Schluss mit Steckern

Spezial Fahrzeugtechnik

Elektromobilität – Induktive Ladetechnik dynamisiert die Elektromobilität. Was für manchen nach einem leerem Marketingspruch klingt, liegt in der Realität fertig entwickelt in den Schubladen innovativer Unternehmen und ist zum praktischen Einsatz bereit.

04. Mai 2012

Bruno Sewering fährt Montagmorgen zum Flughafen, biegt flott in die Parkgarage ein und stellt sein Elektroauto ab. Der Batteriestand zeigt 75 Prozent. Rückflug am gleichen Tag, Bruno Sewering begibt sich zum Parkhaus, steigt in sein Auto und macht sich flott auf den Heimweg. Batteriestand: 100 Prozent.

Wie ist die wundersame Vermehrung zu erklären? Die Lösung: Im Parkplatzboden ist induktive Ladetechnik integriert. Die Batterie lädt vollautomatisch, berührungslos, ohne Kabel und ohne Stecker. Diese neue massentaugliche Methode könnte dem Elektroauto zum Durchbruch verhelfen.

Das technische Prinzip ist einfach erklärt: In der Bodenfläche ist der Primärteil, die Sendespule, integriert. Sie wird von einer Energieeinspeisung versorgt und erzeugt das Magnetfeld für die Energieübertragung. Ein heranfahrendes Fahrzeug »weckt« das Sendesystem aus dem Stand-by auf. Je nach Art und Betreiber der Ladeeinrichtung muss sich das Fahrzeug identifizieren – das erfolgt völlig automatisch.

Über eine Anzeige im Armaturenbrett lässt sich das Fahrzeug optimal auf dem Ladesystem positionieren; die Energie wird zum Fahrzeug, dem Sekundärteil, übertragen, die Batterie lädt sich auf. Bei vollem Energiespeicher geht das Sendesystem zurück in den Stand-by-Zustand.

Dieses Prinzip ist einfach und lässt sich überall anwenden, beim Einkaufen, während der Arbeit, auf Autobahnraststätten und in der eigenen Garage. Für Bruno Sewering hat sich die Frage nach der Reichweite seines Elektrofahrzeuges damit erledigt. Auch Themen wie Lärmentwicklung, Umweltbelastung und hohe Benzinpreise gehören für ihn mit der neuen Lösung der Vergangenheit an.

Was nach Zukunftsmusik klingt, stellt Brose-SEW dem Markt bereits technologisch ausgereift vor. Das Joint Venture des Automobilzulieferers und des Antriebsherstellers profitiert dabei von seiner Erfahrung mit induktiver Energieübertragung im industriellen Einsatz und bei technologisch anspruchsvollen fahrerlosen Transportsystemen (FTS). Autonome Transportfahrzeuge laden ihre Batterie während der Fahrt über Ladestrecken auf und liefern dann ihr Transportgut an beliebige Abladestellen. Bei der nächsten Fahrt über die Ladestrecke reicht es, die verbrauchte Energie nachzuladen.

Überall leicht zu montieren

Brose-SEW verzichtet auf jede externe Sensorik und setzt auf geringe Flussdichten. Weil das System Stromschwankungen gut verarbeitet, lässt es sich auch mit Photovoltaik oder anderen alternativen Energien laden. Die Einspeisegeräte sind leicht zu montieren und finden an jeder Garagenwand Platz, die Feldplatte lässt sich überall auflegen oder im Boden integrieren. Die Nachrüstung der Fahrzeuge erfolgt problemlos, wobei die mobile Feldplatte an die jeweiligen Unterböden in Größe und Form angepasst wird.

Fachleute sagen dem Modell von Brose-SEW aus mehreren Gründen voraus, dass es sich breit und vergleichsweise schnell durchsetzen wird: Es integriert sich in Systemarchitekturen der Automobilindustrie, nutzt die bestehende Verkehrsinfrastruktur, reduziert den bislang bremsenden Kostenfaktor Batterie, hält den Ladestand konstant hoch und erlaubt den Einsatz kleinerer, leichter Batterien. Zudem stößt die einfache Installation bei vielen Branchen wie Taxidiensten und Lieferdiensten auf reges Interesse. Bei Taxis genügt als einfachste Lösung eine Linie von Ladematten oder, eleganter, eine in den Boden der Standreihe integrierte Primärspule. Brose-SEW-Vertriebsleiter Andreas Zühlcke bringt die induktive Ladetechnik auf den Punkt: »Dem kontaktlosen Laden wird die Zukunft gehören. Der Stecker hat ausgedient.«

Technischer Hintergrund

Induktives Laden bei Elektroautos

-Das Grundschema des induktiven Ladekonzepts kennt man aus dem Physikunterricht: Die Energieübertragung beruht auf dem Transformatorprinzip. Wechselstrom erzeugt in einer Primärspule ein Magnetfeld, das in einer Sekundärspule wieder Wechselstrom erzeugt. Je höher die Frequenz, umso weiter lässt sich die Energie berührungslos übertragen. 140 Kilohertz Übertragungsfrequenz sind es bei der Lösung von Brose-SEW, 200 Millimeter breit ist der Übertragungsspalt. Weit genug für eine im Parkplatzboden eingelassene Primärspule, um eine im Fahrzeugboden installierte Sekundärspule problemlos mit Strom zu versorgen.

-Jede Primärspule ist an einem Energieeinspeisegerät angedockt, das sich im Stand-by befindet. Um dieses zu aktivieren, hält ein Elektrofahrzeug einfach über der Spule. Der Ladestand der Batterie des Wagens wird automatisch erkannt. Ist der Akku voll, wechselt das Einspeisegerät wieder ins Stand-by. Die Energie, die über die Sekundärspule weitergeleitet wird, lädt aber nicht allein die Batterie auf. Sie steht dem gesamten Bordstromnetz zur Verfügung und versorgt zum Beispiel Standheizung oder andere Systeme. Die Spulen sind elektromagnetisch abgeschirmt. Dadurch kann kein Magnetfeld in den Boden oder in den Fahrgastraum eindringen.

-Bei jedem Stopp wird die Batterie automatisch nachgeladen. Das schont den Energiespeicher und das Fahrzeug hat immer genügend Energie für seine maximale Reichweite zur Verfügung. Wie leistungsstark elektrisch geladene Fahrzeuge sind, hängt letztlich von ihrer Energieversorgung ab. Die Ladeleistung ist bei der Lösung von Brose-SEW bewusst auf drei Kilowatt begrenzt. Dies ermöglicht den Einsatz der weit verbreiteten Schuko-Steckdosen mit 230 Volt und 16 Ampere Absicherung.

-Wenn in der Zukunft flächendeckend Drehstromanschlüsse an Parkplätzen vorhanden sind, lässt sich auch mehr Leistung übertragen. Eines der ersten Fahrzeuge betreibt Lufthansa Technik auf dem Flughafen in Frankfurt.

Erschienen in Ausgabe: 03/2012