Grundlegende Betrachtungen der Kopplungsmechanismen möglicher Störgrößen für induktive KFZ-Ladesysteme

Abstract

Zur Bewertung der Kopplungsmechanismen induktiver Ladesysteme werden zunächst ein repräsentatives Spulendesign für Boden- und Fahrzeugspule als Labormodell aufgebaut und als 3D Simulationsmodell entwickelt. Mittels S-Parametermessungen wird das elektrische Verhalten der Spulen ermittelt und durch Z- bzw. Y-Transformation deren Impedanzverlauf bestimmt. Der Vergleich mit den Simulationsmodellen zeigt bis zur ersten Resonanz eine sehr gute Übereinstimmung, was die Simulationsmodelle für weitere Untersuchungen prinzipiell qualifiziert. Damit ist es bereits möglich Auswirkungen durch Variationen im Aufbau (z.B. Materialeigenschaften oder Spulengeometrien) auf das Systemverhalten simulativ abzuschätzen. Im Weiteren wird der Messaufbau inkl. Messumgebung simulativ berücksichtigt, um auch die hochfrequenten Resonanzen in den Impedanzverläufen abbilden zu können. In weiteren Mess- und Simulationsreihen werden die Common-Mode sowie Differential-Mode Kopplungen zwischen Boden- und Fahrzeugspule genauer untersucht. Auch ist ein vergleichbares Vorgehen zur Modellerstellung und -Verifizierung für andere Spulengeometrien mit Doppelhelix Design denkbar. Hierbei wird ein Fokus auf die Interoperabilität zwischen Zirkularen und Doppelhelix Spulen gelegt, da zum jetzigen Zeitpunkt nicht abzusehen ist, ob sich herstellerunabhängig eines der Spulendesigns durchsetzten wird, oder beide Varianten parallel auf dem Markt angeboten werden.