Forscher der schwedischen Chalmers University of Technology haben ein induktives, also kabelloses Ladesystem entwickelt, das bis zu 500 kW übertragen kann und eine Effizienz von 98 Prozent erreicht. Die Technik eignet sich den Angaben nach zum Laden von Fähren, Lkw und Bussen mit Elektroantrieb und kann laut den Forschern bald der Industrie vorgestellt werden.
Die hohe Effizienz des Systems wird durch neuartige Halbleiter auf Basis von Siliziumkarbid erreicht und durch einen neu entwickelten Kupferdraht, der so dünn wie ein menschliches Haar ist. Das seien einige Faktoren, „die es plötzlich realistischer machten, hohe Leistung durch die Luft zu übertragen“, heißt es in einer Mitteilung von Chalmers.
Mit dem infrastrukturseitig verbauten „Ground Pad“ und dem ins Fahrzeug integrierten „Onboard Pad“ konnten die Forscher auf zwei Quadratmetern bei einem Luftspalt von 15 Zentimetern 500 kW Gleichstrom (DC) mit einer Effizienz von 98 Prozent übertragen. Laut Chalmers-Professor Yujing Liu hat die rasante Entwicklung einiger Komponenten und Materialien in den letzten Jahren neue Möglichkeiten eröffnet.
„Entscheidend ist, dass wir jetzt Zugang zu Hochleistungshalbleitern auf Basis von Siliziumkarbid, sogenannten SiC-Bauelementen, haben. Als leistungselektronische Produkte sind diese erst seit wenigen Jahren auf dem Markt“, erklärt Yujing „Sie ermöglichen es uns, im Vergleich zu klassischen Komponenten auf Siliziumbasis, eine höhere Spannung, eine höhere Temperatur und eine viel höhere Schaltfrequenz zu verwenden.“
„Induktion plötzlich attraktiv“
Sein Team arbeitet laut dem Professor mit viermal höheren Frequenzen als bisherige Systeme zum kabellosen Laden von Fahrzeugen, die mit etwa 20 kHz arbeiten. Mit dem Sprung auf 80 kHz „wird Induktion plötzlich attraktiv“, sagt Yujing. Seine Forschungsgruppe stehe in engem Kontakt mit den weltweit führenden Herstellern von SiC-Modulen, zwei Unternehmen mit Sitz in den USA beziehungsweise Deutschland. „Mit ihnen findet eine rasante Produktentwicklung hin zu noch höheren Strömen, Spannungen und Wirkungen statt.“
Ein weiterer von den Forschern erzielter Technologiesprung betrifft die Kupferdrähte in den Spulen, die das oszillierende Magnetfeld für den Energietransfer aussenden und empfangen. Laut Yujing führen so hohe Frequenzen mit Spulen aus gewöhnlichem Kupferdraht zu sehr großen Verlusten bei hoher Frequenz. Stattdessen nutzen die Chalmers-Forscher Spulen aus geflochtenen „Kupferseilen“, die aus bis zu 10.000 Kupferfasern bestehen, die jeweils nur zwischen 70 und 100 Mikrometer dick sind.
Yujing glaubt nicht, dass das Laden per Induktion irgendwann das Laden mit einem Kabel ersetzen wird. „Ich fahre selbst ein Elektroauto und kann mir nicht vorstellen, dass ich in Zukunft eine Induktionsladung brauchen werde. Ich fahre nach Hause, stecke den Stecker ein… kein Problem.“ Außerdem sei die Technologie für induktives Laden mit ihren vielen Komponenten und den erforderlichen Rohstoffen nicht nachhaltiger als Lösungen mit Kabel. Der Professor und sein Team konzentrieren sich deshalb auf schwerere Anwendungen wie Fähren, Stadtbusse oder fahrerlose E-Fahrzeuge, die in Industrie, Bergbau und Landwirtschaft eingesetzt werden.
McGybrush meint
2% Verlust bei 500kW sind 10.000Watt Heizleistung.
Für schweres Gerät sicher OK wobei ich selbst da immer eine Mechanische Kontaktierung anstreben würde. Beim Anlegen eine Fähre wäre ein Kabel sicher einfacher bei Wellengang als ein Nachjustierende Induktionsplatte.
Mich wunderts aber eh das 11kW über Induktion für Private Haushalte eine zulassung bekommen. Stell mir das für Nachbars Katze nicht grad feierlich vor wenn die ein warmes Plätzchen sucht das ja genau auf der Platte sein wird. Und mit Sicherheit wird sie dann abschalten. Aber wie zuverlässig und ich hab morgens ein leeres Auto.
Privat am PKW würde ich es nicht mitbestellen.
MAik Müller meint
@McGybrush mal angenommen die Platte kostet 300€ würdest du dann kaufen?
Ich bleibe beim Laden mit Kabel ab 2027 :)
Bis dahin SPARE ich viel Geld da ich meine Autos selber top Warte zudem überspringe ich die miese aktuelle Etechnik samt Wucherpreisen elegant mit meinen schnellen TDIs.
Info: Der Wert eines Autos bestimmt sich nach dessen Wartungszustand.
Frank meint
Und wieso die haarfeinen Kupferfäden? Sollen da irgendwelche Wirbelströme im Kabelquerschnitt vermieden werden, die sonst Erwärmungen und Verluste mit sich bringen würden?
