Continental macht E-Antriebsstrang zum Universal-Ladegerät

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Continental präsentiert zur Continental Tech Show im Juni und zur IAA 2017 im September einen Weg aus der uneinheitlichen Ladeinfrastruktur für Elektroautos. Die Idee: Anstelle zusätzlicher Ladetechnik für die unterschiedlichen Arten von Ladestationen ins Auto zu packen, macht Continental den elektrischen Antriebsstrang selbst zum "Ladegerät". 

Dabei wird aus den Komponenten (Elektromotor und Inverter) eines konventionellen elektrischen Antriebs ein komplettes Ladesystem – das sogenannte "AllCharge"-Ladesystem. Alle dafür notwendigen Fähigkeiten besäßen die beteiligten Komponenten bereits, denn auch innerhalb des elektrischen Antriebsstrangs werde ständig zwischen Gleich- und Wechselstrom verschiedener Spannungslagen hin und her gewandelt, erklärt Continental. Diese Eigenschaft nutzt das Unternehmen nun, um damit die Anforderungen unterschiedlicher Ladetechniken im Fahrzeug abzudecken. Als einzige Zusatzkomponente gehört zu diesem System ein DC/DC-Wandler, der stets eine optimale Spannung zur Batterie hin regeln soll.

Vorteil bei urbanen AC-Ladesäulen: bis zu 12-mal schneller Laden

So könne der Fahrer nicht nur an jeder im Moment im Einsatz befindlichen Ladestation vorfahren und mit bis zu 800 V und bis zu 350 kW Ladeleistung "tanken" – er habe bei Bedarf im Fahrzeug 230 V Wechselstrom zur Verfügung, erklärt Continental. Mit seiner Vehicle-to-Device-Technik sei es dem AllCharge-System möglich, mobile elektrische Geräte (zum Beispiel Laptop, Kühlschrank oder Bohrmaschine) aus der Fahrzeugbatterie mit Strom zu versorgen. So eröffne das bidirektionale AllCharge-System neue Nutzungsmöglichkeiten für die große in der Fahrzeugbatterie gespeicherte Energiemenge, beispielsweise am Campingplatz.

"Heute steht der Fahrer eines Elektroautos oft vor der falschen Ladesäule und kann nicht so schnell laden, wie er möchte", sagt Dr. Oliver Maiwald, Leiter Technology & Innovation Division Powertrain bei Continental. "Mit dem AllCharge-Antrieb von Continental muss sich der Fahrer um die Ladetechnik keine Gedanken mehr machen. Sein Fahrzeug ist auf alles vorbereitet, von einphasigem über das dreiphasige AC-Laden bis zum schnellen DC-Laden. "Der größte Vorteil des Systems macht sich bei urbanen AC-Ladestationen bemerkbar, hier ist ein bis zu 12-mal schnelleres Laden als heute möglich", ergänzt Maiwald.

AC-einphasig, AC-dreiphasig oder DC-Schnellladen

Das Nachladen einer Fahrzeugbatterie ist bislang noch nicht so praktikabel: Entweder kann die Ladestation nur langsames, einphasiges Wechselstromladen (AC-Laden) oder die Ladestation bietet vielleicht schnelles DC-Laden (Gleichstromladen) – aber das Fahrzeug hat nicht die entsprechende Technik zum DC-Laden. Der Ausbau der Infrastruktur steht dabei vor einem Dilemma: Die kostengünstigen und deshalb am weitesten verbreiteten ein- und drei-phasigen AC-Ladestationen bedeuten eine verhältnismäßig lange Ladezeit. Die leistungsfähigen DC-Ladestationen sind wegen der teuren Gleichstromtechnik immer noch sehr selten. Zudem können viele Elektroautos noch nicht mit hoher DC-Spannung laden. 

"Bisher fehlt so eine Art Universalschlüssel für das Laden, der für jede beliebige Säule passt", sagte Dr. Martin Brüll, verantwortlicher Experte für das neue Ladesystem bei Continental. "Diesen Schlüssel gibt es jetzt in Form des AllCharge-Ladesystems."

Bis zu 150 km Reichweite in fünf Minuten Ladezeit

Von einem einzigen Kabelanschluss am Fahrzeug aus führen zwei Strompfade zur Batterie: Entweder fließt Wechselstrom von der Ladesäule durch den Elektromotor zum Inverter, wo er in Gleichstrom gewandelt wird, der weiter zur Batterie fließt; oder Gleichstrom von der Ladesäule fließt direkt durch den DC/DC-Wandler zur Batterie. Egal, welche Ladetechnik angezapft wird, das AllCharge-System könne bis zu 800 V Spannung und Leistungen von derzeit 150 kW und perspektivisch bis zu 350 kW für Premiumanwendungen annehmen. "350 kW DC-Ladeleistung bringen immerhin rund 150 km Reichweite in fünf Minuten Ladezeit", so Brüll. 

BridgingIT: "Das wäre ein Durchbruch"

Matthias Vogt, Senior Consultant beim Beratungsunternehmen BridgingIT, bewertet das Ladesystem positiv und hofft, dass es die Technik in absehbarer Zeit in möglichst viele Fahrzeugmodelle unterschiedlicher Fahrzeughersteller schaffen wird, weil sie von einem der Top-Zulieferer der Automobilindustrie vorgestellt wird. "Das wäre ein Durchbruch für die Elektromobilität, durch die ein Großteil der heute noch ärgerlichen Themen bei der Fahrzeug-Ladetechnologie erledigt würden", sagt Vogt.

Ganz besonders interessant erscheint Vogt die Bidirektionalität: "Das wäre ein enorm wichtiger Schritt im Zuge der Energiewende. Dadurch würden Elektroautos tatsächlich zu einer mobilen Batterie, mit der die Nutzer den Eigenverbrauch ihrer PV-Anlage steigern und ihr Haus mit Strom versorgen könnten. Weiter könnten die Netzbetreiber in vom Nutzer vorgegebenen Grenzen Elektroautos gesteuert laden oder entladen, und die Fahrzeuge würden somit als Schwarm-Batteriespeicher zur Stabilisierung des Stromnetzes bei fluktuierender Erzeugung von regenerativer Energie beitragen. Der Nutzer bekäme im Gegenzug eine Vergütung für die Speicherflexibilität, wodurch sich das Fahrzeug teilweise refinanzieren könnte."