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Induktive Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge
Induktives Laden: Beschreibung der Technologie
Die kontaktlose Ladetechnologie für ElektrofahrzeugeDie auch als Induktionsladung bekannte Technologie bietet eine bequeme und drahtlose Methode, um die Batterien von Elektrofahrzeugen zu laden. Dies geschieht über eine speziell ausgestattete Straße mit Spulen, die nur dann aktiviert werden, wenn das Elektrofahrzeug vorbeifährt. In diesem Fall sprechen wir von einer "elektrischen Straße".
Diese innovative Technologie macht das physische Anschließen eines Kabels zum Aufladen überflüssig, was nicht nur den Aufladevorgang vereinfacht. Diese futuristische Lösung könnte die Möglichkeit bieten, die Kapazität der Batterien im Fahrzeug zu reduzieren, was sowohl das Gewicht als auch den Preis senken würde.
Es könnte zwei Arten des induktiven Ladens für Elektrofahrzeuge geben:
Das statische Laden : Das Aufladen durch Induktion würde erfolgen, wenn Ihr Elektrofahrzeug geparkt ist (auf dem Parkplatz eines Einkaufszentrums, in Ihrer Garage, auf einer Autobahnraststätte...). Zum Aufladen parken Sie Ihr Auto über einem Sockel oder einer Box auf dem Boden. Ein Magnetfeld überträgt den Strom an das Ladegerät des Fahrzeugs.
Dynamisches Laden : Bei dieser Lademethode DEVC (Dynamic Electric Vehicle Charging) können Sie Ihr Elektrofahrzeug während der Fahrt über eine in die Fahrbahn integrierte Vorrichtung aufladen, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurde. Sie brauchen keine Zwangsstopps auf langen Strecken mehr einzulegen, da Ihr Elektrofahrzeug kontinuierlich mit Strom versorgt wird. Studien zu diesem Thema wurden in mehreren Ländern im Vereinigten Königreich und in Schweden durchgeführt. Ein großer Nachteil sind jedoch die hohen Kosten, die mit der Installation dieses Systems in den Straßen verbunden sind.
Das Ziel des Induktionsladeprojekts
Dieses Projekt wird die kommerzielle und technische Durchführbarkeit der Einführung von induktivem Laden für Elektroautos bewerten. von Elektroautos.. Dieses Projekt, das bereits seit einigen Jahren weltweit untersucht wird, könnte den Markt für Elektrofahrzeuge revolutionieren, aber vor allem den ökologischen Wandel für alle erleichtern. Wir wissen, dass die größten Hindernisse für den Umstieg auf Elektroautos dieReichweite und der Preis dieser Fahrzeuge sind. Darüber hinaus wäre diese Lösung besonders für die Bedürfnisse des Logistiksektors und des Fernstraßenverkehrs geeignet.
Daher könnte diese Technologie diese Nachteile ausgleichen, ganz zu schweigen von den Vorteilen für den Planeten durch die Verringerung der Luftverschmutzung. um das Ziel des Klimawandels zu erreichen.Ziel, die Treibhausgasemissionen bis 2040 um 40% zu reduzieren. in Frankreich zu erreichen.
Es ist wichtig, daran zu erinnern, dass die Exposition gegenüber der Partikelverschmutzung durch Verbrennungsfahrzeuge das Risiko eines vorzeitigen Todes und auch von Krebs bei Kindern erhöht. Nach Angaben der Französischen Agentur für gesundheitliche Sicherheit, Umwelt und Arbeit (Afsset) ist die Luftverschmutzung, von der ca. ⅓ auf die Schadstoffemissionen von Fahrzeugen zurückzuführen ist, jährlich für den vorzeitigen Tod von 6.500 bis 9.500 Menschen in Frankreich verantwortlich ist..
Was sind die Vorteile des kontaktlosen Aufladens?
Diese induktive Ladetechnologie könnte eine Flutwelle auf dem Markt für Elektroautos und im weiteren Sinne auf dem Automobilmarkt auslösen.
