Entwurf und Konstruktion von Komponenten und Systemen zur Stromübertragung für die Schnellladung elektrisch betriebener Fahrzeuge; modellbasierte Auslegung und Optimierung von systemrelevanten Parametern; Analyse des dynamischen Verhaltens durch zeitlich hochauflösende Messungen; Untersuchungen zur Eignung unterschiedlicher Kontaktmaterialien
Bedingt durch die Belastung des Energiespeichers mit hohen Strömen können die externen und internen Stromübertragungselemente samt ihrer mechanischen Anbindung – insbesondere bei einer schnellen Aufladung – stark belastet werden, so dass aufgrund des Übergangswiderstandes an den Kontaktstellen große Spannungsabfällen möglich sind. Diese Spannungsdifferenz führt zu einem Verlust an Nutzenergie, die an der Kontaktstelle in Wärme umgewandelt wird und eine Erhitzung der Zelle oder des Kontaktsystems verursacht. Belastungserscheinungen wie erhöhter thermischer und/oder mechanischer Verschleiß bis hin zur Zerstörung sind die Folgen.
Das Fraunhofer IVI beschäftigt sich seit 2009 mit der Entwicklung und Erprobung von Kontaktpartnern für die schnelle Übertragung von elektrischer Energie auf Fahrzeuge. Zur Charakterisierung von Kontaktkörpern und -systemen wurde ein Prüfstand entwickelt und aufgebaut. Aufgrund der schnellen Messwerterfassung (Abtastrate der Steuer- und Messsignale bis 220 kHz) lassen sich auch dynamische Abläufe analysieren und auswerten. Die experimentellen Untersuchungen können zudem durch modellbasierte Simulationen begleitet werden, so dass Wirkungszusammenhänge zwischen einzelnen Eingangsparametern und deren Einfluss auf das Gesamtsystem besser erfassbar sind.
Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI