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Induktives Laden – Kontaktlose Energieübertragung

Grundlagen und Funktionsprinzip mit Schwerpunkt Elektromobilität

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Induktives Laden – Kontaktlose Energieübertragung
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Veranstaltungsnr.: H010106621

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Ihre gewählte Veranstaltung

28.03.2022 – 28.03.2022

Beginn: 09:00 Uhr

Ende: 16:30 Uhr

hdt+ digitaler Campus
c/o Haus der Technik Hollestraße 1
45127 Essen (digitaler Campus)

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  • H010106621
Grundlagen und Funktionsprinzip der kontaktlosen Energieübertragung (Wireless Power Transfer,... mehr

Induktives Laden – Kontaktlose Energieübertragung

Grundlagen und Funktionsprinzip der kontaktlosen Energieübertragung (Wireless Power Transfer, WPT) mit Schwerpunkt Elektromobilität (E-Mobility / E-Mobilität)

Anwendungen aus der Praxis:

  • Systemauslegung mit Liveaufbau
  • induktives Laden von Elektrofahrzeugen
  • kontaktlose Energieversorgung von rotierenden Systemen am Beispiel der elektrisch erregten Synchronmaschine 
  • Wirkungsgrade, Ladestationen, Magnetfelder

 

Zum Thema

Durch den Verzicht auf mechanische Kontakte zur Übertragung der elektrischen Energie können Systeme mit höherer Zuverlässigkeit und Lebensdauer gebaut werden. Dieser Aspekt ist insbesondere bei der Energieübertragung zu den bewegten Einheiten von großer Bedeutung. Der Wegfall von Schleppkabeln, Schleifringen bzw. Stromschienen erhöht nicht nur die Sicherheit der Systeme, sondern die Anordnungen erhalten auch eine höhere Dynamik und zusätzliche Freiheitsgrade. Unter Beachtung dieser Perspektiven kann die kontaktlose Energieübertragung als eine Technologie betrachtet werden, die zunehmenden Einsatz in mechatronischen Systemen finden wird. Die Anwendungsfelder erstrecken sich von Industrieautomation und Medizintechnik bis hin zu erneuerbaren Energien und Elektromobilität. Als besonders komfortables Laden von Elektrofahrzeugen spielt das induktive Laden eine zunehmende Rolle.

 

Programm

Online-Seminar, 09:00 bis 16:35 Uhr

  • Willkommen

    Begrüßung der Teilnehmer, Vorstellung des Moderators, der Referenten und der Agenda


    Tobias Götz

  • Methoden der berührungslosen Energieübertragung (WPT)

    Einleitung mit den verschiedenen Methoden zur berührungslosen Energieübertragung (optisch, akustisch und elektrisch), Motivation zur WPT


    Prof. Dr.-Ing. Nejila Parspour

  • Physikalische Grundlagen der induktiven WPT

    Elektromagnetische Kopplung: Lorentzkraft, magn. Flussdichte, Ampere'sches Gesetz, Biot-Savart'sches Gesetz

    Gekoppelte Spulen: Elektrisches Ersatzschaltbild (ESB), Koppelfaktor, Induktivität eines 2-Leiter-Systems, Parameterbestimmung des ESB, Vierpolbeschreibung


    Prof. Dr.-Ing. Nejila Parspour

  • Kaffeepause inkl. Chat mit den Referenten

  • Aufbau und Inbetriebnahme der Mini-WPT

    Erläuterung des Systems und der Übungsziele, Vorstellung der Komponenten, Aufbau und Funktionstest


    Javier Stillig
    Christian Grüner

  • Systemberechnungen

    Erstellung des ESB (Reverse Engineering), Schaltungsfunktionen erklären, Bauteilwerte in ESB eintragen, Berechnungen durchführen, Koppelfaktor in Abhängigkeit vom Spulenabstand bestimmen


    Christian Grüner
    Javier Stillig

  • Simulation und Realität

    SPICE- und FEM-Simulation vorstellen, Abgleich Simulation und Realität, Erläuterungen der Unterschiede


    Javier Stillig
    Christian Grüner

  • 1. optionales Modul (s. u.)

  • Mittagspause

  • 2. optionales Modul (s. u.)

  • Standardisierung und Interoperabilität von WPT-Systeme

    Überblick über die internationale Standardisierung, Randbedingungen für die Auslegung eines EV-Ladesystems sowie Interoperabilität und Fahrzeugintegration


    Timo Lämmle

  • 3. optionales Modul (s. u.)

  • Kaffeepause inkl. Chat mit den Referenten

  • Praxisbeispiel: WPT in der Intralogistik

    Dipl.-Ing. Florian Reiners

  • 4. optionales Modul (s. u.)