Peter meint
Nein, Skin-Effekt ist hier das Stichwort:
https://de.wikipedia.org/wiki/Skin-Effekt
David meint
Das ist keine neue Sache. Die vermeintliche Ineffizienz des induktiven Ladens reflektiert ja auch nur den bisherigen uninspirierten Umgang damit. Übrigens hat Tesla beim Investors Day, wo sie eigentlich nichts zu zeigen hatten, in einer Folie sublim einen Tesla Model 3 in einer Garage gezeigt, der offenbar induktiv lädt. Das induktive Laden ist übrigens auch Teil der erweiterten ISO Norm 15118 – 20. in 15 Jahren wird das so verbreitet sein, dass man sich fragt, warum die Autos eigentlich noch einen Ladeanschluss haben.
Ben meint
Kann ich das auch nutzen wenn ich einen Herzschritmacher habe, geht der Ladevorgang weiter wenn jemand z.B. ne Dose auf die Ladeplatte fällt, rollt.
Marc meint
,@David: Nein so lange wollen wir doch nicht warten, die österreiche Firma Easelink plant für nächstes Jahr laut ihren Aussagen ein wireless Ladesystem zwischen 11 und 22 KW für PKW).
Pferd_Dampf_Explosion_E meint
Bin gespannt, was der Umbau meiner Zoe und der Rest der Anlage mit Montage in der Garage kosten wird und ob dann die Herstellergarantie des Fahrzeugs weiter besteht. Und ob die mechanische Drehklappe dauerhaft funktioniert, auch bei Verschmutzung, mal sehen. Prinzipiell jedenfalls mal interessant.
alupo meint
Dass Du die Aussagen von Tesla aus dem Investor Day nicht verstanden hast wundert mich absolut nicht.
Das Gute aber ist, Tesla wird diese Aussagen eine nach der anderen in die Realität umsetzen und die BEV Käufer werden davon profitieren.
Das sieht man z.B. sehr deutlich an den weiter gestiegenen chinesischen Absatzzahlen von Tesla in diesem Jahr.
Die chinesischen VW (incl. Audi etc.) BEV-Zahlen sind zwar dort schon sehr gering, aber dieses Jahr wird es wirklich übel.
Gerade erst hat der dortige Automobilverband um Preisstabilität geworben. Die Mitglieder dieses Verbandes enthält so ziemlich alle bekannten Autohersteller von VW über Daimler und GM bis zu Nio und BYD. Nur Tesla nicht, warum auch…
DerMond meint
„Ich fahre nach Hause, stecke den Stecker ein… kein Problem.“
Aber wenn er zwei Parkplätze nebeneinander hätte, einen mit Kabel, den anderen mit Induktion, welchen würde er mit der Zeit immer häufiger nutzen? Faulheit und Komfort siegt.
BEV meint
„zum Laden von Fähren, Lkw und Bussen mit Elektroantrieb“
„auf zwei Quadratmetern bei einem Luftspalt von 15 Zentimetern“
bei Bussen kann ich mir das sehr gut vorstellen, da man an einer Haltestelle nebenbei mal schnell laden kann.
Für deine Garage ist das sicher nicht und generell für Autos muss es erst mal einen Standard geben, der für alle funktioniert und das muss so günstig wie möglich, mit wenig Bauraum und Gewicht ins Fahrzeug kommen. Dann könnte es funktionieren.
Solange das nicht der Fall ist, mach ich mir darüber keine Gedanken und stecke einfach das Kabel ein.
Bei mir zuhause steht das Auto nicht zwangsläufig immer am selben Fleck und auch wenn es mehrere Autos im Haushalt gibt, dann ist ein Kabel einfach flexibler.
eBiker meint
Ich bin mir ziemlich sicher dass das auch für Autos kommt – für Taxis wäre das zB ziemlich praktisch.
BEV meint
gut möglich, die 2qm bzw. 500kW braucht man auch nicht zwingend für so ein System im Auto
günstig umsetzbar muss es sein und zuverlässig funktionieren
bei hoher effizienz machts ja sinn, ob ich mir sowas zuhause in die Garage lege, glaub ich eher nicht, das ist ja nicht nur ein Autoabstellplatz
beim Qi Standard am Smartphone ist die Effizienz nicht so toll, deswegen werden die Geräte warm, der Akku dadurch auch und danach die Hosentasche. .. find ich nicht so toll
eBiker meint
Ja die Leistung kann man ja unterschiedlich machen.
Und für Zuhause – ich weiss nicht – kommt auf den Preis an.
Aber wie gesagt – Taxi-Stand – perfekt – die können ja nicht bei jedem Vorrücken aus und einstecken.
Ökoman meint
Fragt mal eure Netzbetreiber, was ein 500 kW-Netzanschluss kostet.
Für die heimische Garage wird das so bald wohl eher nix.
Ullerich meint
„für Taxis wäre das zB ziemlich praktisch.2
Wird in Göteborg schon getestet: https://www.automobil-produktion.de/technologie/volvo-testet-wireless-charging-91-199.html
„Ladeleistung von 40 kW
Die vollelektrischen Volvo-Taxis seien mehr als zwölf Stunden täglich im Einsatz und legten jährlich rund 100.000 Kilometer zurück, so der schwedische Hersteller. Aufgeladen werden die Fahrzeuge über Ladestationen von Momentum Dynamics. Sobald ein entsprechend ausgerüstetes Fahrzeug über einer im Boden eingelassenen Ladestation hält, beginnt automatisch der induktive Ladevorgang. Die Ladeleistung beträgt dabei mehr als 40 kW.“
MAik Müller meint
Weiter so. Damit wird laden immer einfacher.
eBiker meint
was ist an nem Kabel einstecken schwer?
David meint
Was war früher am ankurbeln eines Autos schwer?
LMausB meint
?Das Ankurbeln?