Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektroautos auf den Punkt gebracht

11.11.2015

Neues Verfahren zur zentimetergenauen Positionierung bei induktiven Ladesystemen

Elektrofahrzeuge werden zunehmend nicht mehr per Kabel, sondern mittels induktiver Ladesysteme mit Strom versorgt. Die Ladung erfolgt über ein Magnetfeld, das von einer Ladespule im Parkplatzboden erzeugt und nach dem Transformatorprinzip auf eine Empfängerspule am Unterboden des Autos übertragen wird.


Elektrofahrzeug über der Ladespule.

Universität Stuttgart/IVK


3D-Anzeige der Position der Ladespule (Empfängerspule rot, Ladespule blau).

Universität Stuttgart/IVK

Damit das funktioniert, muss der Fahrer das Auto so parken, dass beide Spulen exakt übereinander liegen. Ohne ein adäquates Assistenzsystem ist dies so gut wie unmöglich – doch gerade daran fehlte es bisher. Am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart wurde nun ein Verfahren entwickelt, das eine zentimetergenaue Positionierung erreicht.

Induktive Ladesysteme haben den Vorteil, dass im Auto kein Kabel mitgeführt werden muss, und sind zudem sicherer gegen Vandalismus. Die Suche nach einem Positionierungsverfahren, das eine präzise Lokalisierung der Ladespule ermöglicht und somit den Fahrer beim Ausrichten des Fahrzeugs unterstützt, brachte jedoch trotz mehrjähriger Forschung und verschiedener technologischer Ansätze bisher keine befriedigenden Lösungen. Entweder waren die Verfahren ungenau, unausgereift und teuer, oder sehr anfällig gegenüber Wettereinflüssen.

Dean Martinovic hat nun im Rahmen seiner Doktorarbeit am IVK unter Leitung von Prof. Hans-Christian Reuss ein neues magnetfeldbasiertes Verfahren entwickelt und patentiert, mit dem ein Fahrzeug so punktgenau platziert werden kann, dass die Position der beiden Spulen um weniger als einen Zentimeter differiert.

In dem Projekt „BIPoLplus“, das im Rahmen des Spitzenclusters „Elektromobilität Süd-West“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert sowie vom Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS) unterstützt wird, nutzt er anstelle des bisher üblichen sinusförmigen Magnetfeldes erstmals ein gepulstes magnetisches Feld niedriger Frequenz.

Auf diese Weise lassen sich störende Wechselwirkungen mit dem metallischen Unterboden des Elektrofahrzeugs vermeiden. Spezielle hochempfindliche Magnetfeldsensoren, die direkt am metallischen Unterboden des Elektrofahrzeugs angebracht sind, tasten das magnetische Pulssignal ab und senden die Informationen an ein Steuergerät im Fahrzeug.

Ein speziell entwickelter Algorithmus berechnet anschließend selbständig – ohne jegliche Kommunikation mit der signalgebenden Elektronik im Parkplatz – die Position der Ladespule. Diese wird dem Fahrer schließlich mithilfe einer 3D-Applikation auf einem Tablet im Cockpit angezeigt, das den Fahrer bei der präzisen Ausrichtung des Fahrzeugs unterstützt.

Der Fahrer kann hierbei seine Bewegung in Echtzeit verfolgen. Der aktuelle Prototyp nutzt zwei Magnetfeldsensoren, welche die Position zuverlässig anzeigen, sobald sich die beiden Spulen auf einen Abstand von 1,5 Metern genähert haben.

Gegenüber anderen physikalischen Größen besitzt das Magnetfeld erhebliche Vorteile: Es unterliegt beispielsweise keiner Dämpfung bei der Durchdringung von Materialien und wird im Gegensatz zu Elektromagnetischen Wellen (WLAN, RFID etc.) nicht reflektiert. Da keine Sichtverbindung zwischen Sensor und Signalquelle benötigt wird, ist es anders als optische Systeme unabhängig von Wettereinflüssen wie Schnee oder Nebel.

Daher ist der Ansatz sowohl für den Einsatz in der heimischen Garage, als auch im Außenbereich geeignet. Das Verfahren funktioniert für jedes Fahrzeug und ist zudem kostengünstig, da im Gegensatz zu anderen Lösungen lediglich zwei sehr kleine, platzsparende und günstige Magnetfeldsensoren genutzt werden. Ob die Autos vorwärts oder rückwärts eingeparkt werden und ob sie beim „Betanken“ neben- oder hintereinander stehen, spielt keine Rolle: Alle Parkmodelle werden durch das Verfahren unterstützt.

Künftig soll das System noch besser werden: Weitere Arbeiten am IVK zielen auf eine Vergrößerung des Positionierungsbereichs und auf die Optimierung der Signalverarbeitung.

Weitere Informationen:
Dean Martinovic, Universität Stuttgart, Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen,
Lehrstuhl für Kraftfahrzeugmechatronik Tel. 0711/685-68523,
E-Mail: dean.martinovic (at) ivk.uni-stuttgart.de

Dr. Michael Grimm, Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS), Abteilung Kraftfahrzeugmechatronik/ Elektronik, Tel. 0711/685-68123,
E-Mail: michael.grimm (at) fkfs.de

Andrea Mayer-Grenu, Universität Stuttgart, Abt. Hochschulkommunikation, Tel. 0711/685-82176,
E-Mail: andrea.mayer-grenu (at) hkom.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Smarte Rollstühle, vorausschauende Prothesen
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics