Induktives Laden bei Elektroautos

– das sind die aktuellen Forschungsergebnisse 

Die Idee des induktiven Ladens von Elektrogeräten ist nichts neues – viele Smartphonehersteller bieten induktive Ladestationen an und ein großes schwedisches Einrichtungshaus verkauft Möbel, die ebenfalls über induktive Ladestationen verfügen. Auch das induktive Laden von Elektrofahrzeugen ist bereits seit deren Entwicklung ein Thema, allerdings sind die benötigten Ströme und Dimensionen für ein Elektroauto sehr viel größer als zum Beispiel beim Laden eines Telefons.

Das Wirkprinzip bleibt jedoch gleich: zwei Spulen, hier: eine im Boden und eine im Fahrzeug, müssen möglichst nah beieinander liegen. Durch den Wechselstromfluss in der Ladespule wird ein Magnetfeld mit wechselnden Polen erzeugt, das wiederum in der Fahrzeugspule einen Strom induziert. Auf diese Weise kann dann ein Ladestrom zum Akku fließen und das Elektrofahrzeug wird aufgeladen. Dabei ist die exakte Position der beiden Spulen sowie ein möglichst geringer Abstand zwischen beiden von größter Bedeutung, da sonst der Wirkungsgrad des Ladevorgangs rasch abnimmt. 

Wirkungsgrade fast wie beim kabelgebundenen Aufladevorgang

Im Rahmen des Forschungsprojekts Future Electric Energy Distribution by Aggregated Clusters and Cars with Automated Response, auch kurz FEEDBAC CAR genannt, konnten ForscherInnen beim induktiven Laden von Elektrofahrzeugen nun Wirkungsgrade von bis zu 90% erreichen.

Damit haben die Beteiligten einen entscheidenden Meilenstein bei der Entwicklung von induktiven Lademöglichkeiten erreicht, denn ihre kabellose Version steht den herkömmlichen kabelgebundenen Lademöglichkeiten in Sachen Wirkungsgrad nichtmehr nach. Axel Hoppe, der Leiter des Magdeburger Instituts für Automation und Kommunikation, sagte dazu: „Anders als häufig angenommen ist das kabellose Laden annähernd ebenso effektiv wie ein herkömmliches Aufladen mit Ladekabel, denn es werden Systemwirkungsgrade vom Netzanschluss bis zur Batterie, von mehr als 90 Prozent erreicht“.

Um diesen beachtlichen Wirkungsgrad erzielen zu können erforschten und erprobten die ForscherInnen insbesondere die Verwendung und Anordnung verschiedener Spulentypen und untersuchten diese dann auf ihren Wirkungsgrad sowie auf ihren Platzbedarf und ihre elektrischen und thermischen Eigenschaften. Dabei konnten die ForscherInnen feststellen, dass beim induktiven Laden große Unterschiede in der zu verwendeten Technik zwischen den zu ladenden Fahrzeugen liegen. 

Elektroauto und autonom?

Übrigens liegt die Zukunftsvision von FEEDBAC CAR nicht unbedingt darin, induktive Lademöglichkeiten für die heimische Garage zu konzipieren, sondern vielmehr sollen die Forschungsergebnisse in autonome Fahrsysteme eingebunden werden. So sollen autonome Fahrzeuge bald nicht nur autonom fahren, sondern sich auch selbstständig mithilfe von induktiven Ladestationen aufladen können – ganz ohne Menschenhand.

Dies eröffnet viele neue Möglichkeiten für simples Laden, so können autonome Taxen in ihren Wartzeiten selbstständig die Ladestation aufsuchen und den Ladevorgang beginnen oder Systeme in Parkplätzen verbaut werden, die die Fahrzeuge während des Parkvorgangs aufladen. Dabei können induktive Ladestationen im Boden versenkt werden und sind somit weder Wind und Wetter noch Zerstörung durch Vandalismus ausgesetzt. Bis es so weit ist, wird aber noch einige Zeit vergehen, da induktive Ladestationen teuer in der Anschaffung sind und ein exaktes Positionieren des Fahrzeugs über der Spule erfordern.

Diese Hersteller arbeiten am induktiven Laden

Der japanische Autohersteller Nissan präsentierte bereits im Jahr 2017 auf einer Computermesse sein kabelloses Ladesystem „Halo“. Dieses System wurde gemeinsam mit dem amerikanischen Konzern Qualcomm entwickelt und kann eine Ladeleistung von 3,7 bis 22 Kilowatt erbringen. Im Jahr 2019 kaufte Witricity das Ladesystem Halo dann auf und möchte es nun zu einer interoperablen Plattform ausbauen, mithilfe derer Elektrofahrzeuge verschiedener Hersteller induktiv geladen werden können.

Auch auf dem deutschen Fahrzeugmarkt arbeiten die Hersteller auf induktive Lademöglichkeiten hin. BMW und Mercedes unterstützen dabei das Halo Ladesystem und führen erste Versuche damit durch. So werden zum Beispiel die Ärztewagen und die Pace Cars der Formel E bereits mithilfe von induktiven Ladestationen geladen. 

Quelle:

https://www.erneuerbar-mobil.de/projekte/feedbac-car