08.03.2013

Universität Stuttgart

Elektroautos tanken in Zukunft selbständig

Im Spitzencluster Elektromobilität Süd-West startet das Projekt BIPoLplus - berührungsloses, induktives und positionstolerantes Laden. Im Fokus steht die Erforschung berührungsloser Ladesysteme hoher Leistung für Elektrofahrzeuge.

Aktuell werden Elektrofahrzeuge in der Regel per Ladekabel manuell an normalen Haushaltssteckdosen aufgeladen. Die maximale Ladeleistung ist dabei üblicherweise auf 3 kW begrenzt, sodass die Vollladung einer Fahrbatterie von etwa 20 kWh Kapazität ca. 5 bis 8 Stunden dauern kann.
Damit sind für den Nutzer des Fahrzeuges häufigere Nachladungen notwendig. Bei schlechten Witterungsbedingungen wird zudem das komfortable Handling des Kabels durch Schmutz und Nässe erschwert.

Im Projekt BIPoLplus, das eine Laufzeit von 36 Monaten hat, wird ein berührungsloses Schnellladesystem mit 22 kW Ladeleistung erforscht, bei dem die Ladeenergie induktiv zwischen der Ladestation und dem Elektrofahrzeug übertragen wird. Die berührungslose Energieübertragung und die hohe Ladeleistung bringen für den Fahrzeugnutzer eine deutliche Steigerung des Nutzerkomforts beim Ladevorgang bei gleichzeitig deutlich reduzierter Ladezeit. Auch kurze Stopps, zum Beispiel auf halböffentlichen Supermarkt-Parkflächen, können durch den vollautomatisch ablaufenden Ladevorgang bequem zum Aufladen genutzt werden. Um dieses Ziel erreichen zu können, sind jedoch noch Forschungsarbeiten notwendig, damit der Prozess der berührungslosen Schnellladung sowohl in das Fahrzeug als auch das Stromnetz optimal integriert werden kann. Das Projekt BIPoLplus wird daher durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Spitzenclusters „Elektromobilität Süd-West“ mit insgesamt rund 5,1 Millionen Euro gefördert.

Die Projektschwerpunkte in BIPoLplus sind die Auslegung der primärseitigen Ladestation sowie der sekundären, fahrzeugseitigen Komponenten für die angestrebte Ladeleistung von 22 kW. Dabei ist die Systemtopologie sowie das fahrzeugseitige Packaging unter Bauraum-, Gewichts- und Sicherheitsaspekten eine besondere Herausforderung für die Gesamtsystemauslegung. Weitere Schwerpunkte sind die komplette Steuerung des Ladeablaufs inklusive Kommunikation zwischen Ladestation und Fahrzeug. Die Netzintegration des Ladesystems in das Energieversorgungsnetz kann dabei auch zur Blindleistungserzeugung genutzt werden, was wiederum der Netzintegration zusätzlicher dezentraler Energieerzeuger in hoch ausgelasteten Verteilnetzen dient.
Mit der Möglichkeit der berührungslosen Schnellladung wird das Elektrofahrzeug gegenüber dem verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeug komfortabler sein und die Akzeptanz für die Elektromobilität deutlich erhöht.

Projektpartner sind die Daimler AG (Projektleitung), Robert Bosch GmbH, Conductix-Wampfler GmbH, EnBW Energie Baden-Württemberg AG, Porsche AG, sowie die Forschungseinrichtungen DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, KIT Karlsruher Institut für Technologie und die Universität Stuttgart. Das DLR ist dabei vertreten durch das Institut für Fahrzeugkonzepte, das KIT durch die Institute für Fahrzeugsystemtechnik (FAST) und für Elektroenergiesysteme und Hoch-spannungstechnik (IEH). Die Universität Stuttgart geht mit den Instituten für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) und Elektrische Energieumwandlung (IEW) an den Start.

Spitzencluster Elektromobilität Süd-West
Mit rund 80 Akteuren aus Industrie und Wissenschaft ist der Spitzencluster Elektromobilität Süd-West einer der bedeutendsten regionalen Verbünde auf dem Gebiet der Elektromobilität. Der Cluster, der von der Landesagentur e-mobil BW GmbH gemanagt wird, verfolgt das Ziel, die Industrialisierung der Elektromobilität in Deutschland voranzubringen und Baden-Württemberg zu einem wesentlichen Anbieter elektromobiler Lösungen zu machen. Unter dem Motto „road to global market“ nutzt der Cluster die einmaligen Möglichkeiten der Region Karlsruhe – Mannheim – Stuttgart – Ulm, um renommierte große, mittlere und kleine Unternehmen aus den Bereichen Fahrzeugtechnologie, Energietechnologie, Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) sowie dem Querschnittsfeld Produktionstechnologie untereinander und mit Forschungsinstituten vor Ort zu vernetzen.
Der Spitzencluster wird vom BMBF im Rahmen der High-Tech Strategie der Bundesregierung über einen Zeitraum von fünf Jahren mit 40 Millionen Euro gefördert. Ziel der Spitzenclusterförderung ist es, regionale Potenziale entlang der gesamten Innovations- und Wertschöpfungskette zu bündeln, damit Ideen und Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung schneller in marktfähige Produkte umgesetzt werden.

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