Lehrstuhl für Elektromobilität und Energiespeichersysteme

TALAKO - Taxiladekonzept für Elektrotaxis im öffentlichen Raum

Projektlaufzeit:
Oktober 2019 - September 2022

Konsortium:
- Bergische Universität Wuppertal
  (Lehrstühle EES und TET)
- Universität Duisburg
  (Lehrstühle IAM und NES)
- INTIS GmbH
- RheinEnergie AG
- LEVC
- Taxi Stephany
- TAXI RUF Köln

Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Website:
www.talako.uni-due.de

Artikel:
SmartCity Cologne, BUW Presse, n-tv Beitrag

Forschungsvorhaben

Bisher hat größtenteils ein Umdenken in den deutschen Städten, aber vor allem in den Großstädten, bzgl. der dort vorzufindenden lokalen Umweltbelastung stattgefunden. In vielen Städten können die EU-Grenzwerte nicht eingehalten werden, was eine zunehmende Gefahr für die dort lebenden Menschen sowie für das lokale Klima darstellt. Vielerorts wird die Maßnahme getroffen, den Öffentlichen Personennahverkehr, der einen hohen Anteil an den lokalen Emissionen verursacht, zu elektrifizieren. Allerdings tragen nicht nur Linienbusse in den Großstädten einen großen Anteil zu den Emissionen bei, sondern auch der Individualverkehr sowie die Dienstleistungen, die von Taxiunternehmen angeboten werden. Dementsprechend geht das Projekt TALAKO einen Schritt weiter und setzt sich zum Ziel, eine Taxiflotte rein elektrisch auszustatten und die notwendige elektrische Energie mittels eines induktiven Ladesystems bereitzustellen.

Ein induktives Ladekonzept wird entwickelt und an einer Prototypanlage in Mülheim an der Ruhr getestet. Die Entwicklung optimierter Spulengeometrien in Kooperation mit dem Projektpartner INTIS sind unabdingbar, um bspw. einen hohen Wirkungsgrad bei der induktiven Energieübertragung zu erreichen.

Das Kernziel von TALAKO sieht vor, dass die elektrischen Taxen während des Wartevorgangs kontaktlos geladen werden. Damit nach Projektende eine projektübergreifende Anwendung des entwickelten Systems ermöglicht werden kann, wird ein modularer Aufbau nach dem Baukastenprinzip angestrebt. Die daraus hervorgehende Flexibilität erlaubt die anwendungsspezifische Dimensionierung der Komponenten. Es werden die aus ingenieurtechnischen Gesichtspunkten notwendigen Anforderungen an das System sowie die notwendigen Hardwarekomponenten definiert, konzipiert und angewendet. Ein Transfer in Anwendungsszenarien mit unterschiedlichen Warteschlangenlängen oder Fahrzeugmodellen ist nach Projektende somit sichergestellt und wird durch erarbeitete Empfehlungen untermauert.

In der Vergangenheit wurden national und international bereits unterschiedliche (Forschungs-)Projekte zum induktiven Laden von Elektrofahrzeugen im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) durchgeführt. Nichtsdestotrotz werden Induktive Ladesysteme heutzutage überwiegend auf privatem Gelände installiert und betrieben. Die aus dem Projekt TALAKO hervorgehenden Ergebnisse können somit wichtige Informationen hinsichtlich des Betriebs induktiver Ladesysteme im öffentlichen Raum liefern. Das zu entwickelnde System soll alle Anforderungen (z. B. Einhaltung von Grenzwerten) an Systeme im öffentlichen Raum erfüllen. Aus elektrotechnischer Sicht wird das Projekt weitergehende Erkenntnisse zum Systemverhalten induktiver Ladesystemkonfigurationen unter realistischen Rahmenbedingungen z. B. mit verschiedenen Fahrzeugzuständen (beladen/leer, sauber/verschmutzt, d. h. mit Fremdschichten auf den Ladesystemen etc.) jenseits von optimalen Laborbedingungen ergeben, die neben Aussagen zur Robustheit dieser Systeme auch mögliche Optimierungspotentiale für weitere Effizienzsteigerungen bzw. eine nochmalig verbesserte Auslegung von Schirmungssystemen zur weiteren Reduktion von magnetischen Streufeldern umfassen. Dies beinhaltet zudem weitergehende wissenschaftliche Erkenntnisse zur Optimierung der zum Einsatz kommenden Messmethoden und damit kombinierter rechnergestützter Simulationsmethoden für Elektromagnetische (Umwelt)-Verträglichkeitsuntersuchungen (EMV(U)).

Ein weiteres wichtiges Ziel besteht in der Absicherung der elektromagnetischen Verträglichkeit, damit sichergestellt werden kann, dass von dem entwickelten System keine gesundheitsgefährdenden Gefahren für Menschen und Tiere ausgehen. Dies beinhaltet auch die Berücksichtigung von praxisnahen Szenarien (z. B. Passagiere mit Herzschrittmacher). Sollten relevante Normen oder Gesetzte respektive Grenzwerte nicht eingehalten werden können, werden entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen. Die Entwicklung von Schirmungsstrukturen oder die Optimierung der Spulendesigns zur Abschwächung des elektromagnetischen Feldes neben dem Fahrzeug und im Fahrzeuginnenraum können bspw. geeignete Gegenmaßnahmen darstellen.

1. Abb.: Skizze zur Pilotanlage

2. Abb.: Implementierung des induktiven Ladesystems in die Taxispur und ins Fahrzeug

3. Abb.: Messung von Magnetfeldern des induktiven Ladesystems an verschiedenen Positionen neben dem umgerüsteten Taxis

Weitere Infos über #UniWuppertal: