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Elektromobilität: Ladetechnologie der Zukunft
Neue Technologien revolutionieren Ladeprozess

Während die Errichtung konventioneller Ladesäulen allmählich in Gang kommt, wird schon an neuen Technologien gearbeitet. Qualcomm forscht am kabellosen induktiven Laden, während Continental einen universellen Anschluss für alle Ladesäulen entwickelt.

AllCharge-System von Continental.

Das Dynamic Electric Vehicle Charging System (DEVC) von Chiphersteller Qualcomm und Autohersteller Renault ermöglicht das kabellose induktive Aufladen der Batterie während der Fahrt. Diese Technologie gilt als eines der spannendsten Zukunftsfelder in der Elektromobilität.

Bereits Anfang März 2017 verkündete der japanische Automobilkonzern Honda, mit seiner selbst entwickelten Technologie Dynamic Charging das Aufladen von Elektroautos reformieren zu wollen (ep berichtete). Das Aufladen sollte während des Fahrvorgangs erfolgen. Dafür wird entsprechende Hardware unter oder auf der Straße integriert. Die E-Autos würden dann wie auf elektrischen Schienen fahren.

Fahren und laden – Qualcomm reduziert Abhängigkeit von Ladesäulen

Der US-amerikanische Chiphersteller Qualcomm hat nun ein Ladesystem vorgestellt, das auf der kabellosen hauseigenen Halo-Technologie (Wireless Vehicle Charging Technology, WEVC) basiert.

Das DEVC-System wurde auf einer 100 Meter langen Teststrecke mit integrierten Bodenplatten des Halo-Ladesystems vorgestellt, die vom französischen Forschungsinstitut VEDECOM in der Nähe von Paris gebaut wurde. Nach Angaben des Herstellers kann das System ein E-Auto dynamisch mit bis zu 20 Kilowatt bei Geschwindigkeiten von bis zu 100 Kilometer pro Stunde aufladen – unabhängig davon, ob das Auto rückwärts oder vorwärts fährt. 

Möglich sei auch das gleichzeitige Aufladen von zwei Autos, die dieselbe Spur nutzen. Auf Fernstrecken könnten durch abschnittsweise eingeführte DEVC-Ladeabschnitte die Reichweiten der Elektrofahrzeuge erhöht werden.

Die Testfahrten fanden im Rahmen des Forschungsprojekts Fabric statt. Fabric (Feasibility analysis and development of on-Road charging solutions for future electric vehicles) ist ein Projekt, das mit neun Millionen Euro überwiegend aus der EU finanziert wird. Es zielt darauf ab, herauszufinden, inwieweit das kontaktlose Laden die Reichweite von Elektroautos erhöhen kann.

Hinter Fabric steht eine Gemeinschaft aus 25 Organisationen aus neun europäischen Ländern, darunter Zulieferer, Dienstleister und Forschungseinrichtungen aus der Automobilbranche und dem Energieinfrastrukturbereich. Bei den Tests sollen Betrieb, Sicherheit und Effizienz der Energieübertragung an den Autos bewertet werden. Das Projekt begann im Januar 2014 und dauert noch bis Dezember 2017 an.

Qualcomm Technologies demonstriert das dynamische Laden von Elektroautos (Dynamic Electric Vehicle Charging, DEVC), d.h., das Aufladen von E-Autos während der Fahrt (Video: Qualcomm)

 

Zum anderen das All Charge System von Autozulieferer Continental, das jedes Elektroauto kompatibel mit den verschiedenen Ladetechnologien macht.

Eine für alle – die universelle Lösung von Continental

Der deutsche Automobilzulieferer Continental wählt einen anderen Weg. In einer Pressemitteilung kündigte er an, auf der diesjährigen Internationalen Automobil-Ausstellung IAA ein neues universelles Ladesystem für E-Autos präsentieren zu wollen, das die Aufladung vereinfachen soll.

Aktuell gibt es drei verschiedene Ladesysteme: Einphasiger Wechselstrom (AC-Laden), Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) sowie Gleichstrom (DC-Laden). Die Infrastruktur der Wechselstromladesäulen ist besser ausgebaut, jedoch dauert der Ladevorgang länger als bei Gleichstromladesäulen. Da diese aber kostspieliger sind, findet man sie seltener. Außerdem können viele Elektroautos noch nicht mit hoher Gleichspannung geladen werden. Mit seinem neuen System möchte der Konzern aus Hannover „einen Weg aus der uneinheitlichen Ladeinfrastruktur für Elektroautos“ weisen.

Nach Angaben von Continental macht das sogenannte AllCharge-System Elektroautos kompatibel für alle Ladesäulen, weil der elektrische Antriebsstrang selbst zum Ladegerät wird. Aus den Komponenten eines konventionellen elektrischen Antriebs, dem Elektromotor und dem Inverter, der Gleich- und Wechselstrom wandelt, wird dabei ein komplettes Ladesystem. Zum AllCharge-System gehört noch ein DC/DC-Wandler, der stets eine optimale Spannung für die Batterie regelt.

Vom Kabelanschluss am Auto wird Strom auf zweierlei Weise zur Batterie geleitet. Entweder fließt Wechselstrom durch den Elektromotor zum Inverter, wird dort in Gleichstrom umgewandelt und zur Batterie weitergeleitet – oder Gleichstrom fließt direkt aus der Ladesäule durch den DC/DC-Wandler zur Batterie.

Auf diese Weise macht das AllCharge-System jedes E-Auto für jede Ladetechnik kompatibel, unabhängig davon, welche Ladetechnik genutzt wird. Der Fahrer kann jede beliebige Ladestation nutzen und mit einer Spannung von bis zu 800 Volt sowie einer Leistung von bis zu 350 Kilowatt die Fahrzeugbatterie laden. Laut Pressemitteilung würde dies eine Reichweite von 150 Kilometern pro fünf Minuten Ladezeit ermöglichen.

Das System verfügt außerdem über eine eigene Stromversorgung mit einer Leistung von 230 Watt (Vehicle-2-Device-Technik). Das AllCharge-System erlaubt so die Stromversorgung mobiler elektrischer Geräte wie etwa Notebook oder Bohrmaschine aus der Fahrzeugbatterie.

Der größte Vorteil der Technologie macht sich laut Dr. Oliver Maiwald, Leiter Technology & Innovation Division Powertrain bei Continental, bei urbanen AC-Ladestationen bemerkbar. Denn hier sei ein bis zu zwölfmal schnelleres Laden als heute möglich. Erste Fahrzeuge, ausgerüstet mit dem AllCharge-System, könnten laut Continental 2022 auf den Markt kommen.

 

Continental präsentiert sein neues Ladesystem AllCharge.(Video: Youtube.de/recharge)

Bild rechts:100 Meter lange Teststrecke in Versailles (Foto: Qualcomm)

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