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Ladetechnologien
Beim Laden von Elektrofahrzeugen geschieht mehr als reine Energiezufuhr. Es sind auch die Kommunikation vor und während des Ladevorgangs sowie verschiedenste Anforderungen zu berücksichtigen. Dazu gehören die Ansprüche an Sicherheit, Alltagstauglichkeit und Benutzerfreundlichkeit, welche wiederum eine Basis für die Akzeptanz beim Kunden schaffen. Das FKFS befasst sich daher intensiv mit dem Thema des induktiven Ladens für Elektrofahrzeuge und wählt dabei einen ganzheitlichen Ansatz.
Ladekommunikation
Die Schnittstelle in der Kommunikation zwischen Ladesäule und Fahrzeugbatterie ist mit der ISO-Norm 15118 hinreichend definiert. Gleichwohl ergeben sich in der Praxis Probleme bei der Ladekommunikation. Das FKFS ist dabei als Entwicklungspartner in einer hervorragenden Position, da sich das Institut sowohl in der Normierung wie auch in der Ladeinfrastruktur der verschiedenen Automobilhersteller bestens auskennt. Eine Konsequenz dieser Kompetenz ist der vom FKFS entwickelte Conformance-Tester, mit dem elektrische Fahrzeugbaureihen auf ihre Kommunikationsfähigkeit mit allen verfügbaren Ladesäulen getestet werden können. Das System umfasst den Hardwareaufbau mit dessen Ansteuerung sowie automatisiert generierte Testfälle inklusive Testablauf. Zur Durchführung der Tests kann das Testsystem sowohl die Fahrzeug- als auch die Ladeeinrichtungsseite getrennt betrachten.
Kontakt
Tel.: +49 711 685-68123
Induktivladen
Induktivladen gilt als besonders nutzerfreundliche Form des Aufladens elektrischer Fahrzeuge, weil dazu keine Kabelverbindung zwischen Ladestation und Fahrzeug aufgebaut werden muss. Gleichwohl gibt es dabei technische Probleme zu lösen: Ladespule und Fahrzeugspule müssen räumlich exakt zueinander positioniert werden, um einen auch im Hinblick auf den Wirkungsgrad optimalen Ladevorgang zu gewährleisten. Das FKFS ist auf diesen Problemfeldern mit Lösungsansätzen präsent – sowohl in der Forschung wie auch in der Entwicklungsarbeit für Kundenanwendungen. Ein Highlight dabei ist das vom FKFS entwickelte und patentierte Magnetic Pulse Positioning System, ein Assistenzsystem, das die Ortung der Ladespule und die Positionierung des E-Fahrzeugs über der Ladespule optimiert – und das auch bei schlechten Sichtverhältnissen wie Schnee oder bei kritischem Material wie Stahlbeton funktionsfähig ist.
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Tel.: +49 711 685-68123
AC-/DC-Laden
An seiner Forschungs-Ladestation beschäftigt sich das FKFS intensiv mit den Themen Gleich- und Wechselstrom-Laden, Fast Charging und Induktivladen. In diesem Zusammenhang entstehen aktuell Forschungsarbeiten sowie Studien für Kunden aus der Automobilindustrie. Im Mittelpunkt steht dabei die Weiterentwicklung des alltagstauglichen Ladens von E-Fahrzeugflotten. Dabei spielen verschiedene Faktoren eine Rolle, die auch wesentlich für eine weitere Verbreitung der E-Mobilität entscheidend sein dürften: Ausgehend von den Batteriezellen und den Möglichkeiten, ungleiche Spannungszustände auszugleichen („Cell Balancing“), ist hier vor allem der Wirkungsgrad wichtig. Das Ziel ist stets ein möglichst effizienter und schneller Ladevorgang. Dabei hat das FKFS alle beteiligten Instanzen im Blick: Fahrzeug, Nutzer und Energieversorger. Auch der Bezahlvorgang sowie die Nutzbarkeit aus Sicht der Anwender (Human-Machine-Interface) wird in den FKFS-Studien thematisiert.
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Netzintegration
Mit dem Zunehmen des Elektrifizierungsgrades der Fahrzeugflotte Deutschlands wird die Netzintegration dieser Fahrzeuge zu einer Herausforderung werden. Die Energiemenge, die dafür bereitzustellen ist, wird bezogen auf den Gesamtstrombedarf Deutschlands voraussichtlich keine große Belastung darstellen. Die Leistungen, die insbesondere beim Schnellladen von Elektrofahrzeugen benötigt werden, stellen für die bestehende Infrastruktur jedoch eine große Herausforderung dar.
Das FKFS beschäftigt sich mit Betrachtungen verschiedenster Szenarien für z.B. Carsharing-Flottenbetrieb, Privatfahrzeuge in Ein- und Mehrfamilienhaushalten und gewerbliche Fahrzeuge. Darauf aufbauend wird der Einfluss der individuellen Mobilitätsbedürfnisse auf den Ladebedarf untersucht. Da sich der Ladebedarf zeitlich verteilen lässt, sind Strategien zur Lastverteilung wie z.B. Scheduling oder Anreizmodelle über Tarifmodelle möglich und der daraus resultierende Einfluss auf die Netzbelastung kann bestimmt werden.
Die Kombination aus elektrischer Energie für den Fahrzeugvortrieb und erneuerbaren Energien birgt Synergiepotentiale, die durch geeignete Strategien zur Versorgung von E-Fahrzeugen und lokalem Strombedarf gehoben werden können. Durch Steigerung der lokalen Autarkie können die Verteilnetze entlastet werden.
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Tel.: +49 711 685-68123