Die berührungslose, induktive Energieübertragung weist viele Vorteile gegenüber kabelgebundenen Energieübertragungssystemen auf. Besondere Aufmerksamkeit erfährt die stationäre, induktive Energieübertragung seit einiger Zeit im Bereich der Elektromobilität, da hier ein hoher Nutzerkomfort von sehr hoher Relevanz ist. Hierbei besteht großes Interesse an induktiven Ladesystemen mit hohen Leistungen sowie hohen Wirkungsgraden. In der vorliegenden Arbeit wird deshalb ein induktives Ladesystem mit einer Netzanschlussleistung von 22 kW ausgelegt und anhand eines in einem Fahrzeug integrierten Demonstrators untersucht. In dem genannten Demonstrator werden Wirkungsgrade vom Stromnetz bis zu Batterie von fast 95 Prozent bei 10 cm Spulenabstand unter Laborbedingungen erzielt. Ebenso wird der Einfluss des Fahrzeugs auf die Effizienz des Systems mittels durchgeführter Messungen diskutiert. Um die Systemkosten bei gleichzeitig hoher Effizienz zu reduzieren, werden verschiedene Regelkonzepte untersucht. Schlussendlich wird ein bauraum- und wirkungsgradoptimales Konzept vorgestellt und evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die potenziellen Vorteile von induktiver Energieübertragung im Automobilbereich sind vielseitig und reichen von effizientem Berührungsschutz über Schutz vor Vandalismus bis hin zu erhöhtem Komfort. Das induktive Laden von Elektro- und Hybridfahrzeugen stellt eine neue Technologie dar, deren Integration umfassende Grundlagenforschung voraussetzt. Ein wesentlicher Schritt bei der Schaffung von Grundlagen und Verständnis zu komplexen Technologien ist die umfassende Analyse sowie approximative Modellierung dieser.
Zunächst wird im Zuge der Arbeit eine solche Modellentwicklung zur Simulation von Spulensystemen vorgestellt und mittels Messung verifiziert.
Eine spezielle Herausforderung ist die Erweiterung des derzeit beschränkten Raums von Möglichkeiten zur Analyse von induktiven Ladesystemen. Bisherige Grenzen zeigen sich beispielsweise bei der Analyse von Übertragungsparametern mit Versatz der Spulen zueinander oder bei der Überleitung der Übertragungssysteme auf einheitliche Ersatzschaltbilder.
Neu entwickelte Lösungen und Methoden werden dann zusammen mit bereits vorhandenen Methoden genutzt, um Spulensysteme zu analysieren und zu vergleichen sowie auf deren Basis grundlegende Eigenschaften darzustellen.
Aktualisiert: 2021-09-09
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Die induktive Ladetechnik erleichtert den Ladevorgang für den Nutzer und leistet so einen wesentlichen Beitrag zur Akzeptanzsteigerung von Elektroautos. Um den komplexen Anforderungen eines marktreifen Energieübertragungssystems gerecht zu werden, ist eine Vielzahl von geometrischen Freiheitsgraden zu beachten. So wird zunächst eine geeignete Spulengeometrie für den jeweiligen Anwendungsfall ausgewählt. Anschließend kann die Topologie durch eine Auslegungsmethodik optimal dimensioniert werden. Wireless inductive charging improves user acceptance of electric vehicles, as it allows for a comfortable charging process. A mature inductive power transfer solution has to fulfill various requirements. In order to meet the various demands, at first, an appropriate structure of the magnetic coupler system has to be selected according to the specific case of application Afterwards, a comprehensive design methodology allows a fast and efficient dimensioning of the particular coil topology.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Die berührungslose, induktive Energieübertragung weist viele Vorteile gegenüber kabelgebundenen Energieübertragungssystemen auf. Besondere Aufmerksamkeit erfährt die stationäre, induktive Energieübertragung seit einiger Zeit im Bereich der Elektromobilität, da hier ein hoher Nutzerkomfort von sehr hoher Relevanz ist. Hierbei besteht großes Interesse an induktiven Ladesystemen mit hohen Leistungen sowie hohen Wirkungsgraden. In der vorliegenden Arbeit wird deshalb ein induktives Ladesystem mit einer Netzanschlussleistung von 22 kW ausgelegt und anhand eines in einem Fahrzeug integrierten Demonstrators untersucht. In dem genannten Demonstrator werden Wirkungsgrade vom Stromnetz bis zu Batterie von fast 95 Prozent bei 10 cm Spulenabstand unter Laborbedingungen erzielt. Ebenso wird der Einfluss des Fahrzeugs auf die Effizienz des Systems mittels durchgeführter Messungen diskutiert. Um die Systemkosten bei gleichzeitig hoher Effizienz zu reduzieren, werden verschiedene Regelkonzepte untersucht. Schlussendlich wird ein bauraum- und wirkungsgradoptimales Konzept vorgestellt und evaluiert.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Dreiphasige Systeme zur kontaktlosen induktiven Energieversorgung von Elektrofahrzeugen bieten sich im höheren Leistungsbereich für typische Transportmittel des Nahverkehrs an. Auf Störeinflüsse wie Temperatur und Fehlpositionierungen reagieren die Systeme im Betrieb empfindlich mit Leistungs- und Wirkungsgradeinbrüchen. Diesen Nachteilen lässt sich mit einer laufenden automatischen Anpassung des Betriebspunktes entgegenwirken und damit der jeweils bestmögliche Betriebspunkt garantieren.
Aktualisiert: 2021-02-11
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