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Elektroautos berührungslos via Induktion aufzuladen ist noch Zukunftsmusik. Das Laden von der Vorderseite: Ein neuer Ansatz, der effizient und kostengünstig ist
Fraunhofer IISB

Elektroautos berührungslos via Induktion aufzuladen ist noch Zukunftsmusik. Das Laden von der Vorderseite: Ein neuer Ansatz, der effizient und kostengünstig ist

Warum sollten Elektroautos induktiv geladen werden können? Die Antwort ist ganz einfach: es ist in vielen Situationen deutlich komfortabler: "Vor allem im Winter oder bei Regen nervt das Kabel. Schnee, Matsch und Wasser – was an den Kabeln klebt, klebt auch an den Händen", meint Dr. Bernd Eckardt. Er ist Abteilungsleiter Fahrzeugelektronik am Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB in Erlangen. Sein Institut hat sich der Erforschung der elektromobilen Anwendungsfelder elektromagnetischer Induktion verschrieben – und nach eigenen Angaben eine neue, im Vergleich zu bisherigen Ansätzen abgewandelte induktive Ladetechnologie entwickelt, die sich durch einige Vorteile auszeichnet.

 

Katzen und Kaugummipapiere als "natürliche Feinde" gängiger induktiver Ladesysteme

 

Die meisten induktiven Ladesysteme, an denen bisher geforscht wird, setzen auf Induktionsspulen auf der Fahrzeugunterseite und Ladestationen im Erdboden - bspw. das induktive Ladesystem, an dem die beiden Automobilhersteller BMW und Daimler forschen (eMobilitätOnline berichtete). Dies bringt aus Sicht der Erlanger Forscher aber einige Nachteile mit sich. Zum einen müssen die Spulen wegen des relativ großen Abstands von bis zu 15 Zentimetern zwischen Boden und Fahrzeug entsprechend groß dimensioniert sein, was sich freilich auf den Preis dieser Technologie auswirke. Zum anderen seien solche Systeme störungsanfällig, etwa wenn Tiere oder Gegenstände den Stromfluss stören bzw. unterbrechen.

So sollen bspw. Katzen die leicht erwärmte Ladefläche auf dem Boden als angenehm empfinden. Wirklich problematisch seien aber metallische Papiere, wie zum Beispiel Kaugummi- oder Zigarettenverpackungen, die unter das Auto und auf die Induktionsfläche geweht werden und sich dort so stark erwärmen könnten, dass sie sich entzünden. Das wissen natürlich auch die Entwickler dieser Systeme, weshalb bspw. BMW darauf verweist, dass die Stromübertragung bei dem gerade entwickelten System permanent überwacht und gegebenenfalls sofort unterbrochen wird.

 

Erlanger Forscher setzen auf alternatives Induktionskonzept

 

Dennoch bleibt eine Störanfälligkeit. Die Wissenschaftler des Fraunhofer IISB haben daher im Rahmen des Projekts "Energie Campus Nürnberg" ein alternatives Konzept entwickelt, bei dem die Induktionsspule vorne am Elektroauto statt unten sitzt (siehe Bild). Streng genommen handelt es sich dabei nicht mehr um einen berührungslosen Ladevorgang, da das E-Auto an die Ladestation andockt: Das Fahrzeug kann direkt an die etwa hüfthohe Ladesäule aus Kunststoff fahren, bei Kontakt gibt sie nach – und kann im Fall der Fälle auch komplett nach unten wegklappen, wenn der Druck zu stark wird. Das hat den Vorteil, dass die Durchmesser der Spulen deutlich kleiner ausfallen können (10 statt 80 Zentimeter), wodurch das ganze System billiger wird. Zudem sei diese Art der Aufladung auch effizienter und weitaus weniger störanfällig. "Das Auto kann quasi darüber hinwegfahren. Schäden an der Karosserie entstehen bei der Berührung nicht", erklärt Eckardt.

Auch sei das exakte Positionieren des Elektrofahrzeugs sowie seine Größe und Höhe nicht ausschlaggebend, da mehrere Spulen – vertikal überlappend in der Säule und horizontal überlappend hinter dem Nummernschild – den Strom auch dann fließen lassen, wenn die induktive Ladestation nicht genau von vorne und mittig angefahren wird. "Wir haben die Leistung im vergangenen Jahr kontinuierlich hochgeschraubt, so dass unser Prototyp aktuell drei Kilowatt (KW) mit einem Wirkungsgrad von 95 Prozent überträgt. Aktuelle Elektroauto-Modelle sind innerhalb einer Nacht aufgeladen", sagt Eckardt. Die Forscher arbeiten weiter daran, die Leistung der Spulen zu erhöhen, nicht zuletzt, um mit den Fortschritten in der Batterietechnologie mitzuhalten, sowie den Preis für die Ladestation weiter zu senken. Denn: "Ladesäulen werden heute mit dem Auto verkauft. Nur wenn der Preis stimmt, wird aus der Technologie ein Massenprodukt", so Eckardt.

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