Wie kann das Laden von Elektroautos einfacher, bequemer und effizienter werden? Im Forschungsvorhaben ERS.T-NRW arbeiten Forscher der Bergischen Universität Wuppertal (BUW) gemeinsam mit den Industriepartnern Denso Automotive Deutschland, Electreon Germany und Strabag am kabellosen Laden während der Fahrt.
Die Vision: Wer mit dem E-Auto auf bestimmten Straßen unterwegs ist, soll künftig automatisch Strom „tanken“, ohne anhalten oder selbst aktiv werden zu müssen. Möglich machen soll das eine spezielle, unter anderem im Straßenbelag verbaute Technologie, über die Energie an das Fahrzeug übertragen wird.
„Kabelloses Laden während der Fahrt und auch bei Stillstand macht Elektromobilität komfortabler und damit auch alltagstauglicher – gerade im urbanen Raum oder für Fahrzeuge mit hohem Energiebedarf“, sagt Benedikt Schmülling, Leiter des Projekts an der Bergischen Universität. „Unser Vorhaben ist es, diese Technologie so zu entwickeln, dass sie zuverlässig funktioniert, einfach in Infrastrukturen integrierbar ist und einen echten Beitrag zur Verkehrswende leistet.“
Der Einsatz ist laut den Forschern für verschiedene Anwendungsbereiche attraktiv: neben dem Individualverkehr auch im öffentlichen Nahverkehr mit Elektrobussen und Elektrotaxen oder als wichtiges Puzzleteil für die Elektromobilität in Logistikunternehmen.
Teststrecke für kabelloses Laden
Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist der Bau einer bis zu 400 Meter langen Teststrecke in Aldenhoven in Nordrhein-Westfalen. Hier sollen speziell ausgerüstete Fahrzeuge das kabellose Laden unter realen Bedingungen erproben. Berücksichtigt werden dabei auch Ergebnisse aus vorangegangenen Projekten.
Insbesondere geht es um das Testen sowohl der Komponenten für die reine Energieübertragung, wie Spulen und Leistungselektronik, als auch des passenden Kommunikationssystems, das einen sicheren und störungsfreien Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur vor, während und nach jedem Ladevorgang ermöglichen soll. „Die Integration moderner Kommunikationstechnologie ermöglicht eine intelligente Steuerung des Ladevorgangs, schont die Fahrzeugbatterie und unterstützt durch den Austausch von Energiedaten eine flexible und effiziente Nutzung der Stromnetze“, so Schmülling.
Ziel des Projekts ist es, dass die neue Technologie nicht nur für Neuwagen, sondern auch für bestehende Elektrofahrzeuge nachrüstbar ist. Dafür wird eine Kommunikationsplattform entwickelt, die mit vielen Fahrzeugtypen kompatibel ist und auf international gültigen Standards basiert. So soll das System langfristig breit eingesetzt werden können, auch über Deutschland hinaus.
Das Projekt läuft über drei Jahre und wird im Rahmen des Innovationswettbewerbs NeueWege.IN.NRW mit insgesamt rund 3,9 Millionen Euro durch das Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen und die Europäische Union gefördert. Die BUW erhält davon rund 786.000 Euro.
Neben Technik und Testbetrieb hat das Projekt den Wissenstransfer im Blick: Die Ergebnisse sollen nach Projektende in Normungsgremien eingebracht werden, als Schritt hin zu einem einheitlichen Standard für das kabellose Laden weltweit.
Sebastian meint
Da sieht man warum Deutschland nicht vorwärts kommt. Andere planen Mars Missionen oder beenden Reg. Ime Konflikte mit 25 minütigen Luft. Einsätzen, aber Deutschland tüftelt an den wirklich harten Facts. Laden an der roten Ampel oder sonst wo. Ich dachte Autos werden nur 38 KM am Tag „bewegt“. Da reicht mathematisch ne 230 Volt Steckdose für 4 Stunden, von den 23 Stunden wo die olle Kiste eh an der frischen Luft an oxidieren ist.
Als wirklich Vielfahrer reicht mir ne Viertel Stunde am HPC, während ich im Baumarkt die M8 Schrauben hole. Und die 15 Min. brauche ich nicht, weil ich nicht weiß wo die Schrauben sind, sondern weil der Laden so groß ist.
Future meint
So einfach ist es ja nicht. Weder mit dem Mars noch mit dem Regime. Von Lösungen sind wir in beiden Fällen weit entfernt, wenn man dazu die Nachrichtenlage checkt. Allerdings sind Schrauben eine gute Lösung, die man sich auch liefern lassen kann, falls es einem im Baumarkt zu langwilig wird in der Ladepause.
Sebastian meint
Da sieht man warum Deutschland nicht vorwärts kommt. Andere planen Mars Missionen oder beenden Regime Konflikte mit 25 minütigen Lufteinsätzen, aber Deutschland tüftelt an den wirklich harten Facts. Laden an der roten Ampel oder sonst wo. Ich dachte Autos werden nur 38 KM am Tag „bewegt“. Da reicht mathematisch ne 230 Volt Steckdose für 4 Stunden, von den 23 Stunden wo die olle Kiste eh an der frischen Luft an oxidieren ist.
Als wirklich vielfahrer reicht mir ne Viertel Stunde am HPC, während ich im Baumarkt die M8 Schrauben hole oder gegenüber beim Aldi kaugummis und Mini Gurken für meine Tochter einkaufe.
LMdeB meint
„Wie kann das Laden von Elektroautos einfacher, bequemer und effizienter werden?“
Und die Kosten? Das beim Bau und Sanierungen in den Straßenbelag zu integrieren verlangsamt und verteuert es. Schon bei den Ampelkkontaktschleifen zu beobachten und das sind nur wenige m² . Wie die Oberleitungen wird es es wieder eingestellt werden.
Achtung: eine subjektive Meinungsäußerung!
Donald meint
Sind an der Zeststrecke am Anfang und am Ende Energiezähler angebracht? Es sollte ja auch Eichrechtskonform sein.
Also am Anfang anhalten, aufschreiben, dann die Strecke fahren, und am Ende wieder anhalten und aufschreiben, besser Foto machen. Ich möchte schon ein wenig Kontrollmöglichkeit haben.
Asylbayer meint
Super Idee, leider finde ich es schade, dass Ressourcen für solche Projekte in unserem Staat nicht gebündelt werden.
siehe auch
https://www.autobahn.de/aktuelles/aktuell/erste-teststrecke-fuer-induktives-laden-von-elektrofahrzeugen-in-bayern-gestartet
Sicherlich würde mit einem größeren (gemeinsamen) Budget schneller serienreifere Lösungen entwickelt werden.
Stefan meint
Die Teststrecken mit Oberleitungen für LKW hat man eingestellt.
Warum soll das hier besser laufen?
Jedes Fahrzeug braucht ein passendes Zusatzgerät zum Aufladen, nicht auf dem Dach, aber untendrunter.
Die Menge der geladenen Energie wird eher gering sein, abhängig von der Anzahl der Fahrzeuge im Abschnitt.
Future meint
Vor den Ampeln und an anderen typischen Stauabschnitten könnte induktives Laden schon interessant sein. Andererseits werden die Ladesäulen ja immer schneller. Benzin will sich ja auch keiner zwischendurch ins Auto pumpen lassen.
Donald meint
Hoffentlich nicht mit einzelner Rechnung nach jedem Ladevorgang.
M. meint
Muss man ja auch nicht. Tanken ist zwar oft teurer, aber Schnelltanken kostet das gleiche wie (hypothetisches) Schnarchtanken.
Wenn man beim Vorgang der Energieaufnahme dabei bleiben muss (und das wird so sein bei Menschen, die das nicht ausschließlich auf Autobahnrastplätzen machen) verbringt viel mehr Zeit beim Laden als beim Tanken.
Das dreht sich sofort, wenn man während des Ladens etwas anderes machen kann: arbeiten, schlafen, einkaufen. Aber das kann man nun mal nicht immer.
