Wie schön wäre das Leben von Elektroautofahrern, wenn ihre Autos von ganz alleine und kabellos aufladen könnten, während sie einfach parken oder sogar fahren? Die kabellose Ladeinfrastruktur für Elektroautos macht tatsächlich große Fortschritte, besonders nach einem sehenswerten Erfolg am Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in den USA. Dort wurde erstmals ein 270-kW-System erfolgreich an einem Porsche Taycan getestet. Weltrekord! Die wireless Ladetechnologie könnte künftig das Laden von Elektroautos revolutionieren und auf lange Sicht sogar das Laden während der Fahrt ermöglichen.
Bisher müssen wir zum Laden unserer Elektroautos das Ladekabel mitführen, Ladestationen finden, richtigrum einparken und uns dann verbinden. Ein Prozess, der nicht nur zeitaufwendig, sondern manchmal auch umständlich sein kann. Kabelloses Laden bietet eine vielversprechende Perspektive, die nicht nur die Handhabung vereinfacht, sondern auch dank der neuen Technik die Ladezeiten vom Kabel mitgehen kann.
Das bisherige kabellose Laden basiert auf Induktion, ähnlich dem Laden von Smartphones oder Zahnbürsten. Dabei wird elektrische Energie über eine Magnetfeldspule zwischen zwei Komponenten ausgetauscht – eine am Fahrzeugboden und eine in der Ladeinfrastruktur. Herkömmliche Systeme für Elektroautos haben eine maximale Ladeleistung von etwa 20 kW bei einer Effizienz von bis zu 92 Prozent. ORNL hat nun jedoch mit seinem System laut eigener Aussage eine Leistung von 270 kW bei einer Effizienz von über 95 Prozent erreicht, was die bisherigen Standards weit übertrifft. Die Technologie der Forscher nutzt eine neu entwickelte, leichte Polyphasen-Elektromagnetkupplung, die eine hohe Leistungsdichte bei minimalem Platzbedarf ermöglicht.
Diese Entwicklung bedeutet, dass ein Elektroauto innerhalb von 10 Minuten eine Akkuaufladung von 50 Prozent erreichen kann. Ein solches System wäre besonders für Pendler oder im urbanen Bereich für E-Auto-Fahrer ohne eigene Lademöglichkeit nützlich, wo kurze Ladezeiten entscheidend sind. Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der Polyphasen-Technologie, die mittels rotierender Magnetfelder die Stromdichte maximiert und damit eine effiziente Energieübertragung ermöglicht.
Die Herausforderung bei der Entwicklung eines solchen Systems liegt vor allem in der Komplexität der Technologie. Es müssen Schutzmechanismen eingebaut werden, die Überhitzung, Kurzschlüsse und andere Risiken verhindern. Außerdem ist die Integration der Spule im Auto aufgrund der Platz- und Gewichtsanforderungen nicht einfach. Das ORNL-System hat besonders leichte und kompakte Komponenten, die dennoch eine hohe Leistung bringen.
Eine Option für das Laden von E-Autos im urbanen Bereich?
Die Weiterentwicklung der kabellosen Ladeinfrastruktur könnte die Akzeptanz von Elektroautos gerade in Städten weiter steigern, insbesondere wenn es gelingt, diese Technologien alltagstauglich und erschwinglich zu machen. Eine Zukunftsvision, die von den Forschern am ORNL bereits angedacht wird, ist das Laden von Elektroautos während der Fahrt.
Dieser technologische Durchbruch zeigt das Potenzial der kabellosen Ladeinfrastruktur für eine beschleunigte Verbreitung der Elektromobilität. Auf der anderen Seite müssen die großen Strommengen auch flächendeckend zur Verfügung stehen, denn eine kabellose Ladestation kann auch nur so schnell laden wie die Strommenge hergibt, die sie erhält. Die Forscher am ORNL arbeiten weiterhin daran, die Effizienz und die Produktionskosten zu optimieren, um die Technologie für den breiten Einsatz vorzubereiten. In Zusammenarbeit mit Volkswagen soll das System auch für den Heimgebrauch weiterentwickelt werden.
Quelle: Oak Ridge National Laboratory – Polyphase wireless power transfer system achieves 270-kilowatt charge / IEEE Sprectrum: Oak Ridge Sets a New Record for Wireless EV Charging
