern,
gibt es mehrere Ansätze. So könnte die erlaubte mag-
netische Flussdichte zwischen den Ladeplatten erhöht
werden. Zur Übertragung der notwendigen Leistung
wäre dann eine kleinere Plattenfläche ausreichend.
Hierbei würden aber die gesetzlichen Grenzwerte für
magnetische Felder im öffentlichen Raum verletzt.
Eine Lösung wäre eine sicher funktionierende Fremd-
körpererkennung: Sobald diese einen Fremdkörper im
Übertragungsbereich detektiert, schaltet das System
ab. Aber auch bei Einhaltung der Grenzwerte ist eine
weitere Minimierung der Ladeplatten in einem gewis-
sen Rahmen möglich. So kann z. B. durch alternative
Spulengeometrien oder neue Magnetmaterialien eine
weitere Verbesserung erreicht werden.
Weitere Ansätze, die derzeit am Arbeitsgebiet Elek-
tromobilität untersucht werden, betreffen die Erhöh-
»
Kabellos aufladen – Induktive Ladestationen für Elektrofahrzeuge
Abb. 3: Funktionskette mit den Komponenten
eines induktiven Ladesystems.
Fig. 3: Inductive charging system chain.
Gleichrichter
Kompensation
Pickup
Feldregler
Kompensation
stationäre
Ladeplatte
hochfrequentes
Wechselfeld
Batterie
Stromnetz