M. meint
Ok, das wird bestimmt absichtlich falsch verstanden:
Dabei bleiben wird man beim örtlichen Schnellladen, z.B. bei der Tankstelle. Gibt es ja. In der Zeit kann man sonst nichts machen. Und da ist Tanken immer weitaus schneller und passiert nicht so oft.
Auf der Autobahn wird man die Gelegenheit nutzen, Kaffee, Toilette usw.
Da ist das weniger ausgeprägt.
Future meint
Mit Karaoke-App im Auto sind die 20 Minuten am Schnellader auch kein Problem mehr. Und nachher hat man sogar gute Laune.
M. meint
20 Minuten ;-)
Dann mach aber die Tür zu, nicht dass du die Laune anderen verdirbst.
Aber wenn das eine Tankstelle ist, ist es egal. Die, die nach wie vor Fossilplörre tanken, bekommen ein Lied mit, maximal.
Die kommen auch nur halb so oft wie du. Maximal.
Donald meint
Ich möchte aber dann einen geeichten Zähler an der induktiven Ladestation haben, an dem ich mir anfangen Ende des Ladevorgangs abschreiben kann. So ist es aktuell Vorschrift, oder extra ganz neu eingeführt, mit der Brechstange durchgesetzt.
Das wird lustig!
M. meint
Ist doch super, dass man deswegen erstmal einen Test macht, wie das funktionieren könnte, anstatt wie andere mit einem unausgereiften System auf dem Markt zu kommen.
Aber manche haben immer was zu meckern.
Tutima meint
Wie immer! Ineffektiv, teuer, aufwändig usw.
Fällt euch nichts anderes ein? Habt Ihr überhaupt kein Entwicklungsdrag?
Es ist Alles am Anfang der Entwicklung, natürlich ist es teuer und noch ineffizienter als andere Technologien, die schon etabliert sind.
Natürlich gibt es Ladeverluste von 10-20%.
Übrigens auch das Laden per Kabel liegt bei 5-10% Ladeverlust.
Entwickeln wir es doch mal weiter, dann wird`s auch noch effektiver.
Bauen wir es doch ein paar mal, danach wird es auch günstiger.
Staatlich subventioniert kann man den Strom am Anfang auch kostenlos anbieten.
Später wird es dann vielleicht, eine Flatrate wie beim Telefon oder das Wassernetz.
Der Brunnen war früher auch günstiger, als die Stadt mit einem Rohrleitungsnetz zu versehen, heute sind wir dafür dankbar.
Stellt euch vor die rechte Spur der Autobahn wird damit versehen.
Tempo z.B. 100 vorgegeben, wer laden möchte fährt rechts, wer nicht fährt links.
Die Autobahnen werden im Laufe der nächsten Jahre sowie so alle erneuert, dann kann man es gleich mitmachen.
Und um das Temperaturproblem auch anzusprechen, ist es heute schon möglich die Fahrbahn mit dieser Technologie im Winter eisfrei zu halten, was einen großen Vorteil hätte.
Wir geben wirklich viel Geld für unsinnigere Sachen aus, da kommt es auf die paar Entwicklungsmillionen nicht an.
Und wenn das Ergebnis nicht zufriedenstellend ist, lässt man es eben, oder wartet auf den endscheidenen Durchbruch.
David meint
Die Sachen werden mittelfristig kommen. Denn es ist eine weitere Bedienungserleichterung. Es wird damit gar nicht mehr wahrnehmbar, dass Elektroautos laden. Ob es sich während der Fahrt durchsetzt, weiß ich nicht. Im Stand wird es aber ganz sicher das nächste Ding werden.
Donald meint
Schade, das es Porsche nichts mehr nützt, denn bis dahin ist die Produktion von BEVs bei denen eingestellt und der Laden abgewickelt.
M. meint
Ja, ich kaufe den.
Hab schon die Pfandflaschen zusammen.
IDFan meint
Pfandflaschen sind ne wichtige Sache. Der Mitmensch über dir schreibt so mit Eifer, dass er zu sonst nichts kommt. Ich hoffe, da fehlen dann nicht 12 Flaschen zu einer Dose Ravioli.
