Elektromobilität

Schwerpunkt des Fachgebiets Maschinenelemente ist die konstruktive Gestaltung technischer Systeme der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. Dies ist aktuell das Forschungsprojekt RuBakaL und zuvor bereits Forschungsprojekten ALaPuN, ALanE und sms&charge.

Im Rahmen der Forschungstätigkeiten ist das Fachgebiet aktiv in der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE - Unterarbeitsgruppe “IKT”, Kernteam 3 Systemoffener Zugang) und in der Begleitforschung IKT für Elektromobilität 2 (Fachgruppe Anwendungsszenarien und Innovationsumfeld sowie Fachgruppe Standardisierung und Interoperabilität) tätig. Des Weiteren ist das Fachgebiet Maschinenelemente eng in das NRW – Kompetenzzentrum Elektromobilität Infrastruktur und Netze integriert und kooperiert hierbei mit unterschiedlichen Lehrstühlen der Elektro- und Informationstechnik.

Projektbeschreibung

Die Entwicklung und Standardisierung von automatisierten kabelgebundenen Ladesystemen ist ein zeitaufwändiger und iterativer Prozess, wobei dieser jedoch für eine komfortable interoperative Ladeinfrastruktur erforderlich ist. Insbesondere da diese Systeme noch nicht kommerziell eingesetzt werden, existieren keine Daten zur Verwendung unter realen Einsatzbedingungen.

Mithilfe einer umfangreichen Datenerfassung sollen die Einflüsse z. B. durch Sonneneinstrahlung, durch Regen, Verschmutzung und Verschleiß auf den Steckprozess identifiziert und in der Standardisierung berücksichtigt werden. Je nach Inletdetektionsstrategie kann nachts eine Beleuchtung oder tagsüber ein Schutz vor direkter Sonnenstrahlung erforderlich sein. Insbesondere bei der Verwendung von automatisierten Ladesystemen im Lastenverkehr kann es durch Be- und Entladevorgänge von Gütern zu Fahrzeugbewegungen kommen. Diese können zu Problemen beim automatischen Herstellen der Ladeverbindung sowie während des Ladevorgangs mit einem Laderoboter führen. Für die Überprüfung der Eignung eines Systems müssen allgemeine systemunabhängige Anforderungen an automatische Ladesysteme definiert werden. Ziel ist es eine Sammlung an Tests und Prüfverfahren für Interoperabilitätsanforderungen zu erstellen, die objektiv Ladesysteme miteinander vergleichen können und diese in die internationale Normung einzubringen.

Projektpartner

Ford

Assoziierende Partner: Compleo Charging Solutions, Ionity, PHOENIX CONTACT E-Mobility

Projektbeschreibung

Das Forschungsprojekt ALaPuN (Automatisches Ladesystem für PKWs und leichte Nutzfahrzeuge) hat das Ziel ein Ladesystem zu entwickeln, das geeignet ist selbständig automatisierte Elektrofahrzeuge zu laden. Weiterhin sollen die Anforderungen an das Ladesystem und die zu ladenden Fahrzeuge in die Normung überführt werden. Betrachtet werden die kabellose Kommunikation nach ISO 15118, sowie die sichere Gestaltung des Ladesystems. Das Sicherheitskonzept ist darauf ausgerichtet, dass das Ladesystem im öffentlichen Raum aufgestellt wird und in direkter Nähe zu Personen arbeiten kann. Damit wird eine zwingendes Problem auf dem Weg zu autonomen Flottenfahrzeugen gelöst, die in der Logistik oder für die Personenbeförderung eingesetzt werden können. Zusätzlich kann das entwickelte Ladesystem auch mit nicht automatisierten Fahrzeugen benutzt werden und einen Beitrag zur Barrierefreiheit und Komfort leisten 

