MILAS - Modulare intelligente induktive Ladesysteme für autonome Shuttles

Abstract

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Projekt MILAS hatte das Ziel, ein vollständig automatisiertes und bilanziell autarkes induktives Ladesystem für autonome Shuttle-Busse zu entwickeln, praktisch zu erproben und systemisch zu bewerten. Im Zentrum stand die Realisierung einer sektorübergreifenden Mobilitätslösung, bei der die Energieversorgung der Shuttle-Busse über eine dezentrale Energieversorgungsanlage aus erneuerbaren Energien erfolgt. Diese Anlage – bestehend aus einer Photovoltaikanlage und einem Batteriespeicher – speist die erzeugte Energie in das öffentliche Stromnetz ein, aus dem das induktive Ladesystem bilanziell versorgt wird. Technisch wurde das System mit stationären Ladepunkten auf Basis klassischer Kupfer-Ferrit-Spulen sowie einem ferritfreien dynamischen Ladesegment umgesetzt. In der Stadt Bad Staffelstein konnten zwei Ladepunkte und eine 20 Meter lange Ladestrecke erfolgreich in Betrieb genommen werden, sodass die umgerüsteten und zugelassenen Shuttle-Busse sowohl statisch als auch dynamisch geladen werden konnten. Besonderes Augenmerk lag auf der Bewertung elektromagnetischer Felder. Umfassende Simulationen und Feldmessungen bestätigen die Einhaltung der ICNIRP-Expositionsgrenzwerte und somit die elektromagnetische Umweltverträglichkeit. Ergänzend wurden ein intelligentes Lademanagementsystem, ein KI-gestütztes Positionierungssystem sowie ein Entscheidungsunterstützungssystem zur ökonomischen, ökologischen und betrieblichen Bewertung entwickelt. Das interdisziplinäre Konsortium aus Wissenschaft, Industrie und kommunalen Partnern hat damit die technische Machbarkeit, regulatorische Sicherheit und wirtschaftliche Übertragbarkeit induktiver Ladeinfrastruktur im autonomen Flottenbetrieb unter Beweis gestellt. The MILAS project, funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action (BMWK), aimed to develop, test in practice, and systematically evaluate a fully automated and self-sufficient inductive charging system for autonomous shuttle buses. The focus was on implementing a cross-sector mobility solution in which the shuttle buses are powered by a decentralized energy supply system using renewable energies. This system - consisting of a photovoltaic system and a battery storage unit – feeds the energy generated into the public power grid, from which the inductive charging system is supplied. Technically, the system was implemented with stationary charging points based on conventional copper-ferrite coils as well as a ferrite-free dynamic charging segment. In the town of Bad Staffelstein, two charging points and a 20-meter charging lane were successfully put into operation, enabling the retrofitted and certified shuttle buses to be charged both statically and dynamically. Particular attention was paid to the evaluation of electromagnetic fields. Comprehensive simulations and field measurements confirm compliance with ICNIRP exposure limits and thus electromagnetic environmental compatibility. In addition, an intelligent charging management system, an AI-supported positioning system, and a decision support system for economic, ecological, and operational evaluation were developed. The interdisciplinary consortium of science, industry, and municipal partners has thus demonstrated the technical feasibility, regulatory safety, and economic transferability of inductive charging infrastructure in autonomous fleet operation.