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Induktive Ladeverfahren

Erstellt am: 28.02.2014 | Stand des Wissens: 30.11.2018
Ansprechpartner
Technische Universität Berlin, Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) - Prof. Dr. v. Hirschhausen, Prof. Dr. Beckers

Die kontaktlose Energieübertragung über ein Magnetfeld wird auch als induktive Energieübertragung oder elektromagnetische Induktion bezeichnet. Im Kontext der Ladeprinzipien wird auch von "induktivem Laden" gesprochen. Für die Erzeugung des (zeitlich veränderlichen) Magnetfeldes aus elektrischem Wechselstrom sowie für die Rückumwandlung des Magnetfeldes in Wechselstrom sind stellplatzseitig und fahrzeugseitig Spulen notwendig. Außerdem ist ein Gleichrichter (zwischen fahrzeugseitiger Spule und Batterie) erforderlich.
Vorteile des induktiven Ladens bestehen vordergründig in einem höheren Nutzungskomfort aufgrund des Wegfallens der Steckverbindung. Außerdem erscheint es möglich, die stellplatzseitigen Spulen unter dem jeweiligen Belag zu verbauen, sodass sie vor Witterungseinflüssen und Vandalismus geschützt sind. Darüber hinaus eröffnet die induktive Technik das Potenzial, auch an Stellen mit kurzer Aufenthaltsdauer (z. B. am Taxistand) eine Lademöglichkeit zu etablieren. Im Übrigen ist auch eine Energieübertragung während der Fahrt prinzipiell denkbar. Dabei bestehen allerdings Interdependenzen zwischen der Geschwindigkeit und der Übertragungsleistung.
Nachteile des induktiven Ladens bestehen zum einen in den zusätzlichen Energieumwandlungsschritten, die einen geringeren Wirkungsgrad zur Folge haben. Dieser liegt zwischen 75 % und 80 % und damit deutlich unter dem Wirkungsgrad des konduktiven Ladens (ca. 95 %). Eine wesentliche Determinante des Wirkungsgrades ist die Positionierung der beiden Spulen zueinander. Zudem bestehen gewisse Restriktionen bzgl. der Übertragungsleistung. So sind Leistungen oberhalb von 3,7 kW mit erheblichem Mehraufwand verbunden.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die induktive Ladung vor allem mit Verbesserungen im Komfort einhergehen kann, die insbesondere auch eine Zwischenladung bei nur kurzen Stopps ermöglicht. Jedoch ist die bei kurzen Stopps übertragbare Energie aufgrund der eher geringen Übertragungsleistung stark limitiert.
Aufgrund der noch bestehenden Unsicherheiten sowie im Vergleich mit konduktiven Ladekabeln hohen Kosten und geringen Ladegeschwindigkeiten des induktiven Ladens sowie aufgrund der aktuell höheren Marktreife und weiteren Verbreitung der konduktiven Ladeverfahren kommen im Rahmen der öffentlich zugänglichen Ladeinfrastruktur kurz- bis mittelfristig vorrangig konduktive Ladeverfahren in Betracht. Es ist jedoch anzumerken, dass durchaus Unsicherheiten hinsichtlich der weiteren technischen Entwicklung bestehen [NPE17, S.32ff.].

Disclaimer: Dieser Synthesebericht stammt aus der Dissertation "Bereitstellung öffentlicher Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge - Eine ökonomische Analyse" von Justus Reinke, die am Fachgebiet für Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) der TU Berlin von Prof. Thorsten Beckers betreut wurde.
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Technische Universität Berlin, Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) - Prof. Dr. v. Hirschhausen, Prof. Dr. Beckers
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Öffentliche Ladeinfrastruktur für Elektromobilität (Stand des Wissens: 04.12.2018)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?426949
Literatur
[NPE17] Nationale Plattform Elektromobilität (Hrsg.) Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität 2020, AG 4: Normung, Standardisierung und Zertifizierung, 2017/04
[Rein14] Justus Reinke Bereitstellung öffentlicher Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge - Eine ökonomische Analyse, 2014
Glossar
kW = Kilo Watt. Die SI-Einheit der Leistung. Als Einheitenzeichen wird der Großbuchstabe W verwendet. Die Einheit ist benannt nach James Watt.
AC
Wechselstrom

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?426904

Gedruckt am Mittwoch, 8. April 2020 07:51:02