Projektpartner

Ford, Compleo Charging Solutions

Projektbeschreibung

Im Rahmen des Forschungsprojektes ALanE (Automatisches Ladesystem für nachhaltige Elektromobilität, Förderprogramm Ziel2) wird die Entwicklung eines Ladesystems zur konduktiven Kopplung von Elektrofahrzeugen mit der Stromversorgung erprobt. Auf einen manuellen Eingriff des Nutzers, wie es bei den derzeit etablierten Ladesystemen der Fall ist, soll vollständig verzichtet werden. Auf diese Weise soll ein Ladesystem entstehen, dass den derzeitigen Ladesystemen deutlich überlegen ist. ALanE wird für den universellen Einsatz konzipiert. Auf diese Weise soll ermöglicht werden, dass das automatische Ladesystem sowohl im privaten Bereich (Garage, Carport, Stellplatz) als auch im öffentlichen oder halböffentlichen Bereich (Parkplätze, Tiefgaragen) eingesetzt werden kann. Eine der Kernanforderungen ist die Gewährleistung der interoperablen Nutzbarkeit des Systems.

Die zentralen Vorteile des automatisierten Ladesystems sind eine deutliche Steigerung des Bedienkomforts für den Anwender, sowie die Schaffung einer Grundlage für effiziente V2G-Anwendungen durch die maximierte Fahrzeug-Netz-Konnektivität. Durch die Automatisierung des Ladevorgangs wird der Anwender komplett vom Vorgang der Energieversorgung entkoppelt. Damit wird nicht nur eine Verbesserung des Komforts im Vergleich zu etablierten Ladesystemen erreicht, sondern auch ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber konventionell angetriebenen Fahrzeugen realisiert. Der Nutzer muss sich nicht mehr selbst mit Tank- oder Ladevorgängen beschäftigen und die Attraktivität der Elektromobilität wird somit erhöht. Die Realisierung des Projektes erfolgt in Kooperation mit den folgenden  Partnern.

Projektpartner

Phoenix Contact, Bräuer GmbH. Assoziierter Partner: Ford, Opel

Messeauftritt

Auf der eCarTec 2014 in München stellte die TU-Dortmund im Rahmen des Forschungsprojektes ALanE den Prototypen eines automatisch kontaktierenden Ladesystems einem breiten Fachpublikum vor. Die effiziente, leistungsstarke und interoperable Alternative zum induktiven Laden stieß auf große Begeisterung bei den anwesenden Besuchern und Ausstellern.

Projektbeschreibung

Ziel des Forschungsprojektes sms&charge ist die Erprobung und Evaluierung eines Lade- und Abrechnungssystems, das einerseits jedem Nutzer einen registrierungsfreien und unkomplizierten Zugang zu den öffentlichen Ladesäulen ermöglicht und andererseits die mangelnde wirtschaftliche Effizienz heutiger Systeme erheblich steigert.

Die zentralen Vorteile des automatisierten Ladesystems sind eine deutliche Steigerung des Bedienkomforts für den Anwender, sowie die Schaffung einer Grundlage für effiziente V2G-Anwendungen durch die maximierte Fahrzeug-Netz-Konnektivität. Durch die Automatisierung des Ladevorgangs wird der Anwender komplett vom Vorgang der Energieversorgung entkoppelt. Damit wird nicht nur eine Verbesserung des Komforts im Vergleich zu etablierten Ladesystemen erreicht, sondern auch ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber konventionell angetriebenen Fahrzeugen realisiert. Der Nutzer muss sich nicht mehr selbst mit Tank- oder Ladevorgängen beschäftigen und die Attraktivität der Elektromobilität wird somit erhöht. Die Realisierung des Projektes erfolgt in Kooperation mit den folgenden  Partnern.

Hierzu wird ein Park-und Ladeansatz gewählt, der dem Nutzer nicht die geladene Strommenge in Rechnung stellt, sondern die Bereitstellung der Ladeinfrastruktur. 
Um die Kosten des Abrechnungsvorganges zu minimieren wird dabei auf das immer beliebter werdende Prinzip des Handyparkens via SMS zurückgegriffen.

Zur Erprobung dieses Systems werden unterschiedliche Lade- und Abrechnungssysteme entwickelt.

Weitere Informationen auf www.smsandcharge.de/

Projektpartner

EBG-Lünen, sunhill-technologies, AÜW