Modellierung von Wireless Power Transfer (WPT) Systemen zur Analyse der magnetischen Feldemissionen

Abstract

Die aktuellen Bemühungen einen internationalen Standard für eine induktive KFZ-Ladeschnittstelle zu schaffen, erfordern auch die Einführung von Grenzwerten für die elektrischen und magnetischen Störaussendungen dieser Systeme. Von Seiten der SAE bestehen bereits Vorgaben zum geometrischen Design der energieübertragenden Spulen sowie deren elektrischen Beschaltung [1]. Die bodenseitigen Komponenten des Ladesystems werden als Ground Assembly (GA) und die fahrzeugseitigen Komponenten als Vehicle Assembly (VA) bezeichnet. Diese werden im Folgenden als Referenzsysteme herangezogen. Eine flexible Möglichkeit zur Beurteilung der elektrischen und magnetischen Feldemissionen kann die 3D-Modellierung dieser WPT-Systeme sein. Mit den Modellen ist es beispielsweise möglich, Auswirkungen von Geometrie- und Materialvariationen auf die Emissionsspektren vorherzusagen, oder Feldstärkeverläufe an beliebigen Raumpunkten zu berechnen. In diesem Beitrag werden die Schritte hin zu einem WPT-Modell aufgezeigt, mit dem Aussagen zu dessen magnetischen Emissionsverhalten mit abschätzbarer Genauigkeit im Frequenzbereich von 9 kHz - 30 MHz möglich sind.