Ein induktives kabelloses Ladesystem für Elektro-Lkw stellte plötzlich die Energieübertragung ein. Das LiDAR-Scanning des Asphalts ergab eine differenzielle Setzung von 12 mm in der Fahrbahn, die zu einer kritischen Fehlausrichtung zwischen den vergrabenen Spulen und dem Fahrzeugempfänger führte. Dieser Fehler, erkannt mit Leica Cyclone und modelliert in Civil 3D, wurde durch elektromagnetische Simulationen in CST Studio Suite validiert und zeigt, wie Geomatik und 3D-Modellierung für die Diagnose und Prävention von Problemen in dynamischer Ladeinfrastruktur unerlässlich sind.
Synergie zwischen Geomatik und elektromagnetischer Simulation bei Ausfällen induktiver Ladung ⚡
Der Diagnoseprozess begann mit der Erfassung einer Punktwolke mittels terrestrischem LiDAR-Scanning, die in Leica Cyclone verarbeitet wurde, um ein Oberflächenmodell des Belags zu erstellen. In Civil 3D wurde eine lokalisierte differenzielle Setzung mit einer Neigung von 0,8 Grad im Bereich der Primärspulen identifiziert. Diese Daten wurden in CST Studio Suite importiert, wo die Winkel- und Vertikalfehlausrichtung zwischen der sendenden Spule (in 80 mm Tiefe vergraben) und der Empfängerspule des Lkw modelliert wurde. Die elektromagnetische Simulation bestätigte einen Abfall des Kopplungskoeffizienten um 34 %, wodurch die übertragene Leistung von 200 kW auf unter 50 kW reduziert wurde – unzureichend, um den Fahrzeugbetrieb aufrechtzuerhalten.
Prävention von Fehlausrichtungen auf elektrifizierten Straßen durch 3D-Modellierung 🛣️
Die differenzielle Setzung entstand durch ungleichmäßige Verdichtung der Verfüllung unter der Fahrbahn, verstärkt durch Schwerlastverkehr. Um zukünftige Fehlausrichtungen zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, das Geländemodell aus Civil 3D mit den Installationsplänen der Spulen zu integrieren und maximale Asphaltverformungstoleranzen von 5 mm festzulegen. Darüber hinaus ermöglicht das regelmäßige LiDAR-Scanning die Aktualisierung des digitalen Zwillings der Straße, wodurch die Steuerparameter des Leistungsumrichters dynamisch angepasst werden können. Dieser multidisziplinäre Ansatz, der Vermessung, ziviltechnische Modellierung und EM-Simulation kombiniert, ist für die technische Machbarkeit von induktiven Ladesystemen auf Autobahnen von grundlegender Bedeutung.
Als LiDAR-Diagnoseingenieur: Welche spezifische elektromagnetische Anomalie in der Primärspule würde das 3D-Scanning als Grundursache für die abrupte Unterbrechung der Energieübertragung in einem induktiven kabellosen Ladesystem für Elektro-Lkw aufdecken?
(PS: Bei Foro3D haben unsere Autos mehr Polygone als PS)