Kabelloses Laden von Elektroautos

Das induktive Laden scheint äußerst praktisch zu sein und ist keine neue oder ungetestete Technologie. Warum wird es also nicht bereits verwendet?

Das kabellose Laden von Autos – oder induktives Laden, wie es korrekter genannt wird – ist im Wesentlichen die gleiche Technologie wie das kabellose Laden von Mobiltelefonen, das heute ein alltäglicher Komfort ist, nur dass es sich um Ihr Elektroauto handelt. Einfach über dem Ladepad parken und los geht’s, der Akku wird aufgeladen. Keine Kabel und Steckdosen, um die Sie sich kümmern müssen; Schnelle Ladegeschwindigkeiten sind auch über kabelloses Autoladen möglich.

Es ist schon seit Ewigkeiten geplant, scheint aber immer noch eine kommende Technologie zu sein, aber warum? Vor mehr als fünf Jahren kündigten Audi, BMW und Jaguar die Einführung des induktiven Ladens an. In Pilotprojekten wurden verschiedene drahtlose Technologien vorgestellt, wobei die meisten ein tragbares Ladepad bevorzugten, das zum Aufladen unter das Auto gesteckt werden kann. Unternehmen, die sich auf industrielles induktives Laden für Taxistände, Lieferdepots usw. konzentrieren, bevorzugen fest in den Boden eingelassene Platten, die schnellere Laderaten ermöglichen können.

Das neueste Pilotprojekt zum kabellosen Laden wird in Göteborg, Schweden, von einem Zusammenschluss von Unternehmen durchgeführt, darunter Volvo und InductEVs – ein Unternehmen, das seit 2014 die induktive Ladetechnologie anführt und in diesem Projekt kabellose Autoladeplatten zur Unterstützung eines Taxistands bereitstellt elektrischer Volvo XC40.

In diesem Fall können die Platten eine Ladeleistung von bis zu 40 kW liefern – gut für etwa 100 Meilen Reichweite pro Stunde Ladezeit – und werden dazu beitragen, den XC40 für voraussichtlich etwa 12 Stunden Bereitschaftsbetrieb pro Tag mit Strom zu versorgen.

In Nottingham wurde gerade auch ein weiterer Versuch zum kabellosen Aufladen von Autos am Taxistand abgeschlossen. Das Projekt „Wireless Charging of Electric Taxis“ (WiCET), das mit 3,4 Millionen Pfund vom Büro für emissionsfreie Fahrzeuge der Regierung finanziert wurde, nutzte 10-kW-Ladepads, um die Batterien von 10 Plug-in-Hybrid-Taxis von Nissan und LEVC aufzuladen, während diese auf Fahrgäste warteten.

Das Feedback der Taxifahrer war positiv. Viele gaben an, dass sie den Komfort genossen, aber – angesichts der langsamen Ladegeschwindigkeit verständlicherweise – sagten viele auch, dass sie sich über ein schnelleres Laden freuen würden. Das Projekt endete Anfang 2023 und es gibt keine Bestätigung darüber, ob die Technologie der In-situ-Ladeplatten dauerhaft übernommen wird.

Es verwendet tatsächlich fast die gleiche Technologie wie das kabellose Laden von Mobiltelefonen, nur in größerem Maßstab. Beim induktiven Laden ist der Transformator zwischen dem Fahrzeug und der Straßenoberfläche aufgeteilt, wobei eine Hälfte (die Primärspule) in der Straße oder im Ladepad vergraben ist und die Sekundärspule einen Teil des Fahrzeugs bildet.

Beim Parken des Fahrzeugs über Kopf erfolgt eine induktive Kopplung, sodass Strom von der Spule in der Straßenoberfläche oder der Unterlage auf die Spule im Fahrzeug übertragen werden kann, sodass das Laden ohne physisches Kabel möglich ist.

Dabei handelt es sich im Wesentlichen um eine recht unkomplizierte Technologie, die für kleinere elektronische Geräte bereits weit verbreitet ist. Was die Frage aufwirft ...

Es gibt sicherlich einige echte Schwierigkeiten beim kabellosen Laden. Dr. Gavin Harper, Forschungsstipendiat der Faraday Institution an der Universität Birmingham, erklärt: „Effizienz ist ein Problem. Induktives Laden führt im Vergleich zu einer direkten Kabelverbindung zu Energieverlusten während des Ladevorgangs. Dies liegt daran, dass die Energie drahtlos über ein Kabel übertragen wird.“ elektromagnetisches Feld, das zu Wärmeableitung und anderen Ineffizienzen führen kann.

„Um das induktive Laden effizienter zu machen, arbeiten Forscher daran, die Ladespulen zu optimieren und neue Materialien zu entwickeln, die Energieverluste reduzieren.“

Es gibt auch praktische Probleme. Die Störung, die mit dem Versenken fester Ladeplatten in einem Parkplatz, einer Auffahrt oder einer Straßenoberfläche einhergeht, kann teuer sein und – wenn sie sich auf öffentlichem Gelände befinden – möglicherweise sehr störend für die vorhandenen Versorgungsleitungen unter der Oberfläche sein.

Die Notwendigkeit, das Fahrzeug genau über der Ladestation auszurichten, ist ein weiteres Problem, aber die wohl größte Hürde ist das Fehlen eines universellen Standards für das kabellose Laden von Autos.

Ein Sprecher von BMW sagte gegenüber dem Telegraph: „Während die BMW Group 2018 als erstes Unternehmen mit induktivem Laden auf den Markt kam, haben wir dieses Angebot nach einer zweijährigen Testphase eingestellt, da es noch keine gemeinsamen Standards für die Kommunikation (Protokoll) zwischen dem Auto und dem Fahrzeug gibt.“ Ladestation an öffentlichen Orten. Ein gemeinsames Protokoll ist wichtig, um Autos verschiedener Marken die Nutzung von Induktionslademöglichkeiten zu ermöglichen. Auch an privaten Orten ist der wahrgenommene Kundennutzen des induktiven Ladens gegenüber einer Wallbox mit festem Kabel gering, insbesondere wenn dies erheblich ist höhere Kosten für induktive Ladehardware werden berücksichtigt.“

Nun ja, so eindeutig ist das nicht. Auch wenn BMW die Idee auf absehbare Zeit aufgegeben zu haben scheint, ist das kabellose Laden von Autos immer noch ein Gesprächsthema für viele Hersteller, nicht nur für Volvo, sondern auch für Stellantis, das kürzlich das Peugeot-Inception-Konzept mit kabelloser Ladetechnologie vorgestellt hat – wenn auch dort Es gibt keine Bestätigung von Peugeot, ob und wann das Unternehmen seine Produkte mit Induktionsladung ausstatten wird.

Auch in die Technologie wird weiterhin sehr stark investiert und von Unternehmen wie InductEVs und Magment GmbH weiterentwickelt, wobei der Fokus eher auf der kommerziellen Nutzung als auf dem Einzelhandel liegt. Das Münchner Unternehmen Magment behauptet sogar, am heiligen Gral der Ladelösungen zu arbeiten – dem dynamischen kabellosen Laden.

Das Unternehmen erklärt: „Dynamisches Laden ist die zukünftige Lösung zum Laden von Elektrofahrzeugen, bei der in Autobahnpflastern installierte Geräte mithilfe eines Magnetfelds elektrische Energie an batteriebetriebene Elektrofahrzeuge auf der Straße liefern. Eine an der Fahrzeugunterseite montierte Antenne durchdringt das Magnetfeld.“ Erzeugt einen elektrischen Strom, der die Batterien auflädt. Magment und Heritage Environmental Technologies LLC haben sich zusammengeschlossen, um eine magnetisierbare Asphaltmischung zu entwickeln, die für die dynamische Übertragung drahtloser Energie verwendet werden kann.“

Es wird behauptet, dass das Unternehmen diese Technologie noch in diesem Jahr für den Einsatz in den USA anbieten kann, und das gleiche Joint Venture arbeitet auch daran, kabelloses Laden in China anzubieten.

Letztendlich bietet das kabellose Laden von Autos unbestreitbare Vorteile, nicht nur im Hinblick auf den Komfort, sondern könnte auch das Laden von Elektroautos für alle Fahrer von Elektrofahrzeugen mit Behinderungen oder eingeschränkter Mobilität zugänglicher machen. Darüber hinaus könnte das Induktionsladen eine Lösung für jene Straßen sein, auf denen das Parken abseits der Straße nicht möglich ist und das Laden am Straßenrand eingeschränkt ist oder hinderlich wäre.

Kommerzielle Nutzungen scheinen der natürliche Ausgangspunkt zu sein; Die Möglichkeit, einen Bus drahtlos aufzuladen, während er am Busbahnhof geparkt ist, oder einen LKW schnell aufzuladen, während er an einer Ladestation oder Raststätte steht, hat große Vorteile gegenüber der Anbindung des Fahrzeugs an eine Ladestation.

„Ich bin zuversichtlich, dass kabelloses Laden für bestimmte statische Anwendungen verfügbar gemacht wird“, sagt Dr. Harper, „insbesondere im Bereich der öffentlichen Verkehrsinfrastruktur.“

„Ich denke, dass das ‚dynamische‘ kabellose Laden, bei dem man während der Fahrt auflädt, in Großbritannien, wenn überhaupt, wahrscheinlich noch viel weiter entfernt sein wird. Die Herausforderungen bei der sinnvollen Umsetzung dieses Ansatzes sind nicht unerheblich.“

Wird kabelloses Laden also jemals eine „Dinge“ sein? Nun, es ist sehr wahrscheinlich, dass es eher früher als später in bestimmten statischen industriellen Anwendungen zum Einsatz kommt. Aber was das kabellose Aufladen Ihres Autos auf der Straße oder zu Hause angeht – oder sogar das Aufladen während der Fahrt? Es könnte eine sehr lange Wartezeit sein.