Elektromobilität – Schnellladen ohne Kabel

Künftig wird man Elektroautos auch ohne Kabel sehr schnell aufladen können, darin sind Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg einen Schritt weiter gekommen. Sie haben ein System entwickelt, dass ein E-Auto sechsmal schneller auflädt als bisher.

Bei dem hocheffizienten Laden ohne Kabel erfolgt die Energieübertragung an die Autobatterie über ein Magnetfeld zwischen zwei Spulen. Die stationäre Spule wird in die Straße oder den Parkplatz eingelassen, während die zweite, mobile Spule in den Fahrzeugboden integriert ist. Die ersten [foto id=“473857″ size=“small“ position=“right“]Prototypen des Ladesystems erweisen sich laut Fraunhofer-Institut als sehr effizient: Mit 22 kW Leistung lädt das Auto hier maximal. Das entspricht der Leistung einer schnelleren Ladestation mit Kabel.

„Bei den bereits verbreiteten induktiven Ladesystemen für Elektrofahrzeuge wird mit einer Leistung von 3,5 kW geladen“, so Teamleiter Stefan Reichert. „Das heißt, die Ladezeit ist jetzt um den Faktor 6,2 kürzer.“ Damit sei es möglich, eine übliche Elektrofahrzeugbatterie in weniger als einer Stunde auf 80 Prozent ihrer Kapazität zu laden. Darüber hinaus ist das neue System effizienter: „Bei unserem Ladesystem erreichen wir 95% Gesamtwirkungsgrad“, sagt Reichert. Vom Stromnetz bis zur Batterie gehen also nur fünf Prozent verloren, bisher werde die Effizienz bei den verbreiteten Systemen typischerweise mit 90% angegeben. Darüber hinaus kann das weiterentwickelte Ladesystem auch Strom aus der Fahrzeugbatterie ins Netz zurückspeisen.

Bei der Arbeit der Forscher stand die Optimierung der Wirkungskette des Ladevorgangs im Mittelpunkt. Unter anderem wurden neue Halbleiterbauelemente aus Siliziumkarbid eingesetzt. Dadurch konnte die Effizienz der leistungselektronischen Wandler erheblich gesteigert werden. Sie erzeugen zum Beispiel das hochfrequente Magnetfeld.

Derzeit ist das hocheffiziente induktive Ladesystem ein Forschungsprojekt, wann es marktreif und damit flächendeckend einsatzbereit ist, dazu wollen die Wissenschaftler nicht spekulieren. Systeme zum induktiven Laden gibt es seit einigen Jahren, bisher hat sich die Möglichkeit zum Laden ohne Kabel nicht durchgesetzt.