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Stand und Schwierigkeiten bei der EMV-Normung von Systemen zur drahtlosen Energieübertragung

FREQUENZEN FÜR DIE INDUKTIVE ENERGIEÜBERTRAGUNG

Bei der Auswahl geeigneter Frequenzen für den Prozess der drahtlosen, induktiven Energieübertragung muss vorab schonmal festgestellt werden, dass das Frequenzspektrum, das die diversen Anwendungen und Dienste benutzen, nahezu komplett belegt ist. Es sind zwar einige Frequenzbänder von der ITU (International Telecommunication Union) für den beliebigen Gebrauch durch ISM-Geräte (ISM: Industrial, Scientific, Medical) freigegeben; diese Frequenzbänder sind aber unter technischen Gesichtspunkten nicht für das drahtlose Laden von Elektrofahrzeugen geeignet.
Damit existieren für die praktische Umsetzung dieser Technologie nur zwei Möglichkeiten:
(1) Frequenzen, beziehungsweise Frequenzbänder, zu identifizieren, bei deren Benutzung nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit besteht, Funkanwendungen zu beeinflussen, die diesen Frequenzbändern zugeordnet sind, oder
(2) beliebige Frequenzen zu verwenden, dabei aber die etablierten Grenzwerte einzuhalten.
Da die letztere Möglichkeit auf Grund der relativ hohen Leistungen, die mit dieser Technologie übertragen werden sollen, nahezu unmöglich zu bewerkstelligen ist, wird daher die Machbarkeit der ersten Option in den diversen Standardisierungsorganisationen untersucht.
Das für die beschriebene Thematik bezüglich der hochfrequenten Störabstrahlung zuständige internationale Standardisierungskomitee ist bei IEC (International Electrotechnical Commission) als Komitee CISPR B angesiedelt. Die mit dem Einsatz solcher Systeme verbundenen Spezifikationen, wie Frequenzbereiche, Grenzwerte und Messverfahren sollen Gegenstand der Publikation CISPR 11 werden. Insofern spiegeln in gewisser Weise die folgenden Ausführungen die Diskussion und Entwicklung wider, die derzeit im Komitee CISPR B ablaufen (siehe im Detail dazu die Referenzen [1] und [2]).
Für die drahtlose Energieübertragung geeignete Frequenzbänder zum Laden von Fahrzeugen sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Zusätzlich enthält die Tabelle noch einige weitere Informationen.

Frequenzbereich
(kHz)
Typischer Einsatzbereich
19 bis 25 Drahtlose Energieübertragung mittels eines Luftspalts im cm Bereich mit Übertragungsleistungen bis zu 200 kW; vorgesehen für Straßenbahnen, elektrische Busse und automatisierte Transportsysteme in Industrieanlagen.
36 bis 40 Drahtlose Energieübertragung mittels eines Luftspalts im cm Bereich mit Übertragungsleistungen bis zu 200 kW; vorgesehen für Straßenbahnen, elektrische Busse und automatisierte Transportsysteme in Industrieanlagen
55 bis 65 a Drahtlose Energieübertragung mittels eines Luftspalts im cm Bereich mit Übertragungsleistungen bis zu 200 kW; vorgesehen für Straßenbahnen, elektrische Busse und automatisierte Transportsysteme in Industrieanlagen
79 bis 90 b Drahtlose Energieübertragung mittels eines Luftspalts im cm Bereich mit Übertragungsleistungen bis zu 22 kW; vorgesehen für Personenkraftwagen und automatisierte Transportsysteme in Industrieanlagen
130 bis 135 Drahtlose Energieübertragung mittels eines Luftspalts im cm Bereich mit Übertragungsleistungen bis zu 90 kW; vorgesehen für automatisierte Transportsysteme in Industrieanlagen

a Allerdings ist hier zu erwähnen, dass in einigen Ländern die Frequenz von 60 kHz für Zeitzeichensignale verwendet wird.

b Bevorzugter Frequenzbereich für die weltweite Harmonisierung von Frequenzen für das Laden von elektrisch betriebenen Personenkraftwagen

 
Tabelle I
Kandidaten für Frequenzbereiche, die derzeit für die drahtlose Energieübertragung im Bereich unterhalb von 150 kHz zum Laden elektrischer Fahrzeuge betrachtet werden

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