BiLawE – Bidirektionale, induktive Ladesysteme wirtschaftlich im Energienetz

Die Energiewende und die einhergehende Elektrifizierung des Verkehrssektors erfordern eine stärkere Vernetzung der Energiesysteme. Bei der Integration von Elektrofahrzeugen als intelligente Verbraucher und Speicher in die Energiewirtschaft ist eine hohe Verfügbarkeit im Netz von großer Bedeutung. Im Rahmen des Projekts »BiLawE« werden ein bidirektionales induktives Ladesystem und dessen wirtschaftliche Einbindung in das Stromnetz realisiert. Neue Sensoren zur Lebendobjekterkennung, eine effiziente induktive Energieübertragung (bis 11 kW) und Wartungskonzepte tragen den erhöhten Anforderungen an die Integration im (halb-) öffentlichen Raum Rechnung.

Die Einbettung von induktiven Ladeinfrastrukturen in verschiedene Anwendungsszenarien wie z.B. öffentliche Parkzonen, Firmenparkplätze oder Smart Homes erlaubt müheloses Laden ohne Kabel. Dies wiederum ermöglicht elektrischen Fahrzeugen eine häufigere Verbindung zum Versorgungsnetz. Zur Einbindung in öffentliche, lokale und Inselnetze wird eine entsprechende stationäre Ladeinfrastruktur entwickelt. Für die damit verbundenen Systemdienstleistungen werden entsprechende Geschäftsmodelle erarbeitet. Sowohl die stationäre als auch die mobile Seite des induktiven Ladesystems sind so ausgelegt, dass sie Wirk- und die Blindleistung mit dem Stromnetz austauschen können.

Mit neuen Geschäftsmodellen können die Branchen der Automobil- und der Energiewirtschaft vernetzt, ein Mehrwert für den Endkunden angeboten und das Stromnetz entlastet werden. Die Realisierung und Demonstration im Fraunhofer-Parkhaus der nächsten Generation des bidirektionalen induktiven Ladens liefert einen wesentlichen Beitrag zur Stärkung und Sicherung Deutschlands technologischer Spitzenposition für Elektromobilität. Baukastenkonzepte und Abwärtskompatibilität zu den unidirektionalen induktiven Ladesystemen der ersten Generation ermöglichen eine flexible, kosteneffiziente Produktion von Elektrofahrzeugen und deren Zulieferkomponenten. Eine Ausstrahlung auf nationale und internationale Normen und Standards für bidirektionale induktive Ladesysteme sowie Sicherheits-, Kommunikations- und Abrechnungssysteme wird durch das Konsortium sichergestellt.

Die Abteilung Leistungselektronik des Fraunhofer ISE entwickelt einen hocheffizienten Umrichter zur besseren Netzintegration des induktiven Ladesystems. Der Umrichter ist in der Lage Regelleistung,  Blindleistung, sowie weitere Systemdienstleistungen bereitzustellen. Darüber hinaus werden Simulationen und Dimensionierungen des Spulensystems für die induktive Energieübertragungsstrecke erstellt.

Die Abteilung Intelligente Energiesysteme (Smart Grids) entwickelt das Lademanagement, das kommunikativ sowohl zwischen Fahrzeug und Infrastruktur vermittelt, als auch die übergeordnete Ebene des lokalen Energiesystems in die Optimierung des Ladevorgangs einbindet. Zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur wird der internationale Kommunikationsstandard ISO 15118 angewendet, der hier für die drahtlose Energieübertragung und die Rückspeisung erweitert wird.

Das »BiLawE« Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) innerhalb des Programms »ELEKTRO POWER 2« gefördert und vom Spitzencluster Elektromobilität Süd-West unterstützt. Partner im Verbund sind neben dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Robert Bosch GmbH als Projektkoordinator, das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO sowie die GreenIng GmbH & Co. KG