E.Korsar meint
„Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist der Bau einer bis zu 400 Meter langen Teststrecke in Aldenhoven in Nordrhein-Westfalen.“
Die könnten die Teststrecke ja um das Fußballfeld bauen, dann könnte man nach dem Test eine Laufbahn drüber bauen. Im Winter induktive Nierenwärmer, im Sommer Kühlung.
Zumindest sinnvoller, als Autos während der Fahrt zu laden.
M. meint
Du könntest – statt das einfach zu behaupten – noch eine Begründung mitliefern, WARUM das sinnvoller wäre.
Das wollen bestimmt gerne alle hier verstehen!
E.Korsar meint
Ich dachte, das sei offensichtlich, aber extra für Dich mit Hilfe von Gemini erstellt:
Die Idee, Elektrofahrzeuge (BEV) während der Fahrt induktiv zu laden, klingt auf den ersten Blick faszinierend und könnte das Reichweitenproblem lösen. Bei näherer Betrachtung ist sie jedoch aus einer Vielzahl von Gründen, die sich gegenseitig verstärken, in der Praxis weitgehend unsinnig und extrem ineffizient.
Hier sind die Hauptargumente:
Immense Infrastrukturkosten und Skalierbarkeit:
Um BEV während der Fahrt sinnvoll zu laden, müssten kilometerlange Strecken – insbesondere Hauptverkehrsadern wie Autobahnen und viel befahrene Stadtstraßen – mit speziellen Induktionsspulen und der zugehörigen Hochleistungselektronik ausgestattet werden.
Jede Fahrspur müsste dies integrieren. Die Kosten für die Verlegung, Wartung und den Betrieb dieser Infrastruktur würden in die Milliarden oder sogar Billionen gehen und die Kosten für den Bau und die Wartung herkömmlicher Straßen bei Weitem übersteigen.
Hinzu kommt der enorme Aufwand, bestehende Straßen aufzureißen und umzubauen, was zu massiven und lang anhaltenden Verkehrsbehinderungen führen würde.
Geringer praktischer Nutzen bei hohen Geschwindigkeiten:
Die Effizienz und die übertragbare Leistung bei der induktiven Ladung sind stark von der engen Kopplung zwischen Sende- und Empfängerspule abhängig. Bei einem fahrenden Fahrzeug mit variabler Federung, Seitenwind und Bodenunebenheiten ist eine konstante, optimale Kopplung extrem schwierig aufrechtzuerhalten.
Bei hohen Geschwindigkeiten (z.B. Autobahngeschwindigkeit) ist die Zeit, die ein Fahrzeug über einer einzelnen Ladespule verbringt, extrem kurz. Um überhaupt eine nennenswerte Energiemenge zu übertragen, wären gigantische kurzzeitige Leistungen erforderlich, die technisch schwer umzusetzen und noch schwerer zu bezahlen wären. Die theoretischen Ladeleistungen von 150 kW oder mehr sind auf eine stationäre, optimierte Verbindung ausgelegt, nicht auf den Bruchteil einer Sekunde, den ein Auto über einer Spule verbringt. Die Energie, die in 11 Sekunden bei 130 km/h aufgenommen wird (ca. 1-2 kWh bei 400 kW Ladeleistung), ist für eine Langstreckenfahrt ein „Tropfen auf den heißen Stein“ und würde kaum den aktuellen Verbrauch decken, geschweige denn die Batterie nennenswert laden.
Im Stadtverkehr, wo Geschwindigkeiten niedriger sind, wäre die Ladezeit pro Spule zwar länger, aber die geringeren Distanzen würden immer noch eine extrem dichte und teure Spulenanordnung erfordern.
Energieverluste und Effizienz:
Die induktive Energieübertragung ist inherent mit Verlusten behaftet, die oft im Bereich von 10-20% liegen können, auch unter optimalen Bedingungen. Diese Verluste treten als Wärme auf. Bei einem landesweiten Einsatz würde dies zu einem enormen Energieverbrauch führen, der einfach als Abwärme in die Umwelt abgegeben wird.
