Chair in Automotive Mechatronics

Projektlaufzeit: 3 Jahre

Projektpartner: Daimler - Porsche - EnBW - Bosch - KIT, DLR, IPT Technology

Ansprechpartner

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Herr Dr.-Ing. Grimm 

Dr.-Ing. Dean Martinovic

Telefon  +49 711-685-6852 

Berührungsloses, induktives und positionstolerantes Laden - BIPoLplus

Heutzutage werden batterieelektrische Fahrzeuge in aller Regel konduktiv an den üblichen Haushaltssteckdosen aufgeladen. Dies erfordert ein aktives Handeln des Fahrzeugnutzers. Er muss sein Fahrzeug für den Ladevorgang an der Ladestation manuell kontaktieren bzw. nach Ladeschluss das Ladekabel entfernen. Anzunehmen ist, dass dieser Vorgang ein bzw. mehrmals täglich stattfinden wird, da batterieelektrische Fahrzeuge heute eine begrenzte Reichweite haben und entsprechend häufig aufzuladen sind. Für den Fahrzeugnutzer ist dies ein erheblicher Aufwand und erfordert diszipliniertes Handeln, auch unter eventuell widrigen Bedingungen (schlechtes Wetter, verschmutzte Ladekabel). Batterieelektrische Fahrzeuge können prinzipiell an jeder Steckdose geladen werden. Die maximale Leistung ist i.a. aber auf 3 kW begrenzt, was zur Vollladung einer Fahrbatterie von etwa 20 kWh Kapazität etwa 5 bis 10 Stunden dauert. Dies ist für eine komfortable Nutzung – wenn man es mit heute üblichen verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen vergleicht, nicht wettbewerbsfähig. Außerdem gilt es generell das Nutzerverhalten zu berücksichtigen, der Stecker wird dann zur Hand genommen, wenn notwendig. So ergeben sich höhere Ladehübe pro Ladung mit einer höheren Belastung der Batterie und größeren Belastungen des Stromnetzes. Die tatsächliche Belastung des Netzes hängt dann auch noch von der statistischen Verteilung der Ladevorgänge über die Menge der Elektrofahrzeugnutzer ab. Es sind andere Lösungen notwendig, um dieses Problem zu lösen. Wenn die E-Mobilität einen Beitrag zur Netzintegration dezentraler Einspeiser durch eine Lastverschiebung leisten soll, muss die Ladedauer deutlich unter 10 h liegen und die Ladeleistung entsprechend angepasst werden.
 
Kernziele des Vorhabens sind 
Die Gestaltung einer einfach handhabbaren Ladeinfrastruktur mit ausreichender Leistung für kurze Ladezeiten ist ein Schlüsselfaktor für den wirtschaftlichen Durchbruch der Elektromobilität und ermöglicht durch die Gesamtheit der technologieübergreifenden Innovationen zunächst eine signifikante Verbesserung der Kundenakzeptanz.  Für die Automobilhersteller und die Zulieferindustrie, aber auch für die Energiewirtschaft, eröffnen sich durch die branchenübergreifende Zusammenarbeit neue Geschäftsfelder wie z. B. die Fertigung von Zulieferteilen und Komponenten. Dazu sind technische Grundlagen zu erarbeiten, unter Berücksichtigung der kostenverträglichen Machbarkeit. 
 
Im Projekt werden die Grundlagen für mehrere Teilziele erarbeitet:
 
- Erarbeiten eines System-Lastenheftes für die berührungslose Schnellladung. - Analyse und exemplarische Konzeption der Teilkomponenten primäre Leistungselektronik, Primärspule, Sekundärspule, sekundäre Leistungselektronik. - Aufbau der Funktionsmuster für die primär- und sekundärseitigen Komponenten. - Integration, Inbetriebnahme und Applikation der infrastrukturseitigen und der fahrzeugseitigen Komponenten. - Messtechnische Bewertung des Funktionsmusters unter Berücksichtigung einschlägiger Normen und Vorschriften. - Entwicklung eines Fahrerassistenzsystems zum Auffinden der Ladespule. - Inbetriebnahme, Netzintegration und Praxistest des kompletten Ladesystems.
 
Weitere Ziele im Projekt: Herausarbeiten von Kriterien zur Sicherstellung der Interoperabilität verschiedener Systeme zur Vorbereitung der Standardisierung durch begleitende Simulation und Studien, unter anderem die Erfassung der Anforderungen zur Konzeption einer Ladespur, auf der mehrere Fahrzeuge in vorrückender Fahrweise geladen werden. Hierzu werden intelligente Systeme zur optimierten Netzbetriebsführung konzipiert und evaluiert.
 
Projektförderung Fördermittelgeber  Bundesministerium für Bildung und Forschung

Projektlaufzeit: 2016 bis 2018

Projektpartner - Vector Stiftung

Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss 

Dr.-Ing. Thomas Riemer

Telefon +49 711 685-68131

ownGRID – Elektromobilität als lokale Speicherlösung durch Smartgridoptimierung

Ziel des Projektes ownGRID ist es, ganzheitlich optimierte Betriebsstrategien für lokale Netze, die die stationären Verbraucher (Privathaushalt), einen regenerativen Energieerzeuger (PV-Anlage), ein Elektrofahrzeug und Batteriespeicher (im Fahrzeug und stationär) umfassen, zu entwerfen um diese Netze kosten- und energieoptimal zu betreiben. Durch die intelligente Nutzung der vorhandenen Energiespeicherkapazitäten, also durch Rückspeisung von Energie aus dem geladenen Stationärspeicher ins lokale Netz oder das Laden des Elektrofahrzeuges während Phasen in denen ein Solarstromertrag anfällt, lässt sich die Autarkiequote, unter Gewährleistung der Randbedingungen Mobilitätsbedarf und Verschleiß, erhöhen und somit sowohl monetäre wie auch ökologische Vorteile erreichen. Darüber hinaus werden zukünftige Wetter- und Fahrprognosen verwendet, um das Netz intelligenter und angepasst auf die zukünftige Situation regeln zu können. Kernziele des Vorhabens sind - Entwurf einer ganzheitlich optimierten Betriebsstrategie für lokale Netze. - Kosten- und energieoptimaler Betrieb der Netze unter Berücksichtigung der Randbedingungen. - Berücksichtigung von Wetterprognosen, gelernte Verbrauchsmuster des Hauses und dem Mobilitätsbedarf des Elektrofahrzeugs.

Projektförderung Fördermittelgeber Vector Stiftung