Availability: Planning and production concepts for contactless power transfer systems for electric vehicles

Planning and production concepts for contactless power transfer systems for electric vehicles: Bericht aus dem Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik

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Published:	Bamberg Meisenbach 2014
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adam_text	PLANNING AND PRODUCTION CONCEPTS FOR CONTACTLESS POWER TRANSFER SYSTEMS FOR ELECTRIC VEHICLES TABLE OF CONTENTS 1 INTRODUCTION 1 1.1 CURRENT SITUATION 1 1.2 PROBLEM STATEMENT AND NEED FOR ACTION 2 1.3 OBJECTIVES OF THE THESIS AND SCIENTIFIC APPROACH 4 2 DERIVATION OF FIELDS OF APPLICATION FOR CPT SYSTEMS 7 2.1 MEDICAL APPLICATIONS AND CONSUMER ELECTRONICS 8 2.2 INDUSTRIAL MATERIAL HANDLING APPLICATIONS 9 2.3 CPT SYSTEMS FOR ELECTRIC VEHICLES 10 2.3.1 COMPARISON OF EV CPT AND MATERIAL HANDLING CPT SYSTEMS.. 10 2.3.2 GENERAL ADVANTAGES OF CPT SYSTEMS FOR EVS 14 2.4 TYPES OF CONTACTLESSLY POWERED TRANSPORTATION 19 2.4.1 STATIONARY CONTACTLESSLY POWERED TRANSPORTATION 19 2.4.2 SEMI-DYNAMIC CONTACTLESSLY POWERED TRANSPORTATION 22 2.4.3 DYNAMIC CONTACTLESSLY POWERED TRANSPORTATION 23 3 SIMULATION-BASED MODELING AND OPTIMIZING OF CPT INFRASTRUCTURE (ETEV\|SIM) 30 3.1 PLANNING TOOLS FOR CPT INFRASTRUCTURE ALLOCATION PROBLEMS 30 3.2 SIMULATION APPROACH TO DETERMINE AN OPTIMIZED CPT INFRASTRUCTURE DESIGN 34 3.3 SIMULATION OF HARBOR LOGISTICS 41 4 DETAILED ANALYSIS OF CPT PAD DESIGNS FOR ELECTRIC VEHICLES 47 4.1 PHYSICAL BASICS OF CPT SYSTEMS 47 4.1.1 ENERGY CHAIN OF CPT SYSTEMS 53 4.1.2 MAIN FACTORS IMPACTING THE EFFICIENCY OF CPT SYSTEMS 55 4.2 BASIC CHARGING PAD TYPES 63 4.2.1 COMPARISON OF SINGLE-SIDED CIRCULAR AND DOUBLE-SIDED SOLENOID SYSTEMS 63 I HTTP://D-NB.INFO/1058230468 TABLE OF CONTENTS 4.2.1.1 POSITIONING TOLERANCE AND SIZE OF THE PADS 64 4.2.1.2 FIELD EMISSIONS 66 4.2.1.3 FUTURE VIABILITY - INTER-OPERABILITY 67 4.2.2 NEW COIL DESIGNS 69 4.2.2.1 IMPROVED SOLENOID SYSTEMS 70 4.2.2.2 POLARIZED SINGLE SIDED FLUX PADS 70 4.2.2.3 ADDITIONAL DESIGN APPROACHES 74 4.3 CPT SYSTEMS FOR RPEVS 76 4.3.1 DISTRIBUTED COIL STRUCTURES FOR RPEVS 77 4.3.2 LUMPED COIL STRUCTURES FOR RPEVS 80 5 DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF PRODUCTION CONCEPTS FOR CPT SYSTEMS 82 5.1 PRODUCTION STEPS FOR CPT SYSTEMS 83 5.1.1 PLASTIC BASE PARTS AND HOUSING..! 83 5.1.2 ASSEMBLY OF FERRITES AND ELECTRONICS 84 5.1.3 CONTACTING OF HF-LITZ WIRES 86 5.1.4 ENCAPSULATION 95 5.1.5 FINAL ASSEMBLY 97 5.2 HF-LITZ WIRE WINDING TECHNOLOGIES 102 5.2.1 ANALYSIS OF COIL TYPES FROM A PROCESS PERSPECTIVE 102 5.2.2 FEEDING OF HF-LITZ WIRES 107 5.2.3 INHERENT COIL STABILITY 110 5.2.4 HF-LITZ WIRE WINDING 115 6 OPTIMIZING CPT SYSTEMS FROM A PROCESS AND MATERIAL PERSPECTIVE 136 6.1 MECHANICAL STRESS PROFILES 139 6.2 THERMAL STRESS PROFILES 153 7 SUMMARY AND OUTLOOK 160 8 ZUSAMMENFASSUNG 164 9 LIST OF ABBREVIATIONS 166 10 LITERATURE 169 II
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