Das ist energetisch deutlich ineffizienter als das direkte Laden über Kabel, wo die Verluste deutlich geringer sind.
Technische Komplexität und Zuverlässigkeit:
Die Systeme müssten extrem robust gegenüber Witterungseinflüssen (Regen, Schnee, Eis, extreme Temperaturen), Schmutz, Streusalz und mechanischer Belastung durch den Verkehr sein.
Die Synchronisation zwischen den einzelnen Ladespulen im Boden und den Empfängerspulen in den Fahrzeugen ist komplex und muss auch bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Spurwechseln reibungslos funktionieren.
Jede Störung oder jeder Ausfall einer Spule oder eines Abschnitts würde eine massive Wartungsleistung erfordern und könnte zu einer Unterbrechung der Ladefunktion führen.
Netzbelastung und Energiebereitstellung:
Das Stromnetz müsste massiv ausgebaut werden, um die gigantischen Strommengen bereitzustellen, die gleichzeitig von Tausenden von Fahrzeugen auf den Straßen gezogen würden. Die Spitzenlasten, die durch solche Systeme entstehen könnten, wären enorm und würden das aktuelle Netz in seiner Leistungsfähigkeit weit übersteigen.
Fahrzeugseitige Anforderungen:
Jedes Fahrzeug müsste mit den entsprechenden, genormten Empfängerspulen und der zugehörigen Leistungselektronik ausgestattet werden. Dies würde das Gewicht und die Kosten der Fahrzeuge erhöhen.
Es müsste eine universelle Standardisierung geben, damit Fahrzeuge verschiedener Hersteller mit der Ladeinfrastruktur kompatibel sind.
Sicherheits- und Gesundheitsaspekte:
Die Integration der Spulen in die Straße darf die Stabilität und Sicherheit der Fahrbahn nicht beeinträchtigen.
Alternative Lösungen sind bereits praktikabler:
Die Entwicklung von extrem schnellen Gleichstrom-Ladesäulen (HPC) mit 350 kW, 500 kW und zukünftig noch höheren Leistungen macht das statische Laden in wenigen Minuten bereits jetzt sehr effizient und praktikabel. Die Ladezeit an einer Raststätte wird zunehmend mit einer kurzen Pause vergleichbar.
Größere Batterien in BEV verlängern die Reichweite, sodass seltener geladen werden muss.
Das Laden zu Hause, am Arbeitsplatz oder an Destinationen (Hotels, Einkaufszentren) deckt bereits einen Großteil des Energiebedarfs ab und ist die effizienteste Nutzung der Ladeinfrastruktur.
Fazit:
Während die Vision des „unbegrenzten Fahrens“ durch induktives Laden während der Fahrt verlockend ist, sind die technischen, wirtschaftlichen und energetischen Hürden so immens, dass sie die praktischen Vorteile bei Weitem überwiegen. Der Aufwand und die Kosten stünden in keinem vernünftigen Verhältnis zum erzielbaren Nutzen, zumal die bestehenden Lösungen (schnellere statische Ladung, größere Batterien, Ausbau der Ladenetze) bereits weit fortgeschritten und wesentlich praktikabler sind. Es ist ein Konzept, das in der Theorie interessant sein mag, in der realen Welt der Massenmobilität jedoch schlichtweg unsinnig ist.
M. meint
Naja. Du hattest nix und hast jetzt schnell die „KI“ gefragt. Ok.
Aber beim nächsten Mal – ich hab nur drüber gelesen – schaust du aber doch mal selbst, ob das alles stimmt, ja? Spoiler: tut’s nicht.
Auch wenn du nicht der einzige bist, der sich hier einer Hirnprothese bedient – die Dinger liegen nicht immer richtig. Die sind nicht schlauer als das, was man ihnen zur Schulung eingetrichtert hat.
Echt jetzt.
Aber – und das war die eigentliche Frage – erklärt das alles nicht die Sinnhaftigkeit und Funktionsweise von „induktiven Nierenwärmern“.
Und die „induktive Kühlung“ würde mich auch interessieren.
Da magst du vielleicht nochmal die KI fragen.
