Bis zu 4,5 Megawatt Ladeleistung, kein Ladekabel und keine platzraubenden Ladesäulen: Das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme (IVI) hat auf der VDE E-Mobility Conference in Stockstadt am Rhein sein automatisches Unterbodenladesystem vorgestellt, das künftig in Serie gefertigt werden soll. Nach Angaben von Dr. Frank Steinert, Abteilungsleiter Fahrzeugsysteme am Fraunhofer IVI, laufen bereits weit fortgeschrittene Gespräche mit mehreren Herstellern elektrischer Lkw.
Die Idee ist ebenso einfach wie wirkungsvoll: Anstatt ein schweres Ladekabel mit dem Elektro-Lkw zu verbinden, fährt das Fahrzeug lediglich über eine im Boden eingelassene Ladestation. Sobald es richtig positioniert ist (das System hat mehrere Zentimeter Spiel), fährt eine Kontakteinheit aus dem Boden nach oben und stellt automatisch die elektrische Verbindung zu einer entsprechenden Schnittstelle am Fahrzeugunterboden her. Nach dem Laden verschwindet die Vorrichtung wieder in der Fahrbahn.
Anders als beim induktiven Laden wird die Energie dabei nicht drahtlos übertragen. Im Gegenteil: Das sogenannte Underbody Charging System (UBCS) arbeitet konduktiv, also mit direktem elektrischem Kontakt. Ein Elektromagnet presst die Kontaktflächen fest aufeinander und gewährleistet so eine zuverlässige Verbindung mit besonders geringen elektrischen Übertragungsverlusten.
Bis zu 4,5 Megawatt ohne störende Ladesäulen
Der größte Vorteil liegt neben der Automatisierung in der enormen Leistungsfähigkeit. Bereits ohne aktive Kühlung lassen sich laut Steinert bis zu 1,5 Megawatt übertragen. Mit Kühlung sind sogar 4,5 Megawatt möglich. Das übertrifft die Ladeleistung der bislang verbreiteten Schnellladetechnik erheblich. Wie viel Leistung ein Fahrzeug tatsächlich aufnehmen kann, hängt allerdings auch von dessen Batterie und Ladetechnik ab.
Gerade für Betriebshöfe und Logistikzentren könnte sich die Technik als besonders praktisch erweisen. Da weder Ladesäulen neben den Fahrzeugen noch aufwendige Traversen darüber benötigt werden, können E-Lkw weiterhin dicht nebeneinander abgestellt werden. Die Ladeeinheit beansprucht praktisch keine zusätzliche Stellfläche. Stromversorgung und Leistungselektronik werden selbstverständlich weiterhin benötigt.
Die erforderliche Schnittstelle am Fahrzeug ist nach Angaben des Fraunhofer IVI kompakt aufgebaut und lässt sich grundsätzlich in jeden E-Lkw integrieren. Damit wäre die Technologie nicht auf einzelne Fahrzeugplattformen beschränkt.
Selbst Schnee und Schmutz sollen kein Hindernis sein
Bei einer im Boden eingelassenen Ladestation stellt sich zwangsläufig die Frage nach der Alltagstauglichkeit. Schmutz, Regenwasser und Schnee gehören auf Betriebshöfen schließlich dazu. Das Fraunhofer IVI hat dafür ein Entwässerungssystem vorgesehen, das ähnlich wie ein Straßenablauf funktioniert. Schmutz und Regenwasser können abfließen, während die eigentlichen Kontakte geschützt bleiben.
Eine größere Herausforderung stellte zunächst die Vereisung dar. Insbesondere wenn schwere Lkw über Schnee fahren und diesen auf der Ladeeinheit verdichten, kann eine feste Eisschicht entstehen. Dieses Problem wurde laut Steinert inzwischen durch eine integrierte Enteisungsfunktion gelöst. Dass die Technologie nicht nur unter Laborbedingungen funktioniert, zeigt ein Praxistest mit der Stadtreinigung Dresden. Dort wird das System seit 2025 an einem elektrischen 15-Tonnen-Lkw erprobt.
DHL sieht großes Potenzial für autonome Elektro-Lkw
Besonders interessant könnte die Technik langfristig für automatisierte Logistikprozesse werden. Vertreter der DHL Group bezeichneten das System bei der VDE-Konferenz als vielversprechende Lösung für autonom fahrende E-Lkw.
Ein denkbares Szenario: Nachts fahren die Fahrzeuge selbstständig zur Unterbodenladestation, laden innerhalb kurzer Zeit die benötigte Energie nach und machen anschließend den Ladeplatz für den nächsten Lkw frei. Ein Fahrer müsste dafür weder ein Kabel anschließen noch Fahrzeuge umparken. Zusätzliche Fahrereinsatzzeiten für solche innerbetrieblichen Ladevorgänge könnten damit entfallen. Während zahlreiche E-Lkw bislang über viele Stunden an einem eigenen Ladepunkt (und damit in Logistikzentren schnell im Weg) stehen, ließe sich eine leistungsstarke Unterbodenladestation auf diese Weise nacheinander von mehreren Fahrzeugen nutzen.
Mit der angekündigten Serienfertigung rückt diese Vorstellung nun näher. Wann die ersten Serienfahrzeuge mit dem System ausgestattet werden und welche Hersteller als Partner einsteigen, ist allerdings noch offen. Ebenso muss sich zeigen, wie wirtschaftlich sich die Technologie im größeren Maßstab installieren und betreiben lässt. Allerdings gebe es laut Steinert auch positive Rückmeldungen aus der Ladeinfrastrukturbranche, denn wenn der Raum beim Kunden begrenzt ist, mangele es aktuell oft noch an passenden Lösungen.
Quelle: Fraunhofer IVI – Automatisiertes Laden: Kosten sparen, Fläche effizient nutzen, Sicherheit erhöhen
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