Für hohen Wirkungsgrad exaktes Parken notwendig
Bevor induktives Laden flächendeckend Einzug in den Alltag halten kann, gilt es noch einige Fragen zu beantworten: Wie exakt müssen die Spulen übereinander positioniert sein, um möglichst effizient laden zu können, sprich wie genau muss der Fahrer oder das automatisierte Parksystem einparken? Wie viel Wärme entsteht beim Ladevorgang und muss das System eventuell gekühlt werden? Wie bringt man die Spule am besten im Fahrzeug unter? Und welche Sicherheitsaspekte müssen berücksichtigt werden, zum Beispiel wenn Gegenstände oder Lebewesen ins Magnetfeld geraten. Ebenfalls darf ein solches System auf keinen Fall Herzschrittmacher oder schlüssellose Entriegelungssystem beeinflussen.
Auf einem eigens für das Projekt entwickelten Teststand haben die DLR-Wissenschaftler mit einem Porsche Boxster E diverse Fehlstellungen beim Parken auf der Ladespule untersucht. „Um möglichst effizient laden zu können, sollten beide Spulen exakt übereinander positioniert sein. Unsere Tests ergaben, dass ein kleiner Versatz von rund zehn Zentimetern sich nicht signifikant auf den Wirkungsgrad auswirkt. Darüber hinaus nimmt allerdings die Ladeeffizienz von den im Bestpunkt möglichen 91,5 Prozent deutlich ab“, fasst Mayer zusammen. Ähnliche Resultate zeigte die Untersuchung, wie sich der Abstand der beiden Ladespulen auswirkt. Dieser wird maßgeblich durch die modellbedingte Bodenfreiheit, die konstruktive Unterbringung der fahrzeugseitigen Spule im Unterboden und die jeweilige Zuladung des Fahrzeugs bestimmt. Weiterhin haben die DLR-Forscher die Wärmeentwicklung beim Ladevorgang in Abhängigkeit von der Spulengröße betrachtet: „Bei einer Ladeleistung von 22 Kilowatt und den heutigen Batteriegrößen ist noch keine aktive Kühlung der Fahrzeugspule notwendig. Das kann sich allerdings schnell ändern, wenn die Fahrzeugspulen in Zukunft kleiner und leichter werden oder die Ladeleistung über 22 Kilowatt gesteigert wird“, so DLR-Ingenieur Mayer.
Zum Projekt BIPoLplus – Die Forschungsarbeiten fanden statt im Rahmen des Projekts BIPolplus (Berührungsloses, induktives und positionstolerantes Laden), das acht Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft vereint und durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Spitzenclusters Elektromobilität Süd-West mit insgesamt rund 5,1 Millionen Euro gefördert wurde. Zentraler Inhalt des Projekts war die umfassende Erforschung und Entwicklung eines induktiven Schnell-Ladesystems für batterieelektrische Fahrzeuge mit einer nominalen Übertragungsleistung von bis zu 22 Kilowatt. Zu den Projektpartnern zählten: P3 automotive (Projektleitung), Bosch, Daimler, EnBW Energie Baden-Württemberg, IPT Technology, Porsche sowie neben dem DLR die Forschungseinrichtungen KIT Karlsruher Institut für Technologie und die Universität Stuttgart.
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