Aufgrund der Ankündigungen der französischen Regierung in den letzten Jahren könnten Autos mit Verbrennungsmotoren potenziell zu Lasten umweltfreundlicherer Autos verkauft werden:
- 2030 :
- Dieselfahrzeuge werden in Frankreich verboten. Restriktive Maßnahmen wurden bereits eingeführt, insbesondere durch die Verwendung von Crit'Air-Vignetten in bestimmten Gebieten. Niedrigemissionszonen (Zones à Low Émissions) (ZFE).
- Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren dürfen nicht mehr in Paris und anderen Regionen zugelassen werden. in bestimmten Umweltzonen verboten.Dies wird durch das System der Crit Air Vignetten geregelt.
- 2035 :
- Dieses Jahr wird das Verbot von Benzinfahrzeugen und das Ende der Vermarktung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren in der EU markiert.
Wenn Sie mehr über das Thema erfahren möchten : Das Ende von Autos mit Verbrennungsmotoren im Jahr 2035 bestätigt
Diese Maßnahmen sollen die Einführung sauberer Fahrzeuge fördern und die Treibhausgasemissionen als Teil des Übergangs zu einer nachhaltigeren Mobilität reduzieren.
Die Einführung dieser drahtlosen Ladegeräte auf den Autobahnen würde es ermöglichen, die Batterie zu entladen. die schnelle Entladung der Batterien zu verhindern. auf diesen Hochgeschwindigkeitsstrecken zu vermeiden und damit einen der größten Nachteile von Elektrofahrzeugen zu beheben. Theoretisch würde dies die Möglichkeit eröffnen, mit dem Auto zu fahren. lange Strecken ohne häufiges Aufladen zurückzulegen..
Wenn alle Langstreckenfahrten über Autobahnen mit induktiver Aufladung abgewickelt würden, würde sich auch das Design der Elektrofahrzeuge ändern. In diesem Zusammenhang wäre es möglich, Batterien mit geringerer Kapazität zu verwenden. Energieeffizienz et Dadurch würden sie sich weniger schnell entladen..
Das Fehlen von physischen Verbindungen könnte das System weniger anfällig für Verschleiß. Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil ist, dass die drahtlose Ladesysteme nur wenigoder überhaupt nicht beeinträchtigt werden.Sie werden nicht von Wetterbedingungen oder Schmutz beeinflusst..
Der aktuelle Stand der Demokratisierung des induktiven Ladens: Wo stehen wir?
Das Schnellladeprojekt ist nicht mehr nur ein Konzept! Viele Organisationen und Universitäten arbeiten derzeit daran. Im Folgenden stellen wir Ihnen vier Projekte vor, die wir für die vielversprechendsten halten.
Weiterführende Informationen : A10 führt induktives Laden für Elektroautos ein?
Projekt "Wireless Charging of Electric Taxis" (drahtloses Laden von Elektrotaxis)
Die englische Regierung finanzierte ein Projekt (3,4 Millionen Pfund Sterling) mit der Bezeichnung Wireless Charging of Electric Taxis (WiCET). (WiCET) finanziert.Die Technologie soll in Elektro- und Hybridtaxis getestet werden.
Für weitere Einzelheiten, während eines Zeitraums von über einen Zeitraum von drei Monaten., neun Fahrzeuge mit einem drahtlosen Ladesystem ausgestattet. und in einem Pilotprojekt in Nottingham eingesetzt. Jedes Fahrzeug hat eine Kapazität von drahtlose Ladekapazität von 10 kW.. Ziel ist es, die Effektivität des Konzepts des Aufladens an Taxiständen zu demonstrieren und ein funktionierendes Abrechnungssystem einzurichten.
Mit der Beteiligung des britischen Herstellers von Elektrofahrzeugen, London EV Company Limited (LEVC), wurde ein neues Projekt gestartet., und dem japanischen Hersteller Nissan, wurden auf Seiten von Nissan Dynamo EVs und auf Seiten von LEVC TX-Modelle mit Reichweitenverlängerer zur Verfügung gestellt.
Dieses System ermöglicht das Laden von das gleichzeitige Aufladen mehrerer Fahrzeuge.Dies ist besonders nützlich für Taxis, die ihre Elektrofahrzeuge aufladen können, während sie auf Kunden warten. Erste Pilottests bestätigten, dass das drahtlose Ladesystem eine Reichweite von 90% erreicht. eine Effizienz von etwa 90% erreicht..
