» TECHNIK & WISSEN Die
» TECHNIK & WISSEN Die Ladepads lassen sich mit Bodenmatten an neuralgischen Punkten im Logistikprozess integrieren. Dafür sind keine großen Eingriffe in die Infrastruktur nötig. Sobald das Fahrzeug mit Empfängerspule, mobiler Ladeeinheit und Energiespeicher das Ladepad erreicht hat, beginnt der Ladeprozess in weniger als einer Sekunde mit Volllast. kontakten fahren die FTS zu den eingerichteten Ladestationen und starten dort den Ladevorgang. Während dessen fehlen die Fahrzeuge allerdings im Produktionsprozess. Um einen unterbrechungsfreien Produktionsablauf und eine ständige Verfügbarkeit sicherzustellen, sind somit mehr Fahrzeuge nötig. Zudem ist eine aufwendige Beschaltung und eine Absenk-Kinematik erforderlich, damit die Kontakte nur zum Ladezeitpunkt aktiviert werden. Nach dem Laden muss der Kontakt sofort wieder abgeschaltet werden, da es sonst zu unerwünschten Stromübertragungen und Funkenbildung kommt. Aus Gründen des Arbeitsschutzes ist der Ladepunkt oft nicht in unmittelbarer Nähe der Produktionsbereiche eingerichtet, sondern befindet sich weiter entfernt in extra dafür geschaffenen Ladezonen. Manchmal liegen diese sogar außerhalb der Produktionshalle. Bei höheren Strömen ist die Konstruktion der Ladestation zudem komplex und teuer, da eine große Energieübertragung erst durch starke Kontaktkräfte möglich wird. Diese müssen wiederum von den Ladestationen abgefangen werden. In der Folge ist ein höherer Wartungsaufwand nötig, um den reibungslosen Betrieb sicherzustellen. Das Laden der Lithium-Ionen-Batterien über Leit - liniensysteme ist weniger verbreitet als das Laden über Ladekontakte. Das Fahrzeug bewegt sich dabei auf definierten Fahrwegen. Um die Leiter im Boden »Unser Ladesystem kann auch auf die Temperatur der Batterie reagieren.« zu installieren, sind bauliche Eingriffe in die Infrastruktur notwendig. Die Zahl der Fahrzeuge, der Energiebedarf und der Fahrweg bestimmen die Auslegung des Systems. Der Einspeisepunkt wird so dimensioniert, dass alle Fahrzeuge zu einem Zeitpunkt mit einer entsprechenden Menge an Energie versorgt werden können. Die Fahrstrecke wird bei dieser Technik dauerhaft mit Energie versorgt. Bei diesem System ist jederzeit ein Zwischenladen möglich. Allerdings ist die Lösung relativ teuer und unflexibel. Wird der Fuhrpark erweitert oder ändern sich die Fahrwege, stößt das System an seine Grenzen. Je nach Auslegung und Zahl der Fahrzeuge bewegen sich gute Leitliniensysteme in einem Gesamtwirkungsgrad von rund 60 %. Das Potenzial der Lithium-Ionen-Technik lässt sich nur mit kontaktlosen Schnellladesystemen voll ausschöpfen, wie sie beispielsweise das Unternehmen Wiferion mit der Etalink-Serie anbietet. Die Systeme brauchen weder Steck- noch Schleifverbindungen und sind einfach zu installieren. Die Ladetechnik besteht dabei aus einer Wallbox und einem Ladepad, das an einer geeigneten Stellen im Logistik- und Produktionsumfeld installiert wird. Im Fahrzeug wird die Empfangselektronik mit Empfängerspule, mobiler Ladeeinheit und Energiespeicher verbaut. Sobald das Fahrzeug das Ladepad erreicht hat, beginnt der Ladevorgang. 42 Industrieanzeiger » 04|2021