E.Korsar meint
@M.
Ich hatte was und habe es die KI formulieren lassen, so dass es meiner Meinung entspricht.
„Aber – und das war die eigentliche Frage – erklärt das alles nicht die Sinnhaftigkeit und Funktionsweise von „induktiven Nierenwärmern“.
Und die „induktive Kühlung“ würde mich auch interessieren.
Da magst du vielleicht nochmal die KI fragen.“
Bitteschön:
„Der Kommentator nutzt Ironie, um seine Skepsis und Kritik an der Praktikabilität und Wirtschaftlichkeit des dynamischen induktiven Ladens auszudrücken, indem er scheinbar harmlose, aber tatsächlich absurde Vorschläge macht, die die inhärenten Probleme der Technologie hervorheben.“[Gemini]
M. meint
Aha.
Du erkennst den (stellenweise, aber nicht überall) vorhandenen Sinn dieser Funktion nicht und dokumentierst das durch absurde Vergleiche.
Gut, immerhin etwas. Auch gut: du gibst zu, dass du die KI zurechtgebogen hast, damit deine Meinung rauskommt.
Das mache ich dann auch mal, kostet ja nix:
Das induktive Laden von E-Autos bietet zahlreiche Vorteile. Ein Hauptvorteil ist, dass es ohne Kabel erfolgt und somit der Kabelsalat entfällt.
Dies macht den Ladevorgang bequemer und vermeidet Probleme mit verschmutzten oder beschädigten Kabeln.
Zudem ist das induktive Laden sicherer, da keine offenen Spannungsteile vorhanden sind und keine Funkenbildung stattfindet.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Infrastruktur für das induktive Laden im Boden verlegt wird, was sie vor Vandalismus und Wetter schützt.
Dies ermöglicht eine saubere und ordentliche Umgebung, da keine sichtbaren Ladesäulen notwendig sind.
Das induktive Laden kann auch während der Fahrt erfolgen, was als dynamisches Laden bezeichnet wird. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Energieversorgung und könnte die Reichweite von E-Autos erhöhen.
Zusätzlich kann das induktive Laden die Effizienz des Ladevorgangs steigern. Der Wirkungsgrad der Technik liegt mittlerweile mit etwas mehr als 90 Prozent nahe an der Stromübertragung per Kabel.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Anschließen des Kabels entfällt und kein dickes Kabel den Platz im Kofferraum wegnimmt.
Dies spart Platz und vermeidet die Gefahr der Fehlbedienung.
Zusammenfassend bietet das induktive Laden von E-Autos eine bequeme, sichere und effiziente Alternative zum traditionellen Kabelladen, mit zusätzlichen Vorteilen wie der Möglichkeit des dynamischen Ladens und der Schonung der Infrastruktur.
Schön, oder? Und ich musste gar nichts rumbiegen.
E.Korsar meint
@M.
„Schön, oder? Und ich musste gar nichts rumbiegen.“
Wenn es Deiner Meinung entspricht, fein.
M. meint
Ja, toll.
Eine Frage formuliert, fertig.
Schon kommt raus, was ich will.
Nur war die Frage scheinbar eine andere als deine, das ist der ganze Unterschied.
Stefan meint
Aldenhoven ist ein Rundstrecken-Testzentrum für Autos.
Da gibt es keine Laufbahn.
Eine kabellose Ladetechnik gibt es schon länger. Die Frage ist doch eher, wo setzt man diese sinnvoll ein, ohne viel Geld in den Sand zu setzen?
eBikerin meint
„Die Frage ist doch eher, wo setzt man diese sinnvoll ein, ohne viel Geld in den Sand zu setzen?“
Antwort – am Taxistand. Mehr fällt mir jetzt aber auch nicht ein.
M. meint
Man könnte es in Städten an jeder Ampel einsetzen. Da steht man ja oft. Gerade für Menschen mit schlechtem Zugang zu (schnellen) Ladepunkten wäre das eine Erleichterung. Wie die Zahlung funktioniert, das wäre noch zu testen.
Aber das ist ja auch ein Test.