Kabelloses Ladesystem für daheim und unterwegs
Im Gegensatz zum Laden an einer Wallbox ist für das induktive Laden eines Elektroautos kein Kabel erforderlich, was den Ladeprozess komfortabler macht. Auch das Laden unterwegs während der Fahrt ist mit Induktion möglich und bietet viele Vorteile für den Ladeprozess. Aktuell gibt es jedoch noch großes Optimierungspotenzial für dieses Ladesystem, u.a. bzgl. der Ladeleistung.
Wie funktioniert induktives Laden für Elektroautos?
Im Grunde genommen funktioniert das kabellose Laden von e-Autos wie beim Smartphone oder einer elektrischen Zahnbürste, nur dass die stationäre Kupferspule in der Straße eingebaut ist und die zweite Spule im Fahrzeugboden. In der unter der Straße befindlichen Spule fließt Wechselstrom, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird.
Wenn die Spule im Elektroauto in die Nähe des Magnetfelds kommt, wird in ihr ebenfalls Wechselstrom erzeugt, der im Anschluss in Gleichstrom umgewandelt wird und den Akku auflädt.
Vorteile des induktiven Ladens für E-Autos:
- ermöglicht den Einsatz kleinerer Batterien
- Reichweite kann nach Belieben erhöht werden (durch Laden während der Fahrt)
- Zeitersparnis durch weniger Ladestopps (ebenfalls durch Laden während der Fahrt)
Induktives Laden bei BMW
BMW ist Vorreiter in Sachen induktives Laden für Daheim. Der Hersteller hat diese Lademöglichkeit 2018 für das Hybridfahrzeug 530e eingeführt. Das System ist aber noch lange nicht ausgereift, denn beim sogenannten „Groundpad“, wie BMW die Ladeeinrichtung bezeichnet, muss das Fahrzeug eine exakte Position über der Spule einnehmen, damit der Kontakt mit dem Magnetfeld hergestellt wird. Man muss also ggf. mehrfach rangieren, um den „richtigen Ladepunkt zu treffen“. Dabei hilft das Navi, indem es mit Richtungspfeilen die exakte Ausrichtung zur Ladeplatte angibt. Außerdem liefert die Platte lediglich eine Ladeleistung von 3,2 kWh.
Im Prinzip ist diese statische Lösung zum induktiven Laden aber eine gute Option für das Laden auf öffentlichen Parkplätzen.
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Induktives Laden unterwegs
An der TU Braunschweig gibt es ein Wissenschaftsprojekt namens „eCharge“, das die Möglichkeit des induktiven Ladens während der Fahrt erforscht. In Zusammenarbeit mit der Autoindustrie, dem Verkehrswegebau und der Energie-Infrastruktur arbeiten die Wissenschaftler an sogenannten Ladekorridoren.
Dabei handelt es sich um 25 Kilometer lange Abschnitte auf Autobahnen, in deren Asphalt Induktionsmodule integriert werden. Sie sollen sich ca. 10 cm unter dem Asphalt befinden. Über Steuereinheiten am Straßenrand sollen die Elektroautos ihren Bedarf nach Strom anzeigen, was wiederum den Ladevorgang startet.
Ziel ist es, durch die Ladevorgänge die Reichweite der Fahrzeuge um rund 20 Prozent zu erhöhen.
Im Zuge von „eCharge“ wird auch an einem Straßenbelag gearbeitet, der zu diesen Anforderungen passt, sowie an einem Abrechnungsverfahren.
Weitere Forschungsprojekte zum induktiven E-Auto laden
Seit 2019 gibt es an der Universität Duisburg-Essen das Projekt TALAKO – Taxi-Lade-Konzept für den öffentlichen Raum. Dafür wurden in Köln und Mühlheim Taxistände mit unterirdischer Ladefunktion errichtet.
ElectReon und EnBW testen gemeinsam das induktive Laden von ÖPNV-Bussen. Die Teststrecke wird aktuell in Karlsruhe errichtet, wobei die Ladetechnik wie bei „eCharge“ in den Straßenbelag integriert wird. Bei der Überfahrt sollen die Busse geladen werden.
Seit Juni 2020 ist auch Oslo an der Entwicklung bzw. am Test induktiver Ladeoptionen beteiligt. Dabei werden Jaguar I-Pace-Taxen eingesetzt, die an bestimmten Taxiständen kabellos aufgeladen werden, wobei mit bis zu 300 kW ein schneller Ladeprozess zur Verfügung steht.
Eine wichtige Rolle bei der Entwicklung induktiver Ladetechnik für e-Autos spielt das von MIT-Professoren gegründete Unternehmen WiTricity. China präsentierte Anfang 2020 einen Standard für das kabellose Laden, das größtenteils auf den Entwicklungen von WiTricity basiert.
Stromverluste beim kabellosen Laden von E-Autos
Das induktive Laden von e-Autos ist zwar bequemer, durch diese Lademöglichkeit wird jedoch mehr Strom verbraucht als mit einem Kabel. Bei einem Smartphone oder anderen induktiv ladbaren elektrischen Geräten mag das nur einen geringen finanziellen Nachteil haben, beim Elektroauto macht sich das aber (aktuell noch) deutlich bemerkbar.
Hinzukommt, dass durch die Reifen ein direkter Kontakt mit der Ladeplatte verhindert wird, sodass der Abstand zwischen Sender und Empfänger erhöht ist. Auch das führt zu Ladeverlusten.
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