E-Autos aufladen per Induktion ohne Kabel

Nun forschen Wissenschaftler der Technischen Universität Braunschweig gemeinsam mit Partnern aus der Autoindustrie, dem Verkehrswegebau und der Energie-Infrastruktur an einem Projekt zum induktiven, also kabellosen Laden von Elektroautos während der Fahrt!

Die Induktionsspulen im Boden und im Unterbau des Autos übertragen Energie über ein Magnetfeld.

Bild: Werk

Das Projekt "eCharge" soll ein System hervorbringen, das in den Asphalt integrierte Induktionsmodule nutzt. Beim Neubau oder der Erneuerung eines Streckenabschnitts werden in ca. zehn Zentimeter Tiefe elektrische Ladespulen in den Asphalt eingefügt. Sie sind mit Steuereinheiten am Straßenrand verkabelt. Die Steuereinheiten bekommen vom E-Auto über das Modul in der Straße Bedarf nach Strom gemeldet – und schalten so das Laden frei und auch wieder ab. Bei erfolgreichem Abschluss der Forschung könnten beispielsweise auf der Autobahn jeweils 25 Kilometer lange Ladekorridore entstehen, die auf der Strecke eine um rund 20 Prozent größere Reichweite ermöglichen. Zusätzlich zur Induktionstechnologie soll im "eCharge"-Projekt ein Straßenbelag entwickelt werden, der die angedachte Aufgabe schadenfrei übernehmen kann – und darüber hinaus ein zuverlässiges Abrechnungsverfahren.

Das induktive Laden eines Elektroautos ist im weitesten Sinn identisch zum induktiven Laden beim Smartphone. Eine Kabelverbindung zwischen Ladestation und Auto entfällt. Die stationäre Spule wird in die Straße eingelassen, während die zweite, mobile Spule im Fahrzeugboden eingebaut ist. Durch die Spule im Boden fließt Wechselstrom, dadurch entsteht ein Magnetfeld. Kommt die Spule im Auto in die Nähe des Magnetfeldes, fließt Strom. Dieser Strom wird dann in den Akku des Fahrzeugs geleitet. Die Technische Universität Braunschweig sammelt seit 2014 mit dem kabellosen Elektrobus "Emil" Erfahrungen mit dem induktiven Laden. Neben der TU arbeiten am Projekt jeweils ein Teerbau- und ein Energieunternehmen sowie VW mit. Der Bund fördert das Projekt finanziell. Technischer Partner ist das israelische Unternehmen "ElectReon".

BMW hat 2018 induktives Laden für den 530e eingeführt. Allerdings nur statisch unter dem Auto – also beim Parken.

Bild: BMW Group

Neben der mobilen Variante lässt sich ein elektrifiziertes Fahrzeug auch statisch induktiv laden. Das könnte theoretisch auf Parkplätzen Realität werden. BMW hat da bereits Erfahrung. Die Bayern führten 2018 induktives Laden via "Groundpad" für das Plug-in-Hybridmodell BMW 530e ein. Doch wie schnell sich das System wohl verbreiten wird, ist zurzeit unklar. Denn es gibt technische Probleme zu überwinden: Die Spulen und der Akku müssen nicht einfach nur in der Nähe voneinander sein. Eine exakt definierte Distanz und idealerweise eine genaue Position sind vonnöten. Wer sein Smartphone schon mal mehrfach auf dem Ladepad verschieben musste, bevor der Ladevorgang startete, der kennt das Problem. Beim statischen Laden des Autos dürfte das ein besonders exaktes Rangieren voraussetzen und eine Kameraunterstützung nötig machen. Was das fürs mobile induktive Laden bedeutet, muss das "eCharge"-Projekt zur Induktion während der Fahrt noch herausfinden.

Dazu kommt ein weiteres Problem. Forscher der schweizerischen Forschungsstiftung Strom und Mobilkommunikation (FSM) fanden im Rahmen einer Studie heraus, dass induktives Laden mehr Strom verbraucht als das Laden per Kabel. Wird ein Smartphone induktiv geladen, erreichen maximal 60 Prozent der Energie den Akku. Der Rest geht in Form von Wärme verloren. Wenn das Telefon nicht exakt auf der Ladestation positioniert ist, sinkt die Effizienz sogar auf 40 Prozent. Das Ladekabel ist da mit 75 Prozent deutlich besser aufgestellt. Mit einem ähnlichen Stromverlust wäre beim induktiven Laden von Autos zu rechnen. Dessen Umsetzung würde jedenfalls Autofahrer ein Stück weit vom lästigen Verkabeln des E-Autos entbinden.