Entwicklung eines optimierten induktiven Energieübertragungssystems für die Elektromobilität
Abstract
Elektrofahrzeuge sind ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende im Bereich der Mobilität. Induktive
Ladesysteme können dabei helfen, die Nutzung von Elektrofahrzeugen zu vereinfachen und
hierdurch ihre Verbreitung zu fördern. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat bereits
erfolgreich ein induktives Ladesystem entwickelt, das insbesondere auf die Nutzung im Bereich
des Car-Sharing ausgerichtet ist. Im Rahmen dieser Arbeit wird das System bezüglich der Kosten und
der mechanischen Konstruktion optimiert. Bislang werden in dem System Leistungshalbleiter aus
Siliziumkarbid eingesetzt, welche einen wesentlichen Kostenfaktor darstellen. Daher wird ein besonderer
Schwerpunkt auf die Auswahl von kostengünstigeren Leistungshalbleitern gelegt, wobei sowohl
der Einsatz von Bauteilen aus Silizium als auch aus Siliziumkarbid in Betracht gezogen wird. Der Vergleich
zeigt, dass durch den Einsatz von anderen Siliziumkarbid-Halbleitern eine deutliche Kostenund
Volumensenkung möglich ist, ohne den Wirkungsgrad wesentlich zu beeinträchtigen. Um den
Einbau des Ladesystems zu vereinfachen, wird die Integration der Komponenten zu kompakten, zusammenhängenden
Einheiten angestrebt. Hierzu wird ein mechanisches Konzept entwickelt, welches
auch den thermischen Anforderungen der Komponenten gerecht wird. Zur Evaluation des Systems
wird ein Prototyp angefertigt, welcher zur Analyse der Verlustleistung genutzt wird. Die messtechnische
Analyse bestätigt die meisten theoretischen Annahmen und erlaubt die Untersuchung einiger
bis dahin offener Fragen. Die detaillierte Untersuchung der Verlustleistung bietet eine Grundlage zur
weiteren Entwicklung des Systems.