Kabelloses Laden : Auftanken mit Strom aus dem Boden

Zum Laden von Elektroautos muss man umständlich mit Kabeln hantieren. Noch ist es kein Massenproblem, doch Ingenieure tüfteln schon an der Abschaffung der Stecker.
Technologie zum kabellosen Aufladen eines Elektroautos von Qualcomm © Hersteller

Anthony Thomson ist kein Bedenkenträger oder Zauderer. Als promovierter Neurologe, Ingenieur und IT-Fachmann kann der Neuseeländer komplizierte Zusammenhänge exakt berechnen und passende Lösungen entwickeln. Doch jetzt ist er ziemlich nervös – ausgerechnet vor einer normalerweise völlig alltäglichen Autofahrt von London zu einem Besuch bei Freunden im siebzig Meilen entfernten Sussex. Auch Thomson scheint, wie andere Elektroautofahrer unserer Tage, unter Reichweiten-Phobie zu leiden. Was daran liegt, dass er sich mit dem Delta E-4 noch nicht so gut auskennt.

Der von der britischen Regierung finanziell geförderte Zweisitzer ist rein elektrisch angetrieben; von dem Sportwagen-Prototypen mit einem Chassis aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff wurden bisher nur fünf Exemplare hergestellt. Der 35 kWh große Akku soll für eine Reichweite von 140 Meilen (220 Kilometer) gut sein. "Das könnte für den Trip nach Sussex ja gerade reichen", meint Thomson, "aber was ist, wenn ich etwas schneller fahre und die Batterie vorher schlappmacht?"

Die Ironie der Geschichte: Thomson ist beim US-Konzern Qualcomm, einem der größten Chiphersteller der Welt, für die Entwicklung drahtloser Batterieaufladesysteme verantwortlich. Der 47-Jährige hat den Delta-Prototypen für eine Versuchsreihe übernommen, die das Kardinalproblem schwächelnder Akkus lösen soll. Thomson hatte an der Universität von Auckland die Technik des Induction Power Transfer (IPT) mitentwickelt und 2009 vorgestellt. Da das sechsköpfige Akademikerteam aber keine kommerzielle Perspektive für seine Entwicklung sah, stellte Thomson die Beziehung zu Qualcomm in San Diego her.

Das Unternehmen will IPT weltweit vermarkten und knüpft große Erwartungen an das System. Die Technik soll später – so die vielversprechende Qualcomm-Vision – auch zum Aufladen von Elektroautos während der Fahrt eingesetzt werden.

Schon in den neunziger Jahren damit experimentiert

Von elektrischen Zahnbürsten ist das kabellose Laden längst bekannt, und mittlerweile gibt es auch Smartphones, die nicht mehr an die Steckdose müssen, wenn der Strom im Akku zur Neige geht. Mit dem drahtlosen Aufladen des Autoakkus wäre allerdings eine neue Phase erreicht.

Zwar fuhren in Auckland schon um 1990 kleine elektrisch betriebene Transportbehälter über sogenannte Wireless-Pads und luden sich dabei auf. Das System wurde ab 1996 auch in Genua bei Elektrobussen getestet, die im Depot während der Aus- und Einfahrt ihre Akkus aufluden. Jetzt unternimmt man weitere Versuche auf dem Weg in die kabellose Ära, doch es dürfte noch rund zehn Jahre dauern, bis das technisch machbare System für den Massenverkehr verwirklicht wird.

Das Prinzip der resonanten magnetischen Induktion ist an sich leicht erklärt. Der Akku lädt sich stationär über eine am Boden installierte Induktionsmatte auf, dabei wird elektrische Energie zwischen den Ladeplatten am Boden und der Unterseite des Elektrovehikels übertragen. Der Werbeslogan von Qualcomm, "No fuss, just wireless", ergibt Sinn: Das lästige Hantieren mit Kabeln und Steckern, womöglich noch bei Regen und Schnee, entfällt. Man parkt das Auto über einem Wireless-Pad von der Größe eines Laptops, startet mit einem Knopfdruck den Ladevorgang und fährt nach dem Aufladen einfach weiter. Damit wäre das Zwischendurch-Laden auf dem Supermarktparkplatz oder am Fitness-Studio möglich.

Verlagsangebot

Entdecken Sie mehr.

Lernen Sie DIE ZEIT 4 Wochen lang im Digital-Paket zum Probepreis kennen.