  • Praxisbeispiel: Stationäres Laden von Automobilen

    Lukas Böhler

  • Virtueller Rundgang durch das Institut

    Live-Erläuterungen auf Basis der Filmaufnahmen Juli 2021


    Prof. Dr.-Ing. Nejila Parspour

  • Verabschiedung

    Verabschiedung, Kontakt IEW, Ankündigung nächste Veranstaltung


    Tobias Götz

  • Optionale Module zur Auswahl:

    Übersicht und Klassifizierung von industriellen WPT-Systemen
    Aufbau,

    Tx/Rx-Zuordnungen, Vorschlag zu Leistungsklassen und

    Klassifikationsparameter von WPT-Systemen, Vorstellung ausgewählter

    Systeme für den industriellen Einsatz
    Javier Stillig

    Primär- und sekundärseitige Kompensationsarten und ihre Einsatzgebiete
    Kompensationstopologien

    und deren ESB, Systemverhalten der klassischen Kompensationen 1s2s |

    1s2p | 1p2s | 1p2p, Anwendungsfelder
    Weizhou Ye

    Forschungsprojekt: Induktiv elektrisch erregte Synchronmaschine (iEESM)
    Systemtopologien und Spulendesign sowie Anwendungsbeispiele für die induktiv elektrisch erregte Synchronmaschine
    David Maier

    Übungsbeispiel zur Auslegung eines WPT-Systems
    Entwurf

    eines induktiven Ladesystems für das Laden eines Automobils:

    Modellparameter und Ersatzschaltbilder der reinen Übertragungsstrecke,

    Grobentwurf des induktiven Ladesystems, Bestimmung der

    Induktivitätswerte
    Lukas Elbracht

    Leistungselektronik von WPT-Systeme
    Wechselrichtertopologien: Aufbau eines Vollbrücken- und Halbbrückenwechselrichters
    Betriebsarten: Festfrequenzbetrieb vs. freier Oszillator (Royer Converter)
    Gleichrichter: Aufbau und Funktion von passiven und aktiven Gleichrichtern sowie deren Anwendungsgebiete
    Jonas Kurz

    Bedeutung der WPT für die Elektromobilität
    Vision und Realität, Aktueller Stand der Forschung
    Anwendungen: Bahn, Automotive, Intralogistik
    Nejila Parspour

    Forschungsprojekt: Integration eines Ladesystems in ein Versuchsfahrzeug
    Systemauslegung

    einer Ladestation, Betriebsstrategien von induktiven WPT-Systemen für

    das Laden von Automobilen aus Sicht der Forschung, Vorstellung der

    Integration des Ladesystems in ein Versuchsfahrzeug
    Jannis Noeren

    Überblick und Aspekte der Fremdkörpererkennung (FOD) in WPT-Anwendungen
    Anforderungen an FOD-Systeme, Bewertungskriterien, Übersicht und Vergleich verschiedener FOD-Methoden, Anwendungsgebiete
    Javier Stillig

    Verlustmechanismen in Magnetkreisen
    Darstellung

    der Verlustarten im magnetischen Teil einer WPT-Strecke (Wicklung,

    Flussführung, Schirmung). Der Fokus liegt auf den Wicklungsverlusten.
    Philipp Präg



Weitere Informationen entnehmen Sie dem Flyer-Download oder besuchen Sie uns im Digitalen Campus

Zielsetzung

Die Veranstaltung bietet Personen aus Industrie und Wissenschaft, die im Bereich Elektromobilität (E-Mobilität) bzw. Elektrofahrzeuge (E-Fahrzeuge) oder Ladesysteme arbeiten bzw. forschen, die Gelegenheit, einen Einblick in das Gebiet der induktiven kontaktlosen Energieübertragung (Wireless Power Transfer, WPT / Contactless Energy Transfer, CET / Inductive Charging / Inductive Power Transfer / Wireless Charging) zu erhalten. Nach einer theoretischen Einführung in die physikalischen Grundprinzipien (darunter die Elektromagnetische Verträglichkeit, EMV) sowie den technologischen Aufbau der induktiven Energieübertragungssysteme werden den Teilnehmerinnen und Teilnehmern die Fähigkeiten vermittelt, ein induktives System selbstständig auszulegen. Unterstützt wird der Wissensaustausch durch einen realen Aufbau, an dem die Teilnehmerinnen und Teilnehmer das erlernte Wissen praktisch nachvollziehen können. Vorträge zu aktuellen Forschungstätigkeiten geben einen Weiterführenden Einblick in den Stand der Technik der Induktiven Energieübertragung.

 

Teilnehmerkreis

Fachkräfte aus den Ingenieurwissenschaften, beispielsweise der Elektrotechnik, Mechatronik, Elektromobilität, Automatisierungs- und Produktionstechnik, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt

 

Weiterführende Links zu "Induktives Laden – Kontaktlose Energieübertragung"

Referenten

Lukas Böhler

Lukas Elbracht

Christian Grüner

Tobias Götz

Jonas Kurz

Timo Lämmle

David Maier

Jannis Noeren

Prof. Dr.-Ing. Nejila Parspour

Institut für Elektrische Energiewandlung (IEW), Universität Stuttgart

Philipp Präg

Dipl.-Ing. Florian Reiners

Geschäftsführer Wiferion GmbH, Freiburg

Javier Stillig

Weizhou Ye

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