LISA4CL Laden - induktiv, schnell, autonom für City Logistik

Abstract

Im Projekt LISA4CL wurde ein stationäres induktives Ladesystem mit einer Nennleistung von 22 kW entwickelt und praktisch getestet. Zusätzlich wurden intelligente Ladekonzepte zur Vernetzung von Elektrofahrzeugen und Infrastrukturen erarbeitet und erprobt, um beim Laden den Anteil erneuerbarer Energien zu erhöhen und einen Beitrag zur Netzstützung zu leisten. Im ersten Projektteil wurde der Leistungspfad des induktiven Ladesystems unter Berücksichtigung bestehender Normen konzeptioniert. Die Konzeptionierung beinhaltet die Definition der Anforderungen des induktiven Übertragungssystems, die Auslegung des Spulensystems unter Betrachtung verschiedener Wicklungsanordnungen und die Erstellung eines Konzepts zur Regelung der Ladeleistung. Bei der Erarbeitung des Konzepts waren Optimierungen im Hinblick auf eine Maximierung des Wirkungsgrads ein Kernpunkt. Darüber hinaus wurden weitere Kriterien wie z. B. Feldbelastung, Fahrzeugintegration, Aufwand und Kompatibilität berücksichtigt. Im nächsten Schritt wurden die Primär- (Infrastrukturseite) und die Sekundäreinheit (Fahrzeugseite) des Ladesystems entwickelt und aufgebaut. Dies beinhaltet sowohl die Ladespulen als auch die erforderliche Leistungselektronik. Ein weiterer Teil der Entwicklung war die Aufstellung und Umsetzung eines Konzepts für die Kommunikations- und Steuerinfrastruktur. Die Kommunikation zwischen Primär- und Sekundäreinheit wurde in Anlehnung an bestehende Normen realisiert. Ein Sicherheitskonzept für die Zwischenraumüberwachung der Spulen war ein weiterer Bestandteil. Nach der Integration der Sekundäreinheit in das Erprobungsfahrzeug erfolgten die Inbetriebnahme und die Tests des Gesamtsystems. Mit Abschluss der Tests war das System im auslieferungsfähigen Zustand für den praktischen Betrieb. Der zweite Projektteil befasste sich mit der Netz- und Systemintegration von Ladeinfrastruktur. Es wurden Konzepte für erzeugungs- und netzorientiertes Laden von Elektrofahrzeugen entwickelt. Dabei wurden unter anderem lokale und zentrale erneuerbare Energien, preisbasierte Ansätze, ökonomische sowie ökologische Optimierungen und netzdienliche Betriebsweisen berücksichtigt. Die erarbeiteten Methoden wurden sowohl simulativ als auch labortechnisch untersucht und erprobt. Darüber hinaus wurde ein Konzept für die Systemintegration des induktiven Ladesystems durch Anbindung an ein zentrales Lademanagementsystem erarbeitet und umgesetzt. Im letzten Projektabschnitt wurde zunächst ein konduktiver Feldtest bei einem Logistikunternehmen in Berlin durchgeführt. Dieser dient dem späteren Vergleich mit dem induktiven System. Zudem wurden gemessene Ladedaten in die Ladekonzepte des zweiten Projektteils einbezogen. Das induktive Ladesystem wurde im Rahmen eines Feldtests bei dem Logistikunternehmen in Berlin und anschließend an der TU Braunschweig im Realbetrieb getestet. Hiermit wurden die Praxistauglichkeit und Zuverlässigkeit des induktiven Ladens gezeigt, das Vorteile wie z. B. eine einfache Integration in Betriebsabläufe und eine nutzerfreundliche Anwendung aufweist. Der Wirkungsgrad des Systems ist mit Werten über 90 % bei Nennleistung vergleichbar zum konduktiven Laden. Datei-Upload durch TIB