GINI - Roboter für flexibles automatisches Laden von Elektrofahrzeugen

Abstract

Mit dem wachsenden Markt für Elektrofahrzeuge steigt der Bedarf an geeigneter Ladeinfrastruktur. Eine ausreichende Verfügbarkeit von Ladestationen ist entscheidend, um die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen zu fördern und die sogenannte "Ladeangst" zu vermeiden. Allerdings könnten die derzeit installierten Ladestationen möglicherweise nicht den gesamten Ladebedarf decken, insbesondere in Regionen, in denen es allgemein an Netzinfrastruktur mangelt oder wo ein schwankender Ladebedarf flexible und leistungsstarke Ladelösungen erfordert, ohne dass ein teurer Netzausbau notwendig ist. In solchen Fällen stellt der Einsatz mobiler Ladelösungen eine vielversprechende Ergänzung der bestehenden Ladeinfrastruktur dar. In diesem Projekt wurde ein mobiler Laderoboter für das automatisierte Laden von Elektrofahrzeugen (EV) entwickelt, der sich teilautonom in einer begrenzten Umgebung (z.B. Parkhaus) bewegen kann. Der mit einem integrierten Energiespeicher ausgestattete Roboter kann über eine CCS-Ladeschnittstelle an einer DC-Schnellladestation aufgeladen werden. Nach dem Aufladen kann er zu einem Elektrofahrzeug navigieren und dieses mit einer Leistung aufladen, wie sie auch an einer herkömmlichen DC-Ladesäule zur Verfügung steht. Neben der Möglichkeit des DC-Ladens über eine konduktive CCS-Steckerverbindung verfügt der Roboter über eine bidirektionale induktive Ladeschnittstelle. Damit kann er sich an einer speziell für die Mikromobilität entwickelten autarken Ladestation mit integrierter Photovoltaikanlage anschließen und entweder selbst aufladen oder seine eigene Energie an die Ladestation abgeben, um an die Ladestation angeschlossene Kleinstfahrzeuge wie z.B. Elektrofahrräder aufzuladen. With the growing market for electric vehicles, the need for suitable charging infrastructure is increasing. Sufficient availability of charging stations is crucial to promote the acceptance of electric vehicles and avoid the so-called "charging anxiety". However, the charging stations currently installed may not be able to meet the entire charging demand, especially in regions where there is a general lack of grid infrastructure or where fluctuating charging demand requires flexible and powerful charging solutions without the need for expensive grid expansion. In such cases, the use of mobile charging solutions is a promising addition to the existing charging infrastructure. In this project, a mobile charging robot was developed for the automated charging of electric vehicles (EV), which can move semi-autonomously in a limited environment (e.g. parking garage). The robot, which is equipped with an integrated energy storage unit, can be charged at a DC fast charging station via a CCS charging interface. After charging, it can navigate to an electric vehicle and charge it with the same power as is available at a conventional DC charging station. In addition to the option of DC charging via a conductive CCS plug connection, the robot also has a bidirectional inductive charging interface. This allows it to connect to a self-sufficient charging station with an integrated photovoltaic system specially developed for micromobility and either charge itself or supply its own energy to the charging station in order to charge micro-vehicles connected to the charging station, such as electric bicycles.