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Dieses Spulensystem zum induktiven Laden von Elektroautos ist in der Straße untergebracht.
Fraunhofer IWES

Dieses Spulensystem zum induktiven Laden von Elektroautos ist in der Straße untergebracht.

Auf der Internationalen Automobil Ausstellung IAA in Frankfurt werden Fraunhofer-Forscher einen Prototypen eines neuen kabellosen Ladesystems präsentieren, das Elektroautos künftig nicht nur betanken, sondern bei Bedarf auch die Energie ins Stromnetz rückspeisen kann.

Das Ladesystem soll nicht nur hohe Wirkungsgrade im Leistungsbereich von 400 Watt bis 3,6 Kilowatt aufweisen, sondern auch kostengünstig sein. Bis zu 20 Zentimeter können die Abstände zwischen Elektroauto und der im Boden befindlichen Ladespule betragen.

Herzstück der induktiven Ladetechnologie sind zwei Spulen: eine ist in der Straße, auf dem Parkplatz oder in der Garage integriert, eine zweite am Unterboden des Elektroautos. In Kombination mit entsprechenden Kondensatoren bilden die Spulen eine Art resonantes "Antennensystem zur Energieübertragung" - je näher die beiden Spulen beieinander liegen, desto effizienter erfolgt die Energieübertragung.

Kostengünstiges induktives Ladesystem mit Standardkomponenten

 

Die Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Kassel haben das neue induktive Ladesystem kostengünstig entwickelt, wie Dipl.-Ing. Marco Jung, stellvertretender Abteilungsleiter für Stromrichtertechnik am IWES, erklärt: "Wir nutzen bewusst Standardkomponenten, die bereits auf dem Massenmarkt verfügbar sind."

Zudem wurden Spulensysteme eingesetzt, die mit weniger Ferritplatten auskommen. Diese Platten dienen zur Führung und Abschirmung des magnetischen Feldes und sind aufgrund des enthaltenen Eisenoxids schwer – und teuer. Infolge der Reduktion des Ferritmaterials werden die Spulen also leichter und preiswerter.

Ein weiterer Vorteil des kabellosen Ladesystems mit speziell ausgelegter Leistungselektronik sei der außerordentlich hohe Wirkungsgrad: "Selbst bei einem Luftspalt von 20 Zentimetern erreichen wir einen Wirkungsgrad von 93 bis 95 Prozent – und das über den kompletten Leistungsbereich von 400 Watt bis 3,6 Kilowatt. Vergleichbare Systeme erreichen solch hohe Wirkungsgrade nur bei einem kleineren Abstand, was den Einsatz bei Fahrzeugen mit größerer Bodenfreiheit einschränkt", so Priv.-Doz. Dr.-Ing. René Marklein, Projektleiter am IWES.

Bei Bedarf kann das Elektroauto auch mit den gewohnten Kabeln geladen werden, die Wissenschaftler haben das System so ausgelegt, dass es dem Fahrer maximale Flexibilität erlaubt.

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