Schaltungs- und Regelungskonzept eines induktiven Ladesystems hoher Leistung für die Elektromobilität

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.

Klappentext

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.