Die Ziele dieses Demonstrationsprojekts bestehen darin, die Gültigkeit der technischen und wirtschaftlichen Aspekte des drahtlosen Aufladens für die Hackney Carriages in mittelgroßen und großen Städten zu belegen. Darüber hinaus festigt es die Position des Vereinigten Königreichs als weltweit führend bei der Erschließung des Potenzials neuer Technologien für saubere Mobilität, indem es seine Anstrengungen auf die Ziele der Regierungsstrategie Road to Net Zero abstimmt.
Hier ist das YouTube-Video, wenn Sie mehr über dieses Projekt erfahren möchten: Nottingham Wireless Taxi Charging - Wie es funktioniert.
Weiterführende Fragen : Net Zero: Ist das die Zukunft Europas?
Projekt an der Chalmers Universität
Wir haben Forscher der schwedischen Chalmers Universität, die unter der Aufsicht von Professor Yujing Liu eine Induktionstechnologie entwickelt haben, die eine perfekte Effizienz erreichen kann.
Diese Induktionsladung ermöglicht eine Aufladung bis zu 500 kWh. Die Ladeleistung beträgt bis zu 500 kW.Damit übertrifft sie die besten kabelgebundenen Lösungen, die es derzeit gibt. Es bietet eine außergewöhnliche Leistung ohne die Notwendigkeit von Kabeln, da es die Verwendung von Induktionstechnologie ermöglicht.Dies wird durch die Verwendung von Siliziumkarbid-Halbleitern erreicht.. Diese Lösung könnte die Batterien in nur wenigen Minuten aufladen.
Zur Erinnerung: Das derzeitige Schnellladeverfahren bietet eine Leistung von bis zu 350 kW.
Diese Innovation arbeitet mit einer Frequenz von mit einer Frequenz von 80 kHz.Herkömmliche Induktionssysteme arbeiten mit einer Frequenz von 20 kHz.
Es ist wichtig zu beachten, dass mit steigender Frequenz auch die Wärmeentwicklung während des Ladevorgangs zunimmt. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, entschieden sich die Wissenschaftler für den Einsatz von Spulen aus LitzdrahtDiese bestehen aus einzeln isolierten Kupferdrähten.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Induktionsladegeräten, die Verluste von bis zu 50 % aufweisen können, hat dieses neue, von der Chalmers Universität entwickelte System nur einen Verlust von 1 % der Energie. nur 1 bis 2 % der erzeugten Energie verloren.. Diese minimalen, kaum wahrnehmbaren Verluste stellen einen bedeutenden Fortschritt dar.
Projekt "FABRIC
Dieses Projekt FABRIC, ein Programm in Zusammenarbeit mit Qualcomm Halo im Wert von 9 Mio. EUR, wurde teilweise von der Europäischen Union finanziert. Sein Ziel ist die Bewertung der wirtschaftlichen Lebensfähigkeit und der technologischen Machbarkeit eines dynamischen Induktionsladesystems für Elektrofahrzeuge DEVC (Dynamic Electric Vehicle Charging). Das Projekt umfasste die Zusammenarbeit von 25 Partnern aus neun verschiedenen europäischen Ländern.
Diese drahtlose Ladetechnologie würde es ermöglichen, ein Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von bis zu 20 km/h aufzuladen. kontinuierlich bis zu 20 kW Energie in die Batterien eines fahrenden Elektrofahrzeugs mit einer Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h einspeisen.. Das System besteht aus einer Box, die an das Stromnetz angeschlossen ist und Induktionsplatten versorgt.
Diese Platten würden Energie über ein elektromagnetisches Feld an die beiden Platten übertragen, die sowohl vorne als auch hinten am Fahrzeug angebracht sind. Der Strom würde umgewandelt und in die Batterien geleitet werden.
Dieses System würde sogar bei Regen, Schnee oder Verunreinigungen durch Substanzen wie Öl funktionieren.
| Elektrische und lichttechnische Bedingungen | |
|---|---|
|
Strom |
Elektromagnetischer Strom mit einer Standardfrequenz von 85 kHz |
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Länge |
100 m - (ausgestatteter Straßenabschnitt in Versailles Satory) |
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Höhe |
Bis zu 17,5 cm - (von der Straße bis zum Fahrzeugboden) |
|
Breite |
Abmessungen (L x B) 600 x 350 mm (Sekundärspulen unter dem Fahrzeug) |
|
Umsetzung |
Prototyp für die Installation auf Straßenabschnitten entwickelt + keine eisenhaltigen Materialien in der Nähe des Systems |
Projekt "WEB-3 Advanced".
Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Yushi Kamiya von der Fakultät für Wissenschaft und Ingenieurwesen entwickelte in Zusammenarbeit mit der Toshiba Corporation einen Elektrobus mit einer Hochfrequenztechnologie zum drahtlosen Aufladen in Verbindung mit einer Lithium-Ionen-Batterie.. Am 1ᵉʳ Februar 2016 wurden in Partnerschaft mit der Stadt Kawasaki und verschiedenen Lufttransportunternehmen im ganzen Land Tests initiiert, um den neuen wiederaufladbaren Bus mit dem Namen WEB-3 Advanced (Waseda Electric Bus-3 Advanced) zu testen.
Die Tests begannen in der Nähe des Haneda-Flughafens in Japan und des Innovationszentrums King SkyFront des internationalen strategischen Sonderdienstes.
Dieser Elektrobus wurde entwickelt, um den Bedarf an kurzen und hochfrequenten Fahrten zu decken und gleichzeitig die Herausforderungen bei der Einführung von Elektrofahrzeugen zu bewältigen. Er zielt darauf ab, die Kosten, die Größe und das Gewicht der Fahrzeuge einschließlich der Batterien zu minimieren.
Das WEB ist mit einem einem drahtlosen Ladegerät mit elektromagnetischer Resonanz ausgestattet. Der Bus ist mit einem innovativen, von der Toshiba Corporation entwickelten Ladegerät ausgestattet, das es den Betreibern ermöglicht, den Bus schnell, sicher und effizient zu laden.
Die Forschungs- und Entwicklungsbemühungen im Zusammenhang mit dem WEB haben zu einer Reduzierung der Anfangskosten und des Gewichts von Elektrofahrzeugen geführt, während gleichzeitig ein angemessener Platz im Inneren des Fahrzeugs erhalten bleibt. Darüber hinaus ermöglichte diese Forschungszusammenarbeit den Fahrern, ihr Fahrzeug mit einem einfachen Knopfdruck aufzuladen.
| Erweiterte Spezifikationen WEB-3 | |
|---|---|
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Name |
Waseda Electric Bus-3 Advanced (WEB-3 Advanced) |
|
Leergewicht |
5990 kg |
|
Abmessungen |
L6,99 × B2,08 × H3,10 m |
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Kapazität |
31 Passagiere |
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Motor |
UQM "PowerPhase145": Maximale Leistung 145 kW |
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Batterie |
Lithium-Ionen (TOSHIBA "SCiB TM": 3 parallele Serien 12 / 40 kWh / 331 V) |
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Kabelloses Ladegerät |
Kabelloses TOSHIBA-Ladegerät: 44 kW bei 105 mm Abstand |
|
Reisedauer |
Maximal 50 km (auf öffentlichen Straßen mit ausgeschalteter Klimaanlage) |
|
Elektrischer Verbrauch |
Ca. 1,5 km/kWh (auf öffentlichen Straßen mit ausgeschalteter Klimaanlage) |
Was sind die Herausforderungen beim induktiven Laden?
Diese innovative Lösung für das Aufladen von Elektrofahrzeugen könnte den Markt revolutionieren, einen echten Mehrwert für die Nutzer bieten und die umweltfreundliche Mobilität fördern. Das Thema induktives Laden ist jedoch mit Einschränkungen und Herausforderungen verbunden, die wir im Folgenden aufzählen werden.
Begrenzte Reichweite der Aufladung
Das induktive Laden erfordert oft, dass das Fahrzeug sehr nahe an der Ladequelle steht, was die Flexibilität des Ladeortes einschränkt. Diese Einschränkung kann das Laden komplizierter machen, insbesondere in öffentlichen Bereichen, in denen es keine Ladestationen gibt. Ladesäulen in öffentlichen Bereichen. Die Reichweite von herkömmlichen Ladestationen ist größer.
Hohe Kosten, die abschreckend wirken.