Das gesamte System ist in kurzer Zeit betriebsbereit. Die Komponenten sind nur über das Magnetfeld miteinander verbunden und daher für den langjäh - rigen Dauereinsatz geeignet. „Bei unseren Systemen sprechen wir nicht nur vom kabellosen Laden, sondern vom kontaktlosen Laden“, betont Johannes Mayer. „Da wir auf mechanische Schleifkontakte verzichten, ist das System praktisch wartungsfrei. Oxidierte Stecker oder gebrochene Kabel wie bei herkömmlichen Ladeprozessen sind obsolet. Ein Ladepunkt kann unterschiedliche Batterien mit 24 oder 48 V bedienen. Die Ladekennlinie ist dabei frei programmierbar. Da keine physische Verbindung zwischen Ladegerät und Batterie aufgebaut wird, gibt die intelligente Elektronik auf dem Fahrzeug vor, welche Ladeparameter von der Station geliefert werden sollen. Der Ladeprozess kann in weniger als einer Sekunde mit Volllast starten. Mit der intelligenten Energielösung lassen sich zudem Fahrzeuge unterschiedlicher Hersteller laden. Der Hersteller Wiferion bietet mit dieser Lösung ein Ladesystem, dessen Funktionsweise nicht von den Umgebungsbedingungen beeinflusst wird. Dank der Schutzklassen IP 65 und IP 68 ist die Technik vor Staub und Wasser geschützt und lässt sich sogar in Außenbereichen einsetzen. Nicht zuletzt verbraucht das Ladesystem nur dann Energie, wenn geladen wird. Der Wirkungsgrad des induktiven Schnellladesystems liegt deswegen bei maximal 93 % und somit im Bereich der besten kabelgebundenen Ladegeräte. Leere Batterien und Lastspitzen können durch regelmäßiges Zwischenladen der Fahrzeuge vermieden werden. Die Fahrzeuge sind im Prozess verfügbar und die Batterien können kompakter ausfallen als bei traditionellen Ladekonzepten. Da Ladepausen und Stillstandzeiten entfallen, erhöhen sich die Verfügbarkeiten der Fahrzeuge um bis zu 30 %. Die Lösung ist flexibel und lässt sich schnell an Veränderungen anpassen Das smarte Ladesystem der Spezialisten aus Freiburg im Breisgau lässt sich nach eigenen Angaben leicht bedienen und fast überall installieren, sprich an Wänden, auf dem Boden, auf Fahrwegen oder an Abstellplätzen. Während bei herkömmlichen Systemen die Integration in die Lagerabläufe oft Wochen oder Monate dauert, sind für die Implementierung der Wireless-Charging-Technik hingegen keine aufwendigen Infrastrukturmaßnahmen erforderlich. Ladeeinheit und Empfängerspule lassen sich in kurzer Zeit am Fahrzeug installieren. Zudem kann der Anwender das modulare System schnell an Veränderungen im Ablauf oder an neue Anforderungen anpassen. Da mobile Elektronik und Empfängerspule getrennte Bauteile sind, lassen sich viele Anbringungsvarianten realisieren. Fast jedes Fahrzeug lässt sich deswegen mit dem kontaktlosen Schnellladesystem ausstatten. „Wir bieten mit unserem System zusätzlich einen Kommunikationskanal für verbesserte Prozesssicherheit“, ergänzt Johannes Mayer. „Unser Ladesystem kann deswegen auch auf die Batterietemperatur reagieren.“ Auf diese Weise wird verhindert, dass die Batterie wegen eines erhöhten Ladestroms und somit starker Wärmeentwicklung abgeschaltet werden muss. Damit die lithiumbasierten Batterien optimal aufgeladen werden, erfolgt die Kommunikation mit den Fahrzeugkomponenten über eine integrierte CAN-Schnittstelle. Energielevel, Betriebszeiten und Fahrzeugzustände lassen sich mit dieser Technik in Echtzeit abrufen. (us) Die Profis für Energieversorgung Wiferion-Chef Johannes Mayer: „Bei unseren Systemen sprechen wir nicht nur vom kabellosen, sondern vom kontaktlosen Laden.“ Wiferion ist einer der führenden Lösungsanbieter für die mobile, kabellose Energieversorgung von industriellen E-Fahrzeugen. Das Start-up wurde 2016 von vier ehe - maligen Mitarbeitern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE gegründet und zählt zu den Technologietreibern im Bereich Wireless Charging. Industrieanzeiger » 04|2021 43
