Parken, aussteigen und am nächsten Tag mit dem vollgeladenen Elektroauto wieder losfahren. Genau so muss das Laden funktionieren. Das Hantieren mit dem Kabel ist umständlich und ein Relikt aus dem vergangenen Jahrhundert. Zur Mobilität der Zukunft passt das nicht mehr.
Die ersten Autohersteller haben das erkannt und setzen auf induktives Laden. Dabei wird die Energie über ein elektromagnetisches Feld von einer Sendeeinheit auf dem Boden zu einer Empfängerplatte am Fahrzeugunterboden übertragen. Der Strom fliegt dabei sozusagen durch die Luft. Die Nase vorn hat im Moment BMW. Wireless Charging nennen die Münchner Autohersteller die kabellose Übertragung von Energie aus dem Stromnetz in die Batterie des Fahrzeugs. Dieses Werbevideo zeigt, wie es funktionieren soll:
Immerhin ist es keine abstrakte Zukunftsvision – als weltweit erste Autobauer gehen sie mit dem System zum induktiven Laden der Hochvoltbatterie in Serie.
BMW und Kia verbauen bereits
Für das Aufladen muss das Auto lediglich über einer Induktiv-Ladestation stehen, was BMW GroundPad nennt. Ob sich dies in der Garage oder auf der Straße befindet, spielt dabei keine Rolle. Der Kabelsalat hat damit auf jeden Fall ein Ende. Der Wirkungsgrad des Gesamtsystems liegt bei 85 Prozent. Perfekt ist das noch nicht. Aber schon ganz gut. Der Wirkungsgrad beim Laden mit Kabel liegt bei etwa 90 Prozent. Seit Ende April kann Wireless Charging als Sonderausstattung für den BMW 530e iPerformance und den bestellt werden.
Seit drei Jahren arbeitet Kia zusammen mit Mojo Mobility an der drahtlosen Übertragung am Hyundai-Kia America Technical Center (HATCI) . Eingesetzt wird es beim Minivan-Crossover Soul EV. Nach Angaben des südkoreanischen Autoherstellers kann das Ladesystem 10 Kilowatt (kW) übertragen. Der Wirkungsgrad soll wie bei BMW 85 Prozent betragen.
„Wir sind begeistert von dem Erfolg des Systems und seiner Effizienz“, sagt William Freels, Präsident von HATCI. Auf den Markt kommt die Ladetechnik im Moment aber nicht. Nach Angaben von Freels soll es so weit entwickelt werden, bis es für den Verbraucher einfach zu bedienen ist. Denn der Knackpunkt ist, dass das Fahrzeug möglichst präzise über der Bodenplatte stehen muss. Damit die Übertragung funktioniert, sind nur minimale Abweichung tolerabel. Für Freels ist die Zukunft von Elektrofahrzeugen ohne Stecker, dennoch „klar zu erkennen“.
Continental automatisiert die Positionierung
Continental hat das Potential des kabellosen Ladens ebenfalls erkannt. Der Autozulieferer aus Regensburg sorgt dafür, dass das Auto perfekt über der Bodenplatte steht.
Dafür entwickelte Continental eine Mikronavigationslösung. Während sich das Auto der induktiver Ladestation nähert, läuft automatisch die Anmeldekommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation ab und der Fahrer wird so zur richtigen Position über der Bodenplatte geführt. Mittels eines magnetischen Ortungssystems ist damit eine bis zu zehnfach präzisere Positionierung als herkömmliche Parkassistenten möglich.
Wie das funktioniert, wie hier gezeigt:
In die Bodenplatte sind intelligente Magnetfeldsensoren integriert, die die Anfrage des Fahrzeugs aufnehmen und die Messergebnisse über die ohnehin bestehende Kommunikationsschnittstelle (WLAN) an das Elektrofahrzeug zurückschicken. Das im Langwellenbereich arbeitende Ortungssystem findet die Bodeneinheit selbst durch Schnee oder Laub hindurch zentimetergenau.
Der Wirkungsgrad liegt nach Angaben von Continental bei über 90 Prozent. Bei einer Ladeleistung von elf Kilowatt könne bei einem 20-minütigen Einkaufsstopp bis zu 20 Kilometer Reichweite „getankt“ werden, heißt es bei Continental.
„Mit dem induktiven Ladesystem lässt sich jede Ladechance mühelos nutzen“, so Thomas Röhrl, Experte für das induktive Ladesystem bei Continental. „Und viele kurze Ladezeiten ergeben unter dem Strich genauso viel Energie wie eine lange.“
Weil es für den Fahrer eines Elektroautos mit induktiver Ladetechnik quasi mühelos möglich ist, seine Fahrzeugbatterie aufzuladen, rechnet Continental damit, dass die Gesamtladebilanz steigt und damit auch die jeweils verfügbare Reichweite des Fahrzeugs. Auf den Markt kommt das System voraussichtlich aber erst 2022.
Autonomes Fahren macht auch das Laden leichter
Im nächsten Schritt sollen automatisierte E-Mobile nach dem Laden automatisch „umgeparkt“ werden. Dadurch lassen sich an einer Ladestation über Nacht mehrere Fahrzeuge nacheinander aufladen. Damit induktive Ladestationen herstellerunabhängig von allen Fahrzeugen genutzt werden können werden zurzeit weltweite Standards festgelegt, an deren Definition auch Continental mitarbeitet.
Bei Bussen ist der auf induktive Ladesysteme spezialisierte US-Entwickler Momentum Dynamics bereits weiter: Das erste kabellose Ladesystem mit einer Ladeleistung von 200 kW stellt innerhalb von fünf Minuten genug Energie zur Verfügung, damit der Bus eine weitere Runde drehen kann. Reichweite spielt damit keine Rolle mehr.
Eingesetzt wird das induktive Laden beim Verkehrsverbund Link Transit in einem Elektrobus BYD K9S in Wenatchee im US-Bundesstaat Washington. Momentum Dynamics ist überzeugt, dass induktives Laden die effektivste Methode während des Busbetriebs ist. Noch im Laufe des Jahres wollen die Amerikaner weitere induktive Ladesysteme in den USA und ab 2019 auch in Europa installieren.