Beim Aufladen eines Elektroautos soll es möglichst schnell gehen – in Zukunft vielleicht ja sogar so schnell wie beim Tanken an der Zapfsäule. Einen Beitrag zum effizienten Aufladen von E-Autos leistete Tobias Eckert, Absolvent des Studiengangs Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Landshut, mit seiner Bachelorarbeit. Für sie wurde er mit einem VDE Bayern Award 2024 ausgezeichnet.
Der VDE Bayern hatte die Preisträger zu einer Abendveranstaltung mit Landtagspräsidentin Ilse Aigner in das Hotel Bayerischer Hof in München eingeladen. Mit dem VDE Bayern Award werden herausragende Arbeiten in den Kategorien Wissenschaft und Wirtschaft ausgezeichnet. Er wurde bereits zum 16. Mal vergeben. „Neben einem so engagierten Preisträger unserer Fakultät bei der Ehrung seiner Arbeit in einem für uns alle wichtigen Zukunftsthema, der Elektromobilität, stehen zu dürfen, ist für mich eine große Freude und Ehre“, meint die Dekanin der Fakultät Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen, Prof. Dr. Petra Tippmann-Krayer voller Stolz.
Mit einer intelligenten Schaltung zwischen verschiedenen Spannungsbereichen wechseln
Beim schnellen Aufladen eines Elektroautos muss der Wechselstrom, der aus der Steckdose kommt und auf dem unser gesamtes Stromnetz basiert, in der Ladesäule in Gleichstrom umgewandelt werden. Das passiert mittels eines Wandlers. Darüber hinaus passt der Wandler den Eingangsspannungsbereich, also die Spannung, die von der Ladestation bereitgestellt wird, auf die individuelle Bordnetzspannung des Fahrzeugs an. Das ist der Ausgangsspannungsbereich.
In seiner Bachelorarbeit entwickelte Tobias Eckert einen neuartigen Wandler für Ladestationen, der verschiedene Fahrzeugbordnetze mit Spannungen von 200 bis 1000 Volt abdeckt. Die Besonderheit dieser Schaltung ist eine spezielle Umschaltmöglichkeit am Wandlertrafo, die eine optimale Anpassung an unterschiedliche Ein- und Ausgangsspannungsbereiche ermöglicht. Ladestationen können dadurch eine breite Palette von Fahrzeugen bedienen, wodurch die Ladeinfrastruktur unkomplizierter und effizienter gestaltet werden kann. Hinter der intelligenten Umschaltung steckt spezielle Leistungselektronik, ein Resonanzbetrieb mit Zero Voltage Switching, eine optimale Steuerstrategie für unterschiedliche Betriebsmodi und vieles mehr.
Das E-Auto als Energiespeicher nutzen
Zugleich ermöglicht die Schaltung von Tobias Eckert das bidirektionale Laden, also die Rückübertragung von Energie vom Auto ins Netz. Mit dieser Funktion können die Batterien von E-Autos als Energiespeicher genutzt werden. Dadurch können sie dazu beitragen, die Schwankungen in zukünftigen elektrischen Netzen, die überwiegend mit Solar- und Windenergie gespeist werden, auszugleichen. Das ist ein wichtiger Baustein hin zu mehr Energiesicherheit bei der Verwendung von erneuerbaren Energien.
Die Bachelorarbeit von Tobias Eckert wurde von Prof. Dr.-Ing. Alexander Kleimaier betreut, der an der Hochschule Landshut im Gebiet Elektrische Antriebe und Leistungselektronik lehrt. Eckert führte seine Arbeit bei der Silver Atena GmbH durch. Zwischen den Silver Atena Standorten in München und Landshut und der Hochschule Landshut gibt es eine langjährige und sehr erfolgreiche Zusammenarbeit bei der Betreuung von Abschlussarbeiten, bei Praktikumstätigkeiten von Studierenden und bei gemeinsamen Forschungsprojekten.
Wir gratulieren Tobias Eckert zu seiner ausgezeichneten Abschlussarbeit, mit der er einen wertvollen Beitrag zur Stärkung von Energiewende und Elektromobilität geleistet hat.
Foto: Jonas Kron / VDE
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