Elektrifizierte Straßen kommen nach Michigan

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Innovationen in der Welt der Elektrofahrzeuge (EV) überraschen die Zuschauer immer wieder. Maximieren regeneratives Bremsen. Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Batterietechnologie. Geteilt und verbunden Transportsysteme. Das Wachstum von Elektrofahrzeugen hat auch zu einem neuen Fokus auf die Ladeinfrastruktur und den Einsatz drahtloser Ladetechnologie auf Gehwegen geführt. Dieser Ladeansatz, auch elektrifizierte Straßen oder induktives Laden genannt, ist überzeugend und kompliziert.

Ein neuer Viertelmeilenabschnitt der 14th Street in Detroit, der für das Aufladen von Elektrofahrzeugen ausgelegt ist, hat das Interesse von Elektrofahrzeugliebhabern geweckt. Der Projekt wird als landesweit erste öffentliche Straße zum drahtlosen Laden von Elektrofahrzeugen angekündigt.

Im Rahmen eines Pilotprogramms hat das Verkehrsministerium von Michigan mit Electreon, einem in Israel ansässigen Unternehmen, einen Fünfjahresvertrag zur Entwicklung eines induktiven Ladesystems für Straßen geschlossen. Mithilfe von Kupfer-Induktionsladespulen im Straßenverkehr können mit Empfängern ausgestattete Elektrofahrzeuge ihre Batterien während der Fahrt, im Leerlauf oder beim Parken über den Spulen aufladen.

Wenn sich ein Fahrzeug mit einem Empfänger den Ladesegmenten nähert, übertragen die Spulen unter der Straße Elektrizität durch ein Magnetfeld und laden so die Fahrzeugbatterie auf. Die Spulen werden nur aktiviert, wenn ein Fahrzeug mit Empfänger darüber fährt. Die Fahrbahn ist für Fußgänger, Autofahrer und Tiere sicher.

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Genauer gesagt: Wie funktionieren elektrifizierte Straßen?

Als Dimitriadou und Team beschreiben im Tagebuch EnergienDas kabellose Laden wird durch das Vorhandensein einer galvanischen Trennung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsschaltung erreicht. Die am häufigsten verwendete Nahfeld-Wireless-Power-Transfer-Methode (WPT) ist die induktive, also die Energieübertragung zwischen lose gekoppelten Spulen, mittels magnetischer Induktion.

Der Primärkreis wird mit einem zeitlich veränderlichen Strom versorgt. Um die übertragene Leistung zu erhöhen, werden hohe Schaltfrequenzen eingesetzt. Folglich ähnelt sein Betrieb dem eines typischen Transformators, mit dem wichtigen Unterschied, dass der große Luftspalt zwischen den beiden Spulen (lose gekoppelte Spulen) besteht. Der aus dem öffentlichen Stromnetz entnommene Wechselstrom wird gleichgerichtet und anschließend mit Hilfe des Wechselrichters und des Kompensationsnetzes ein sinusförmiger Hochfrequenzstrom in die Primärspule eingespeist. PFC-Steuerungsschemata können auf den Eingangsgleichrichter angewendet werden, um Stromoberschwingungen abzuschwächen.

Im Dynamic Wireless Charging (DWC)-Modus, wie er beispielsweise in Detroit verwendet wird, ist die Sendespule zusammen mit den erforderlichen Komponenten, die den Primärkreis eines statischen induktiven Systems bilden, in die Fahrbahn eingebettet. Der Sekundärkreislauf befindet sich im Fahrzeuginneren.

Dimitriadou und sein Team sind sich bewusst, dass die Umsetzung des DWC ein herausforderndes Konzept darstellt, und sind hinsichtlich dieser Lademethode vorsichtig optimistisch.

„Diese Lademethode könnte die kompetenteste Lösung für die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen im Transportsektor sein. Da Benutzer ihr Elektrofahrzeug kontinuierlich aufladen können, ist diese Ladetechnik in der Lage, die begrenzte Reichweite zu vergrößern und so zur Reduzierung der Größe und des Gewichts der Elektrofahrzeugbatterie beizutragen.“

Michigan Central und das Pilotprojekt zum induktiven Laden

Michigan Central, ein Think Tank, der sich mit Fragen des städtischen Verkehrs befasst, und die Stadt Detroit arbeiten beim Pilotprojekt zur elektrifizierten Straße zusammen, mit dem die Technologie getestet und perfektioniert werden soll, bevor sie innerhalb weniger Jahre der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wird. Der Innovationsbezirk Michigan Central ist ein Zentrum für die Weiterentwicklung von Technologien und Programmen, die Mobilitätshindernisse beseitigen. Es liegt zwischen den historischen Vierteln Corktown und Southwest Detroit.

