Das kabellose Laden von Stromern ist nicht neu, so wirklich serienreif scheint aber noch kein System. Nun mischt auch der Fraunhofer-Ableger IISB aus Erlangen mit, effizient und günstig soll das jüngst präsentierte System sein.
Zahnbürsten, Mobiltelefone, (PC)Mäuse, Kopfhörer; einige technische Ideen werden längst ohne Kabel angeboten. Auch beim Thema Elektroautos sind die Hersteller am Forschen, was laut Dr. Bernd Eckardt, Abteilungsleiter Fahrzeugelektronik am Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB), nicht überrascht.
„Vor allem im Winter oder bei Regen nervt das Kabel. Schnee, Matsch und Wasser – was an den Kabeln klebt, klebt auch an den Händen“,
weiß Eckardt als E-Autofahrer aus eigener Erfahrung.
Ganz ohne Schmutz: Induktion für Elektroautos
Die Induktion via Magnetfeld ist da deutlich komfortabler und in manchen Bereichen – siehe oben – längst gang und gäbe. Bei Fahrzeugen mit Elektroantrieb scheint die Forschung aber nicht weiter als vor Jahren. Bisher ist der Ansatz auch recht simpel: Induktionsspulen im Fahrzeugboden und Ladestationen im Boden dienen der Energieübertragung, wobei wegen dem großen Abstand von bis zu 15 cm die Spulen jeweils leistungsstark und somit groß (und teuer) ausfallen. Obendrein können Tiere oder Gegenstände die Energieübertragung unterbrechen, vor allem Katzen mögen die leicht erwärmte Ladefläche im Boden. Metallische Papiere von Kaugummi- oder Zigarettenpackungen können bei Kontakt mit den Spulen und durch die folgende starke Erwärmung sogar in Brand geraten.
Fraunhofer geht daher den Weg von vorn statt von unten. Innerhalb eines Jahres haben die Erlanger Forscher ein System entwickelt, bei welchem das Elektroauto von der Front geladen wird und die Spulen sich berühren. In Folge fallen die Spulen deutlich kleiner aus und messen im Durchmesser nur noch 10 statt der bisher üblichen 80 Zentimeter. Daher ist die Fraunhofer Idee effizienter, kostengünstiger und weniger anfällig für Störungen.
Kleiner, günstiger, sicherer: Induktion via Fraunhofer
Außerdem ist das Fraunhofer System denkbar einfach. Eine hüfthohe Ladesäule aus Kunststoff wird angefahren und gibt bei Berührung nach, klappt bei zu viel Druck sogar komplett nach unten weg. Eckardt:
„Das Auto kann quasi darüber hinwegfahren. Schäden an der Karosserie entstehen bei der Berührung nicht.“
In der Ladesäule sind schließlich mehrere Spulen – vertikal überlappend in der Säule, horizontal überlappend hinter dem Nummernschild des Elektroautos oder Plug-in-Hybrid – eingebaut und übertragen den Strom. Der fließt übrigens auch, wenn die Ladesäule nicht exakt angefahren wird.
Dank dem Know-how aus zwölf Jahren Forschung an Leistungselektronik für Elektrofahrzeuge sowie zwei Jahren am induktiven Laden legte vor allem die Leistung der Spulen zu. Eckardt:
„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.“
Im Fokus steht nun noch mehr Leistung und eine Senkung des Preises. Eckardt:
„Ladesäulen werden heute mit dem Auto verkauft. Nur wenn der Preis stimmt, wird aus der Technologie ein Massenprodukt.“
Ein Termin zur Serie der Fraunhofer-Ladesäule ist daher noch unbekannt.
Bild: Fraunhofer IISB
