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Kabelloses Laden mit smarter Batterieüberwachung

Durch den Einsatz kabelloser Ladesysteme bietet sich am Logistikstandort NRW vielen Unternehmen eine Chance, das volle Potential der Elektromobilität zu nutzen. Vor allem die Intralogistik oder Mikromobilität wird kostengünstiger und komfortabler.

Denn oftmals führt falsches Nutzerverhalten zu Batterieschäden und Ausfallzeiten, die eigentlich vermeidbar sind. Häufiges An- und Abstecken des Ladegeräts unterbricht laufende Ladezyklen und schadet damit der Batterie. Insbesondere bei den noch oft verwendeten bleibasierten Energiespeichern kann man je nach Fahrzeug Lebenszyklen von unter einem Jahr beobachten. Aber auch Lithium-Ionen-Batterien werden im Logistikbetrieb vielfach falsch betrieben, weil die bevorzugten Ladestände zwischen 40 und 80% selten eingehalten werden. Es ergeben sich wirtschaftliche und ökologische Schäden.

Die Lösung sind intelligente und kabellose Ladesysteme mit integriertem Flottenmanagement, das die Batteriebetriebsdaten beobachtet und in Abhängigkeit von der Speichertechnologie die Ladevorgänge startet. Durch den Einsatz solcher Ladesysteme kann die Ladeinfrastruktur den Fahrzeug- und Batterietyp identifizieren und so das für das jeweilige Fahrzeug optimale Ladeverhalten bestimmen. Auf Grundlage von gesammelten Fahrbetriebs- und Ladedaten kann die notwendige Ladezeit ermittelt werden. Durch Lerneffekte werden auch typische Fahrzeugauslastungsprofile berücksichtigt. Das Ladesystem berechnet daher stets, ob der aktuelle Batteriestand ausreichend ist oder ob die Batterie unter der Nebenbedingung einer möglichen Lebenszeitverlängerung zwischengeladen werden muss.

Dieses intelligente Laden in Kombination mit der induktiven Ladetechnik kann Anwendungsfälle in der Mikromobilität und Intralogistik bequemer, umweltfreundlicher und kostengünstiger machen. Deutlich wird dies an einem Realbeispiel bei einem großen Kontraktlogistiker: Für eine hohe Prozesseffizienz der dortigen Abläufe werden Elektroroller für den Personentransport in den Lagerhallen eingesetzt. Das Nutzungsprofil ist oftmals abhängig von der aktuellen Auslastung des Lagers und der Umschlagshäufigkeit der gelagerten Produkte. So kann die Ladezeit in Hochzeiten sehr begrenzt sein. Während in weniger ausgelasteten Phasen weit mehr Zeit als benötigt zum Laden zur Verfügung steht.

Durch die Sammlung und Vorgabe dieser Daten kann ein intelligentes, kabelloses Ladesystem selbständig entscheiden, ob eine Ladung hinsichtlich der Standzeit und der Auslastung sinnvoll ist. Bei dem kooperierenden Kontraktlogistiker konnten so Batteriekosteneinsparungen durch eine Verlängerung der Batterielebenszeit um bis zu 60% beobachtet werden. Weitere Kosteneffekte ergeben sich aus kürzeren Ausfallzeiten durch planbare Batteriewechsel und geringeren Verschleiß durch wegfallende Steckkontakte. In ersten Tests zeigt sich zusätzlich ein deutlicher Komfortvorteil, wenn Logistikmitarbeiter das Elektrofahrzeug über der Ladestation parken, ohne mühsam die Kabel einzustecken.

Die eingesetzte Basistechnologie der induktiven Energieübertragung ist dabei nicht neu. Schon vor über 100 Jahren ließ Nikola Tesla bereits eine Glühlampe per elektromagnetischer Induktion leuchten. Seitdem wird auf der ganzen Welt zu Wireless Power Transfer (WPT)-Systemen für verschiedene Anwendungen geforscht, z.B. für Elektrofahrzeuge, Verbrauchergeräte, Handys, Laptops, Haushaltsgeräte, medizinische Geräte und elektrische Maschinen. Der Grundaufbau zur Energieübertragung besteht aus einer Primär- und einer Sekundärspule. Die Primärspule liegt in der Ladestation und erzeugt ein Magnetfeld. Dieses kann eine elektrische Spannung in einer fahrzeugseitigen Sekundärspule induzieren, ohne diese zu berühren – es fließt ein Strom, der die Batterie lädt.

Für die Standardisierung dieser Technologie haben sich mehrere Konsortien gebildet, wie bspw. das Qi-Konsortium und die Air Fuel-Allianz. Während diese Konsortien mit dazu beitragen, dass sich das kabellose Laden in kleineren mobilen Elektrogeräten wie in Mobiltelefonen, Laptops und elektrischen Zahnbürsten bereits flächendeckend durchsetzt, geht der Einsatz in Elektrofahrzeugen wie Gabelstaplern oder PKW oftmals nicht über den Prototypenstatus hinaus. Ein Grund hierfür ist die fehlende globale Standardisierung und Normierung in höheren Leistungsklassen. Dabei ermöglicht die kabellose Ladetechnologie selbst bei Schmutz und Staub ein ungestörtes Laden und bietet großes Potential für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle – denn auch unter Wasser ist ein Laden problemlos möglich.

Die Entwicklung und der Verkauf solcher intelligenten, kabellosen Ladesysteme ist das Ziel der gapcharge GmbH. Als Ausgründung und Spin-Off des Lehrstuhls für Internationales Automobilmanagement der Universität Duisburg-Essen stellt es für verschiedene Anwendungsfälle intelligente, kabellose Ladesysteme her. Durch die Kombination von Positionierung und einer modularen Auslegung der Ladesysteme können die intelligenten Ladesysteme zu einem besonders kostengünstigen Marktpreis angeboten werden.

Ansprechpartner:
Dr. Florian Knobbe

gapcharge GmbH

Technologie

  • Induktive Ladesysteme
  • Intelligente Batterieüberwachung

Innovation / USP

  • Intelligente, induktive Ladesysteme
  • zu kostengünstigen Preisen

Zielmärkte

  • Elektromobilität
  • Intralogistik

www.gapcharge.com

Abbildung 1: Kabellose Ladestation von gapcharge (© gapcharge GmbH)
Abbildung 2: Batterieübersicht & Ladeverhalten (© gapcharge GmbH)

Image gallery

Source: NMWP-Magazin

gapcharge GmbH

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