Induktives Laden 04.08.2014, 10:06 Uhr

Senkrechte Ladespulen sorgen für besseres induktives Laden

Gerade erfunden wird das Ladekabel für Elektroautos bald wieder in der Mottenkiste verschwinden. Viele Autohersteller arbeiten an kabelloser induktiver Ladetechnik. Jetzt haben Fraunhofer-Forscher vorgeschlagen, die Technik nicht im Boden, sondern senkrecht zu installieren. Das erlaubt kürzere Ladezeiten.

Elektroautos berührungslos via Induktion aufzuladen ist noch Zukunftsmusik. Ingenieure arbeiten aber trotzdem schon an der nächsten Generation induktiver Ladetechnik. Sie verlagern die Spulen aus dem Boden in eine Säule. Die Empfängerspule liegt direkt in der Front des Autos. Dadurch ist der Abstand beider Spulen so gering, dass der Ladevorgang erheblich besser funktioniert.

Elektroautos berührungslos via Induktion aufzuladen ist noch Zukunftsmusik. Ingenieure arbeiten aber trotzdem schon an der nächsten Generation induktiver Ladetechnik. Sie verlagern die Spulen aus dem Boden in eine Säule. Die Empfängerspule liegt direkt in der Front des Autos. Dadurch ist der Abstand beider Spulen so gering, dass der Ladevorgang erheblich besser funktioniert.

Foto: Fraunhofer IISB

Zugegeben, das Szenario ist gewagt: Katzen räkeln sich künftig nicht nur auf warmen Motorhauben, sondern sie liegen auch unter den Autos – ganz genau dort, wo die Sendespulen für das Laden von Elektroautos im Boden eingelassen sind. Denn auch dort wird es künftig schön warm sein. Das wäre nicht so schlimm, würden die Stubentiger dadurch nicht das elektromagnetische Feld und damit den Ladevorgang stören.

Ladetechnik künftig in der Front des Autos

Auch metallischer Dreck unter der Empfängerspule im Auto könnte den Ladevorgang behindern. Denn die Spulen liegen genau dort, wo das Auto am schmutzigsten ist und der Straßendreck an den Unterboden spritzt. Doch die Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB) in Erlangen haben jetzt eine einfache Lösung vorgestellt: Sie verlagern die Empfängerspule zur Front des Autos, die Sendespule liegt senkrecht in der Wand.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
N-ERGIE Netz GmbH-Firmenlogo
Maßnahmenplaner für das Netzgebiet (m/w/d) N-ERGIE Netz GmbH
Rothenburg Zum Job 
Nanotec Electronic GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Projektleiter (w/m/d) Nanotec Electronic GmbH & Co. KG
Feldkirchen Zum Job 
APOprojekt GmbH-Firmenlogo
Prozess- und Qualitätsmanager (all genders) APOprojekt GmbH
Hamburg, Düsseldorf, Frankfurt Zum Job 
Schüller Möbelwerk KG-Firmenlogo
Umweltingenieur (m/w/d) Schüller Möbelwerk KG
Herrieden bei Ansbach Zum Job 
Menlo Systems GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (m/w/d) für die Produktion von Frequenzkämmen Menlo Systems GmbH
Planegg Zum Job 
ANDRITZ Küsters GmbH-Firmenlogo
Inbetriebnahme-Ingenieur (m/w/d) ANDRITZ Küsters GmbH
Krefeld Zum Job 
WEMAG Netz GmbH-Firmenlogo
Prozessorganisator Grundzuständiger Messstellenbetrieb (m/w/d) WEMAG Netz GmbH
Schwerin Zum Job 
Karlsruher Verkehrsverbund GmbH-Firmenlogo
Angebots- / Verkehrsplaner*in (m/w/d) regionale Busverkehre Karlsruher Verkehrsverbund GmbH
Karlsruhe Zum Job 
Aerologic GmbH-Firmenlogo
Engineer Aircraft Reliability & Maintenance Program (m/f/x) Aerologic GmbH
Leipzig/Halle Airport Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Consultant Digital Transformation (m/w/d) Schwerpunkte IT, Industrie und Engineering THOST Projektmanagement GmbH
Freiburg im Breisgau, Mannheim, München, Stuttgart Zum Job 
P+R Betriebsgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauingenieur / Architekt P+R-Parkhäuser (w/m/d) P+R Betriebsgesellschaft mbH
Hamburg Zum Job 
Brüninghoff GmbH & Co.KG-Firmenlogo
Ingenieurin (m/w/divers) als Führungskraft für Arbeitssicherheit / Gesundheitsschutz Brüninghoff GmbH & Co.KG
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur Konstruktiver Ingenieurbau/Brückenbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt-Gelnhausen Zum Job 
Quantum-Systems GmbH-Firmenlogo
Junior Recruiter (m/f/d) Quantum-Systems GmbH
Gilching Zum Job 
Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur für Funktionale Sicherheit (m/w/d) Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG
Abensberg bei Regensburg Zum Job 
Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH-Firmenlogo
Vertriebsingenieur (m/w/d) Bereich Spektrometer und Mikroskopie Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH
Herrsching am Ammersee Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur/in als Bauwerksprüfer (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Darmstadt Zum Job 
Quantum-Systems GmbH-Firmenlogo
Manager (m/w/d) Export/Zoll & Auftragsabwicklung Quantum-Systems GmbH
Gilching Zum Job 
Quantum-Systems GmbH-Firmenlogo
.Net Software Developer (Munich or Kyiv) (f/m/d) Quantum-Systems GmbH
Gilching, Kiew (Ukraine) Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur Planung Bauwerke (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes

