Arten von drahtlosen Energieübertragungssystemen

Es gibt zwei Haupttypen drahtloser Energieübertragungssysteme: induktive und resonant gekoppelte Systeme. Induktive Systeme verwenden magnetisch gekoppelte Spulen, während resonant gekoppelte Systeme elektromagnetische Felder nutzen.

Induktive drahtlose Energieübertragungssysteme bestehen aus zwei oder mehr Drahtspulen, die in unmittelbarer Nähe zueinander platziert sind. Ein der Primärspule zugeführter Wechselstrom erzeugt ein zeitlich veränderliches Magnetfeld, das in der Sekundärspule einen Wechselstrom induziert. Dieses Konzept ähnelt einem Transformator, jedoch mit physisch getrennten Primär- und Sekundärspulen. Der Wirkungsgrad eines induktiv gekoppelten Systems wird maximiert, wenn der Abstand zwischen den Spulen minimiert wird, da ein größerer Abstand die Leistungsübertragung verringert.

Eine Vergrößerung des Abstands zwischen den Spulen führt zu zirkulierenden Strömen zwischen der Stromquelle und der Streuinduktivität der Primärspule, was zu einer verringerten Effizienz führt. Während Magnetfelder des induktiv gekoppelten Systems nicht durch nichtmagnetische Metalle wie Aluminium und Kupfer blockiert werden, können sie in diesen Metallen Ströme induzieren, was die Gesamtübertragungseffizienz verringert.

Induktiv gekoppelte drahtlose Energieübertragungssysteme werden üblicherweise bei niedrigeren Leistungsniveaus verwendet, bei denen ein geringer Trennungsabstand problemlos eingehalten werden kann. Das Hughes MagneCharge-System, das mit 6,6 kW arbeitete, erzielte einen hohen Wirkungsgrad. Induktiv gekoppelte Systeme erfordern jedoch eine physische Interaktion, um den Ladevorgang einzuleiten, da die Primärspule in einen passenden Steckplatz am Fahrzeug eingesetzt werden muss.

Resonanzgekoppelte Systeme bieten ein komfortableres Ladeerlebnis. Sie können größere Luftspalte zwischen Sender und Empfänger tolerieren und erfordern keine genaue Positionsausrichtung. Dies ermöglicht den Einsatz fester Spulen am Boden und am Fahrzeug. Resonanzgekoppelte Systeme ermöglichen Luftspalte, die über 100-mal größer sind als induktive Systeme, was sie hinsichtlich der Spulenplatzierung und -ausrichtung flexibler macht.