Dank des Forschungsprojekts „Luftstrom“ können Elektroautos effektiver aufgeladen werden

Während ein Elektroauto aufgeladen wird, entsteht in der Ladestation Wärme – diese wird hauptsächlich durch den Spannungswandler und das eigentliche Ladegerät erzeugt.
Bei einem einfachen Ladegerät entsteht noch relativ wenig Abwärme, wenn es sich aber um eine Schnellladestation handelt, kann die Hitzeentwicklung schon problematisch für die Lebensdauer der Hardware sein und so muss diese derzeit durch eine aktive Lüftung abtransportiert werden. Dies führt aber zu einer Lärmemission, welche von vielen Menschen je nach Lage der Stromtankstelle als störend empfunden werden kann.

Symbolbild. Das Elektroauto VW e-up! und eine Ladestation.
Symbolbild. Das Elektroauto VW e-up! und eine Ladestation.

Da immer mehr Menschen Elektroautos kaufen und die Reichweite der Fahrzeuge immer größer wird, legen die Nutzer auf eine Schnellladefähigkeit des Stromers großen wert.
Ärgerlich wird es dann, wenn eine Schnellladestation durch ein unnötig erscheinendes Geräusch im Rahmen der Kühlung auffällt.
Noch ärgerlicher wird es, wenn sich die Nutzer einer solchen Ladestation über ein Betriebsgeräusch beschweren bzw. dieses vielleicht einfach als unangenehm oder störend beschreiben.
Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich zum Beispiel um eine 50 kW CHAdeMO Ladesäule oder um eine Supercharger genannte Schnellladestation des US-Autoherstellers Tesla Motors handelt.
Derzeit geben die Hersteller einen Wirkungsgrad von 92-95% an, daher werden bei einer Ausgangsleistung von 50kW ca. 4,3kW in Wärme umgewandelt. So fallen besonders Schnellladestationen unangenehm auf, wenn diese an ansonsten ruhigen Orten installiert werden und die Hersteller eine ungedämmte aktive Kühlung einsetzen.

Um das Problem der aktiven Kühlung will man sich im Rahmen des Forschungsprojektes „Luftstrom“ widmen, hierbei soll der Ladevorgang nicht nur effizienter, sondern auch leiser werden.
Derzeit wird die Abwärme in vielen leistungsstarken Ladestationen durch eine Wasserkühlung oder durch Lüfter abgeführt, allerdings geschieht diese Kühlung nicht geräuschlos.

An dem Projekt arbeiten die nächsten drei Jahre zwölf Partner aus der deutschen Automobil-, Zulieferindustrie und der Wissenschaft zusammen.
Eine vielversprechende Idee ist der Einsatz neuer Leistungshalbleiter, durch deren Einsatz soll das Laden verlustärmer und dadurch letztlich annähernd geräuschlos gestaltet werden.
Durch die Luftstrom-Forschungsergebnisse sollen die elektronischen Leistungskomponenten die Verluste während des Ladens voraussichtlich um 30 Prozent senken. Dadurch entsteht eine geringere Abwärme, was bedeutet, dass weniger gekühlt werden muss.
Nach dem aktuellen Stand erscheinen modernste Leistungsschalter auf Basis von Galliumnitrid (GaN) oder Siliziumcarbid (SiC).
Daher wollen die Projektverantwortlichen erforschen, wie solche Leistungsschalter zuverlässig in Ladegeräten, Spannungswandlern und Wechselrichtern für Nebenaggregate eingesetzt werden können.

Durch die Forschungsergebnisse werden lüfterlose Systeme schneller auf den Markt kommen können.
Das Luftstrom-Forschungsprojekt wird mit 3,9 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt.

Zu den 12 Projektpartnern gehören unter anderem die Autohersteller BMW AG, Daimler AG, Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Infineon Technologies AG, Leibniz Universität Hannover, Robert Bosch GmbH, RWTH Aachen University, Siemens AG und Volkswagen AG

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Kai

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