Gegenstand der Diplomarbeit ist es, ein ferngesteuertes Elektroauto kontaktlos aufzuladen.
Das Funktionsprinzip basiert auf der Energieübertragung eines Lufttransformators. Eine unter einer Oberfläche angebrachte Induktionsschleife erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, die am Fahrzeugboden montierte Aufnahmespule wandelt dieses wieder in elektrischen Strom um, der wiederum den Akkumulator des Elektromotors lädt.
Folgende Teilaufgaben beziehungsweise Entwicklungen waren dabei zu lösen:
• Vorbereitung
• Planung
• Layout-Entwicklung
• Mechanische Aufbau
• Gesamtintegration (Test und Problembehebung)
• Fertigstellung
• Messungen und Auswertungen des Modelaufbaus
• Dokumentation
Zusätzliches Augenmerk wurde auf die Kosten, einen hohen Gesamtwirkungsgrad und auf die Benutzerfreundlichkeit gelegt.
Das Elektroauto und die dazu gehörenden Komponenten sind funktionstüchtig.
Bei optimaler Lage des Autos zur Ladespule wird ein Wirkungsgrad von 54 % erreicht. Bei einer Verschiebung der Überdeckung der Spulen um 10 % konnte noch ein Wirkungsgrad von 49 % gemessen werden.
Die Ladezeit des Akkumulators beträgt ca. 3 Stunden.
Inhaltsverzeichnis
- Aufgabenstellung
- Realisierung
- Ergebnisse
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit befasst sich mit der kontaktlosen Aufladung eines ferngesteuerten Elektroautos mittels induktiver Energieübertragung. Ziel ist die Entwicklung und Umsetzung eines funktionierenden Systems, die Messung der Effizienz und die Bestimmung der Ladezeit.
- Induktive Energieübertragung
- Entwicklung und Konstruktion einer Steuerungsplatine
- Messung von Wirkungsgrad und Ladezeit
- Integration der Komponenten in ein Elektroauto
- Optimierung des Systems
Zusammenfassung der Kapitel
Aufgabenstellung: Die Aufgabenstellung beschreibt das Ziel der Diplomarbeit: die kontaktlose Aufladung eines ferngesteuerten Elektroautos. Das Funktionsprinzip, basierend auf einem Lufttransformator, wird erläutert. Die Herausforderung liegt in der effizienten Energieübertragung mittels induktiver Kopplung zwischen einer Sendespule unter der Ladefläche und einer Empfängerspule am Fahrzeug. Die Aufgabenstellung legt den Grundstein für die folgenden Abschnitte, indem sie den Rahmen und die Ziele des Projekts klar definiert.
Realisierung: Dieses Kapitel beschreibt den praktischen Umsetzungsprozess. Es beginnt mit Experimenten zu verschiedenen Spulenarten und Messungen von Spannung und Leistung. Die gewonnenen Daten flossen in die Entwicklung eines Konzepts, gefolgt von der Konstruktion der Steuerungs- und Regelplatinen mit EAGLE. Die Fertigung und Bestückung der Platinen und die anschließende Integration der Komponenten in das Elektroauto werden detailliert dargestellt. Dieser Abschnitt zeigt den iterativen Prozess der Entwicklung, von der experimentellen Phase bis zur finalen Integration.
Ergebnisse: Die Ergebnisse des Projekts werden präsentiert. Das fertige Elektroauto und seine Komponenten funktionieren einwandfrei. Es wird ein Wirkungsgrad von 54% bei optimaler Positionierung der Spulen erreicht. Eine Verschiebung der Spulen um 10% resultiert noch in einem Wirkungsgrad von 49%. Die Ladezeit des Akkumulators beträgt ca. 3 Stunden. Dieser Abschnitt fasst die wesentlichen Ergebnisse zusammen und quantifiziert den Erfolg des Projekts in Bezug auf Effizienz und Funktionalität.
Schlüsselwörter
Induktive Energieübertragung, kontaktloses Laden, Lufttransformator, Elektroauto, Wirkungsgrad, Ladezeit, Steuerungsplatine, EAGLE, Spulen, Energieübertragung.
Häufig gestellte Fragen zur Diplomarbeit: Kontaktlose Aufladung eines ferngesteuerten Elektroautos
Was ist das Thema der Diplomarbeit?
Die Diplomarbeit befasst sich mit der kontaktlosen Aufladung eines ferngesteuerten Elektroautos mittels induktiver Energieübertragung. Das Ziel ist die Entwicklung und Umsetzung eines funktionierenden Systems, die Messung der Effizienz und die Bestimmung der Ladezeit.
Welche Themenschwerpunkte werden behandelt?
Die Arbeit behandelt die induktive Energieübertragung, die Entwicklung und Konstruktion einer Steuerungsplatine, die Messung von Wirkungsgrad und Ladezeit, die Integration der Komponenten in ein Elektroauto und die Optimierung des Systems.
Wie ist die Arbeit strukturiert?
Die Arbeit gliedert sich in die Kapitel Aufgabenstellung, Realisierung und Ergebnisse. Die Aufgabenstellung definiert das Ziel und den Rahmen des Projekts. Die Realisierung beschreibt den praktischen Umsetzungsprozess, inklusive Experimente, Konstruktion und Integration. Die Ergebnisse präsentieren die Funktionsfähigkeit des Systems, den Wirkungsgrad und die Ladezeit.
Welche Ergebnisse wurden erzielt?
Das fertige Elektroauto funktioniert einwandfrei. Es wurde ein Wirkungsgrad von 54% bei optimaler Spulenpositionierung erreicht (49% bei 10%iger Verschiebung). Die Ladezeit beträgt ca. 3 Stunden.
Welche Methoden wurden verwendet?
Die Arbeit umfasst Experimente mit verschiedenen Spulenarten, Messungen von Spannung und Leistung, die Entwicklung eines Konzepts, die Konstruktion der Steuerungs- und Regelplatinen mit EAGLE, die Fertigung und Bestückung der Platinen und die Integration der Komponenten in das Elektroauto.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?
Induktive Energieübertragung, kontaktloses Laden, Lufttransformator, Elektroauto, Wirkungsgrad, Ladezeit, Steuerungsplatine, EAGLE, Spulen, Energieübertragung.
Was ist das Funktionsprinzip des Systems?
Das System basiert auf einem Lufttransformator und nutzt die induktive Kopplung zwischen einer Sendespule unter der Ladefläche und einer Empfängerspule am Fahrzeug für die effiziente Energieübertragung.
Welche Herausforderungen wurden gemeistert?
Eine zentrale Herausforderung war die effiziente Energieübertragung mittels induktiver Kopplung. Die Arbeit beschreibt den iterativen Entwicklungsprozess, der von der experimentellen Phase bis zur finalen Integration reichte.
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- Ingo Hatzmann (Author), Thomas Schloffer (Author), 2013, Das kabellose Laden eines E-Modellautos. Grundlagen und Experimente, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/214555