Hier testen

Kommentare

29 Kommentare Seite 1 von 3 Kommentieren

Von den Wechselstationen halte ich persönlich

nicht viel. Der Hauptnachteil ist, dass die Hersteller sich auf einen einzigen Standardakku einigen müssten. Das würde alle Innovationen in der nächsten Jahre blockieren, weil man eh immer einen Akku der gleichen Größe einbauen muss. Zudem machen die Wechselstationen nur Sinn, wenn man nicht an seinen eigenen Akku gebunden ist und diesen beliebig tauschen kann. Das Tesla System ist da eher unflexibel. Wenn ich den Akku aber beliebig tausche, geht für die Hersteller der Anreiz verloren, einen besonders guten Akku zu entwickeln, denn den wird der Käufer nicht bezahlen wollen, wenn er an der nächsten Wechselstation ein Modell der alten Serie bekommt. Man würde die Akkus eh mieten müssen...
Dann stellt sich die Frage, ob ein 7er den gleichen Akku wie ein Polo haben muss? Eher schwer vorstellbar. Dazu kommt dann noch das ganze Problem der Logistik und man benötigt mehr Akkus, als es Autos gibt... Das schont die Ressourcen nicht unbedingt.

Das kabellose Laden finde ich schon sehr spannend. Das könnte vor allem für die Laternenparker in Großstädten die perfekte Lösung sein. Es müssten allerdings flächendeckend Parkplätze entsprechend ausgerüstet werden, was sicher nicht billig wird, aber wenn man es hat, ist es eine super Sache. Beim Laden könnte man eine extra Gebühr zusätzlich zum Strom bezahlen, dann rechnet sich das auch für private Unternehmen.

Umgekehrt herum betrachtet

kam die Entwicklung von leistungsfähigen Akkus auf Basis von Lithium in den vergangenen 20 Jahren erst durch den Bedarf in Alltagsprodukten wie Handys oder Laptops in Gang. Erst in den letzten Jahren wurden Akkus entwickelt, die diese Technologie auf die Anforderungen im Fahrzeug anpassen.
Meines Wissens gab es von den hiesigen Herstellern schon in den Neunziger Jahren Versuche mit rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen, das scheiterte aber u.a. daran, damals standen ausschließlich Bleiakkus zur Verfügung. Die gestatten nun einmal keine akzeptable Reichweite.

Verluste

Sorry Herr Breitinger, diese Assage ist schlicht falsch.
Zu dem Energieverlust beim 'herkömmlichen' Laden komtt der Verlust durch die induktive Übertragung hinzu. Jeder Transformator hat einen Wirkungsgrad. Dieser ist meist sehr hoch (>95%), sind aber die beiden Spulen räumlich weiter getrennt sinkt der Wirkungsgrad drastisch ab. Eine Spule im Straßenbelag und eine unter dem Fahrzeug müssen konstruktionsbedingt einen erheblichen Abstand haben, soll das ganze wärend der Fahrt geschehen ist eine minimale Bodenfreiheit erforderlich, die den Wirkungsgrad soweit verringern würde, dass ein Laden des Akkus nicht mehr möglich ist.

Sorry Dr. No

Ich habe mir den Artikel auf die To-Les-Liste gesetzt, da ich mich seit ca. 5 Jahren mit EMobilität auseinandersetze und vor drei Jahren auf der ECarTec eine große Diskussion mit Siemens-BL hatte, die alle meinten, Induktionsladen käme 'frühestens 2025', ich aber der Meinung war, daß es DIE Schlüsseltechnologie ist, egal ob alle 100m in der Fahrbahn oder ohne schmutzige Hände in der Stadt laden.
Die Verluste sind auch bei allen anderen Herstellern im Bereich von 10% beim Induktionsladen bei Entfernungen zw. den Spulen von ca. 20-30cm - bei ordentlicher Überdeckung, d.h. das Assistenzsystem, um das Fahrzeug gut zu positionieren, ist wichtig.
UND: Die Verluste bei den Steckerlösungen steigen stark an, wenn diese nicht unter Laborbedingungen, sondern mit Staub-, Schnee(matsch)-, Regenbedingungen fertig werden müssen, dies ist aber bei den 'Laborverlusten' gar nicht dabei. Der Faktor tritt bei Induktionsladesystemen nicht auf.
Siemens hat mal zur Abwechslung eine gute Entscheidung getroffen und die Ladesäulenschiene komplett verlassen und Induktion weiterverfolgt.
Seit letztem Jahr haben sich einige deutsche Hersteller zur 'Normung' in einer Arbeitsgruppe namens Interop zusammengeschlossen, damit alle Induktionsladesysteme auch untereinander kompatibel sind.
Das einzige Problem meiner Meinung nach ist das, daß der Vorteil dieser Systeme erst erkennbar ist, wenn für eine Grundinfrastruktur gesorgt ist und wenn der Staat nix investiert, wirds halt nix.