Es wird gezeigt, dass die Nutzung von induktiver Energieübertragung prinzipiell geeignet ist, um die Batterien eines Elektrofahrzeugs kontaktlos zu laden. Es wird hierzu zunächst die Motivation hergeleitet, die der Nutzung berührungsloser Batterieladesysteme zugrunde liegt. Es wird begründet, dass lediglich die Nutzung des Induktionsprinzips geeignet ist, um Luftspalte im Zentimeter-Bereich mit hohem Wirkungsgrad zu überbrücken, und dass Ansätze der nicht-induktiven (beispielsweise kapazitiven oder optischen) Energieübertragung nach derzeitigem Stand der Forschung und Technik für den Einsatzzweck der Elektrofahrzeug-Batterieladung nicht sinnvoll nutzbar sind. Es werden vier Forschungsfragen aufgestellt, die dazu dienen, sichere und zuverlässige kontaktlose Energieübertragungssysteme für zukünftige Elektrofahrzeuge entwerfen zu können. Zur Beantwortung dieser Forschungsfragen wird zunächst die technische Konzeption eines Funktionsprototypen zur induktiven Energieübertragung erarbeitet. Das fertig aufgebaute System wird anschließend vermessen. Dabei wird ermittelt, dass das aufgebaute Energieübertragungssystem einen Gesamtsystemwirkungsgrad von über 90% erreicht. Ferner wird gezeigt, dass das EMV- und EMVU-Verhalten eines kontaktlosen Batterieladesystems für Elektrofahrzeuge applikationsspezifisch, aber beherrschbar ist. Es wird hergeleitet, dass sich in der unmittelbaren Umgebung des Spulensystems keine metallischen oder ferromagnetischen Stoffe befinden sollten, um eine unerwünschte Wärmeentstehung in diesen zu vermeiden. Sich dort unvermeidlich befindende metallische Gegenstände wie beispielsweise der Fahrzeugunterboden müssen gegebenenfalls durch geeignete Ferritplatten abgeschirmt werden. Schließlich wird gezeigt, dass bei einem induktiven Ladesystem aus naheliegenden Gründen neben der Leistungsübertragung auch die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation kontaktlos stattfinden sollte. Um Doppelarbeiten und Inkompatibilitäten zu vermeiden, bietet es sich dabei an, für induktive Batterieladestationen so weit wie möglich auf bereits aus der kabelgebundenen Ladung bekannte Kommunikationsprotokolle aufzubauen und so vorhandene Schnittstellen zu nutzen. Für die physikalische Auslegung des Kommunikationskanals einer kontaktlosen Ladestation wird empfohlen, auf die durch den Standard IEC 61851-24 festgelegten Randbedingungen für die DC-Ladung zurück zu greifen. Dies bedeutet, dass lediglich die Layer 1 und 2 des OSl-Modells applikationsspezifisch anzupassen sind. Die Umsetzung der Layer 3 bis 7 kann aus den Arbeiten zur ISO/IEC 15118-2 übernommen werden.


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    Title :

    Konzeption und Entwicklung eines Systems zur kontaktlosen Energieübertragung für Elektrofahrzeuge


    Contributors:


    Publication date :

    2012


    Size :

    131 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen



    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German