Das löst nicht nur das Problem möglicher Verschmutzung. Der entscheidende Vorteil: Parkt man das Auto unmittelbar vor der Wand, reduziert sich der Abstand zwischen Sende- und Empfängerspule auf nur noch wenige Millimeter oder Zentimeter. Liegen die beiden Spulen im Boden und im Unterboden des Autos, ist der Abstand mit mindestens 15 Zentimetern deutlich größer.

Abstand zwischen den Spulen reduziert sich drastisch

Der Abstand und die Position beider Spulen ist entscheidend dafür, wir gut der induktive Ladevorgang ablaufen kann. Beide Spulen müssen sich am besten genau übereinander befinden. Die stromdurchflossene Bodenspule erzeugt ein starkes elektromagnetisches Feld, das von der Spule des Fahrzeugs eingefangen und in Strom umgewandelt wird. Dieser Strom wird gleichgerichtet und lädt die Batterien. Genauso funktioniert ein Transformator.

Bisher wird diese Technik vor allem zum Laden von Elektrobussen genutzt. BMW und Daimler arbeiten aber aktuell an einer Pkw-Version. Auch Audi-Entwicklungsvorstand Ulrich Hackenberg hat vor kurzem angekündigt, dass Audi die Technik entwickelt.

Fraunhofer entwickelten abknickbare Ladesäule

Bernd Eckardt, Abteilungsleiter Fahrzeugelektronik am Fraunhofer-Institut (IISB) hatte die zündende Idee, die Position der Spulen zu verändern. Er holte die Spule aus der Erde und montierte sie an einer Säule. Das Gegenstück im Auto verlegte er in den Bug des Fahrzeugs, sodass sich der Abstand zwischen den Spulen drastisch verringern ließ.

Dadurch verbessert sich der Wirkungsgrad von 70 bis 80 Prozent auf 95 Prozent, so Eckardt. Außerdem reichen Spulendurchmesser von zehn statt 80 Zentimetern, ein Beitrag auch zur Gewichtsverringerung, wichtig vor allem im Pkw. Denn damit erhöht sich die Reichweite. Die Ladesäule besteht aus Kunststoff und ist gelenkig gelagert. Ungeschickte Autofahrer, die dagegen fahren, richten keinen Schaden an. Die Säule kippt einfach um.

Der Prototyp der Station hat eine Übertragungsleistung von drei Kilowatt. „Aktuelle Elektroautomodelle sind innerhalb einer Nacht aufgeladen“, sagt Eckardt. Jetzt arbeiten er und sein Team daran, die Leistung durch Veränderung der Spulengeometrie zu erhöhen.

 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.