Ladesäulen für Elektroautos: Weg mit dem Kabel!

Ladesäulen für Elektroautos: Weg mit dem Kabel!

von Peter Vollmer

Eine neue Ladesäule soll die Probleme bestehender Induktionslösungen umgehen – mit Miniaturisierung.

Induktion gilt als Zukunftstechnologie der Elektromobilität – denn mit ihr lassen sich Elektroautos kabellos laden. Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft haben nun eine Säule entwickelt, die viele Probleme anderer Ansätze umgeht.

In Italien gibt es bereits seit Jahren Elektro-Busse, die mit Induktionsschleifen vor den Haltestellen aufgeladen werden. Was in Genua, Turin oder vielleicht auch Berlin funktioniert, ist für Autos noch Zukunftsmusik.

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Dennoch haben viele vor Augen, wie Elektroautos künftig kabellos Strom tanken: "Vor allem im Winter oder bei Regen nervt das Kabel. Schnee, Matsch und Wasser – was an den Kabeln klebt, klebt auch an den Händen", sagt Bernd Eckardt, Abteilungsleiter Fahrzeugelektronik am Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB. Er hat deshalb in monatelanger Arbeit einen Prototyp entwickelt, der ein Auto in relativ kurzer Zeit aufladen kann – und viele Kinderkrankheiten der Induktionsladung hinter sich lässt.

Der derzeitige Lade-Ansatz besteht darin, Induktionsflächen auf der Unterseite des Wagens zu montieren und diesen über eine Ladestation im Boden aufzuladen. Allerdings müssen die dazu genutzten Induktionsspulen sehr leistungsfähig sein, da der Bereich dazwischen zehn bis 20 Zentimeter beträgt. Leistungsfähige Spulen müssen groß sein – und große Spulen sind teuer.

Katzen auf der LadezoneDeshalb versuchten die Forscher, ein Auto von der Vorderseite zu laden. Da damit der Spulenabstand extrem verringert ist (bis fast zur Berührung), kommt die Anlage mit wesentlich kleineren Spulen aus als bisherige Bodenlader. Dadurch hat das System eine größere Energieeffizienz, ist günstiger und weniger störanfällig.

Denn bei der Bodenladung können Gegenstände zwischen die Spulen geraten. Normalerweise kein Problem – wenn es nicht metallhaltige Folien sind, etwa von Zigaretten- oder Kaugummipackungen. Diese können sich nämlich entzünden. Ein weiteres, eher kurioses Problem: Die leicht erhöhte Wärme der Bodenspulen zieht Katzen und andere Tiere an, die einen komfortablen Ruheplatz suchen und damit die Aufladung unterbrechen.

Da die etwa hüfthohe Säule aus Kunststoff besteht, kann der Wagen auch dagegen stoßen: "Das Auto kann quasi darüber hinwegfahren. Schäden an der Karosserie entstehen bei der Berührung nicht", so Eckardt. Andere Stationen waren da bislang empfindlicher, etwa das ähnliche Modell des Hamburgers Karabag.

Aufladung über Nacht möglichDurch einige Verbesserungen, beispielsweise der Spulen, sind die Fraunhofer-Forscher mittlerweile so weit, dass der Prototyp drei Kilowatt mit einer Effizienz von 95 Prozent übertragen kann: "Aktuelle Elektroauto-Modelle sind innerhalb einer Nacht aufgeladen", sagt Eckardt.

Als nächstes wollen die Forscher die Leistungsstärke der Spulen verbessern, um mit der schnellen Weiterentwicklung der Batterien mithalten zu können. Die Konkurrenz ist groß: Viele namhafte E-Fahrzeugbauer arbeiten derzeit an Induktions-Lösungen. Deshalb will Eckardt die Kosten weiter reduzieren: "Ladesäulen werden heute mit dem Auto verkauft. Nur wenn der Preis stimmt, wird aus der Technologie ein Massenprodukt."

Welche Technik sich zum laden der Stromer am Ende durchsetzt, ist noch nicht abzusehen. "Ladestraßen" mit kilometerlangen Spulenbahnen wären eine Lösung, sodass der Akku sich während der Fahrt auflädt. Auch ein System, bei dem die leeren Autobatterien regelmäßig ausgetauscht werden, ist vorstellbar – etwa für den US-Autobauer Tesla. Für das heimische Aufladen könnten die Fraunhofer-Forscher die geeignete Technologie gefunden haben.

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