Laden ohne Stecker und Kabel

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In Produktionshallen ist es seit langem eine Selbstverständlichkeit. Fahrerlose Transportsysteme (FTS) aber auch elektrisch betriebene Hubstapler ziehen sich in regelmäßigen Abständen in eine stille Ecke zurück, um ihre Batterien aufzuladen. Menschliche Hilfe benötigen sie dazu nicht. Sie parken über starken Magnetfeldern und beziehen dort ihren Strom induktiv. Diese Technik in den öffentlichen Verkehrsraum zu übertragen und so eine Alternative zur Suche nach Ladesäulen und dem Anstöpseln von Elektrofahrzeugen zu schaffen, ist seit mehreren Jahren ein anspruchsvolles Entwicklungsziel, an dem sich viele Unternehmen aus der Fahrzeugindustrie und anderen Branchen beteiligen.

In seinem Aufsatz Induktives Laden auf dem Weg zur Serienreife für die ATZelektronik 2/2017 fasst Thomas Nindl den aktuellen Entwicklungsstand zusammen und gibt einen Ausblick auf die noch zu lösenden technischen Herausforderungen. Nindl zufolge hat das kabellose Laden das Potenzial, die Mobilität in unseren Städten grundlegend zu verändern, indem es vollkommen neu definiert, wie wir unsere Autos aufladen. Es gebe bereits ein breites WEVC-Ökosystem (Wireless Electric Vehicle Charging), das sich weiterentwickle, und zu dem Infrastrukturunternehmen, Energieunternehmen und Stadtplaner gehören, um nur ein paar wichtige Akteure zu nennen. Nindl: "In den letzten Jahren ist bereits viel erreicht worden. WEVC-Systeme sind sicherer und effizienter als je zuvor und es wurden große Fortschritte erzielt, um die Technik attraktiver und erschwinglicher zu machen. Daher können wir sicher erwarten, dass sich die WEVC-Technik in den nächsten Jahren durchsetzen wird."

Viel Arbeit für die Standardisierungsgremien

Doch bis es soweit ist, sind noch viele Detailfragen zu klären. Ebenso, wie vor einigen Jahren bei den Ladesteckern, geht es dabei vor allem um eine Standardisierung der Techniken. "Bei der Einführung neuer Techniken ist die Festlegung von Standards und Interoperabilitätsfaktoren entscheidend", schreibt Nindl. In zahlreichen internationalen Organisationen werde an international kompatiblen Standards gearbeitet. So können künftig verschiedene Automobilmarken die gleiche WEVC-Infrastruktur nutzen, unabhängig von Marke oder Modell. Die weltweite Festlegung dieser Standards sei ein wichtiger Schritt, damit sich das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen auf breiter Front durchsetzen kann. Wieviele weitere Voraussetzungen erfüllt und standardisiert werden müssen, hatte der Autor bereits in seinem Aufsatz Ladeinfrastruktur –  Induktives Laden 2.0 für die ATZelektronik 7/2014 beschrieben. Damals ging es um die Kompatibilität verschiedener Teilsysteme ebenso, wie identische Frequenzen, kompatible Kommunikationsprotokolle und nicht zuletzt die Positionsgenauigkeit des zu ladenden Fahrzeugs über den Ladespulen.

Zahlreiche Vorteile gegenüber der Aufladung per Kabel

In der Norm IEC 61980 werden die Anforderungen an kontaktlose Energieübertragungssysteme (WPT) von Elektrokraftfahrzeugen bis 1000 V Wechselspannung und bis 1500 V Gleichspannung definiert. Die Norm beinhaltet neben allgemeinen Hintergrundinformationen und Begriffsbestimmungen die Beschreibung technologiespezifischer Anforderungen, elektromagnetischer Verträglichkeit, elektrischer Sicherheit sowie betrieblicher und funktioneller Eigenschaften. Darauf weist Werner Tober im Kapitel Elektrifizierte Kraftfahrzeuge des Fachbuchs Praxisbericht Elektromobilität und Verbrennungsmotor hin. Als Vorteile der Technik gegenüber der Aufladung per Kabel nennt Tober in diesem Zusammenhang die automatische Netzanbindung ohne Nutzereingriff, den Verzicht auf Ladekabel, die Wartungs- und Verschleißfreiheit, die einfache Integration in das Stadtbild und nicht zuletzt die hohe Sicherheit gegen Vandalismus.