Im Rahmen der Verpflichtung zur Entwicklung des elektrifizierten Straßensystems wird das DOT voraussichtlich Angebote für den Wiederaufbau eines Teils der stark befahrenen Michigan Avenue einholen, wo auch induktives Laden installiert werden soll. Die Pläne für das induktive Laden liegen sowohl in der 14th Street als auch in der Avenue. Der Baubeginn ist für Frühjahr 2025 geplant.

Das Induktionssystem hat gezeigt, dass es großen Temperaturschwankungen standhält. Das Induktionssystem hat bewiesen, dass es großen Temperaturschwankungen standhält. An einem bitterkalten Januartag konnte beispielsweise ein Elektrotransporter noch aufgeladen werden.

Die Technologie gehört Electreon, einem in Israel ansässigen Entwickler drahtloser Ladelösungen für Elektrofahrzeuge. Das Unternehmen hat Verträge für ähnliche Straßen in Israel, Schweden, Italien und Deutschland und plant Projekte in anderen Ländern. In Schweden bietet ein 1,6 km langer Abschnitt einer Ladestraße Platz für einen Elektrobus und einen schweren E-Lkw.

In Israel wird eine induktive Ladestraße zum Laden von Bussen genutzt, sie ist jedoch nicht die einzige Energiequelle.

Elektreon sagt Da Kosten und betriebliche Komplexität die größten Hindernisse für die Elektrifizierung von Flotten darstellen können, bietet das Unternehmen zugängliche Finanzierungsoptionen, einschließlich Charging as a Service (CaaS), an, die auf die Bedürfnisse des Flottenfahrzeugbetriebs zugeschnitten sind. Es deckt die Vorabkosten ab, einschließlich Infrastruktur, Implementierung und Betrieb.

Stefan Tongur, Vizepräsident für Geschäftsentwicklung bei Electreon, ist zuversichtlich, dass das kabellose Laden eine weit verbreitete Einführung von Elektrofahrzeugen ermöglicht und „die begrenzte Reichweite, Netzbeschränkungen sowie Batteriegröße und -kosten angeht“. Tongus fügt hinzu, dass das Projekt den Weg für eine emissionsfreie Mobilitätszukunft ebnen kann, „in der Elektrofahrzeuge die Norm und nicht die Ausnahme sind“.

Es seien noch keine Entscheidungen über Einnahmemodelle in Michigan getroffen worden, sagte Tongur, der darauf hinwies, dass solche Straßen eine wichtige Rolle bei der Ausweitung der Nutzung von Elektrofahrzeugen in den USA spielen könnten. „Dies könnte das normative Modell für den Antrieb von Elektrofahrzeugen sein.“ Er wies darauf hin, dass einer der größten Vorteile des elektrifizierten Straßenladens die Möglichkeit sein könnte, mehrere Autos gleichzeitig aufzuladen. Darüber hinaus stimmt Tongur Dimitriadou und seinem Team zu, dass das Laden unterwegs auch zu kleineren Batterien führen könnte, was leichtere und billigere Elektrofahrzeuge bedeuten würde.

Neben dem Markteintritt in den USA bietet Electreon Umrisse dass die Hauptziele des Pilotprojekts darin bestehen werden, die Machbarkeit und Wirksamkeit des drahtlosen dynamischen Ladens auf öffentlichen Straßen für mehrere Fahrzeugtypen und Anwendungsfälle in einem realen Szenario zu demonstrieren, wie z. B., aber nicht beschränkt auf, Linienbusse, Passagier-Shuttles, und Lieferwagen für die letzte Meile. Das Pilotprojekt wird auch als potenzieller erster Schritt hin zu viel größeren elektrischen Straßensystemen dienen, die in mehreren US-Bundesstaaten in Betracht gezogen werden, und zielt darauf ab, Partnerschaften mit in den USA ansässigen Fahrzeug- und Infrastrukturunternehmen aufzubauen, um als Blaupause für zukünftige Zusammenarbeit und Wachstum zu dienen.

Wenn Sie mehr über das Laden von Elektrofahrzeugen im Allgemeinen erfahren möchten, schauen Sie sich bitte hier um CleanTechnicas „Der Zustand und das Versprechen der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge.„