Die Installation von drahtlosen Ladesystemen kann kostspielig sein, da spezielle Infrastrukturen wie in die Fahrbahn eingelassene Ladeplatten erforderlich sind. Diese zusätzlichen Kosten können einige Interessengruppen, einschließlich der Betreiber öffentlicher Parkplätze, von der Einführung dieser Technologien abhalten.
Elektromagnetische Interferenzen
Induktive Ladesysteme können anfällig für elektromagnetische Interferenzen sein, die die Effizienz und Zuverlässigkeit beeinträchtigen können. In Umgebungen, in denen mehrere Fahrzeuge gleichzeitig aufladen, kann dies zu Problemen führen.
Energieeffizienz
Obwohl die induktive Ladetechnologie Fortschritte bei der Reduzierung von Energieverlusten gemacht hat, kann sie immer noch höhere Energieverluste als herkömmliche Lademethoden aufweisen. Im Projekt der Chalmers University betrug dieser Verlust laut Professor Yujing Liu jedoch nur 1 bis 2 %. Diese Grenze für die hohen Energieverluste könnte angesichts der jüngsten Fortschritte bei der Verbesserung der Energieeffizienz dieser Systeme überwunden werden.
Internationaler Einsatz gefährdet
Obwohl sich die Technologie des induktiven Ladens in der Entwicklung befindet, kann eine großflächige Einführung aufgrund der Investitionen, die für den Aufbau einer umfangreichen Infrastruktur erforderlich sind, eine Grenze darstellen. Ihre Nutzung ist eher in speziellen Umgebungen üblich, wie z.B. in öffentlichen Verkehrsmitteln oder bei Experimenten.
Die Energieeffizienz von drahtlosen Ladesystemen kann etwas geringer sein als beim herkömmlichen Laden über Kabel, da ein Bruchteil der Energie während der drahtlosen Übertragung als Wärme abgeführt wird.
Niedrigere Kosten für Batterien
Der schnelle Rückgang der Batteriekosten könnte die Zukunft dieser Technologie verzögern oder sogar in Frage stellen, obwohl sie als Argument für sie angesehen wird. Obwohl die Senkung der Batteriekosten aus ökologischer Sicht gerechtfertigt sein kann, wirft sie Fragen nach der wirtschaftlichen Tragfähigkeit auf. In weniger als 10 Jahren ist der Preis pro Kilowattstunde (kWh) für Batterien bereits erheblich gesunken.Bis zum Jahr 2030 wird eine weitere Senkung um 65% erwartet.
Außerdem wurde unser Artikel Batterielaufzeit von Elektroautos: Wo stehen wir? könnte für Sie von Interesse sein, wenn Sie mehr über die Welt der elektrischen Batterien erfahren möchten.
Schnellladung durch Induktion: Welche Schlussfolgerungen können wir ziehen?
Das Projekt für kontaktloses Schnellladen für Elektroautos sorgt für eine lebhafte Debatte. Im Laufe dieses Artikels haben wir die vielen Vorteile dieser innovativen Lösung aufgezählt, die den ökologischen Wandel beschleunigen kann.
Leider gibt es zwar eine Vielzahl von Projekten, die das induktive Laden unterstützen, aber alle sind in der Schwebe geblieben, und das ist kein Zufall. Obwohl die vielen Vorteile des induktiven Aufladens die letzten Hindernisse für den Kauf von 100% elektrischen Modellen beseitigen könnten, erfordert die Demokratisierung dieses Projekts erhebliche Mittel und ein gemeinsames internationales Abkommen, um das drahtlose Aufladen auf die Straße zu bringen.
In Erwartung der Umsetzung dieser revolutionären Idee des Aufladens, Beev Ihnen dabei, die beste Ladelösung für Ihr Fahrzeug zu finden. Unsere Experten bieten Ihnen eine persönliche Betreuung und eine sichere Installation Ihrer Beev. Ladestation. durch unsere IRVE-zertifizierten Installateure.
Diese Art des Aufladens sollte daher genau beobachtet werden. Angesichts der exponentiellen Geschwindigkeit des technologischen Fortschritts könnten die derzeitigen Beschränkungen des drahtlosen Aufladens umgangen werden und ein Projekt könnte offiziell ins Leben gerufen werden.
Fortsetzung folgt!
