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Elektromobilität

Eine Zukunft ohne Kabel und Stecker

13. März 2013, 17:45 Uhr | Von Thomas Nindl

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Vorteile des kabellosen Ladens

Das kabellose Aufladen von Elektrofahrzeugen erfordert schlichtweg keine Kabelverbindung des Fahrzeugs mit einer Ladesäule. Die Nutzer fahren beim kabellosen Laden einfach in die Richtung des markierten Parkplatzes. Sobald sich das E-Auto einigermaßen über der Ladeplatte im Boden befindet, kann der Ladevorgang starten (Bild 3). Hierbei spielt es keine Rolle, ob auf dem Lade-Pad Schnee liegt, sich Eis gebildet hat oder ob es regnet. Gerade bei diesen Wetterbedingungen möchte ein Fahrer keine Kabel oder Steckverbinder anfassen. Zudem entfallen die von den Gemeinden und Städten als unschöne Straßenmöblierung bezeichneten Ladesäulen gänzlich. Sie wirken insbesondere in Altstädten mit historischen Bauten mehr als störend. Für die kabellose Aufladung von E-Fahrzeugen spricht auch der Schutz vor Vandalismus, denn weder kann eine nicht vorhandene Ladesäule zerstört noch kann ein nicht vorhandenes Kabel gestohlen oder beschädigt werden.

Das von der Firma Qualcomm Halo induktive Ladesystem wurde für drei Leistungsbereiche konzipiert: 3,3 kW (230V/16A), 7 kW und für den 3-Phasen-Betrieb bis zu 20 kW. Die Bodenplatte ist hier für alle Leistungsstufen die gleiche, lediglich in den Fahrzeugen kommen der Leistungsstufe entsprechende, unterschiedliche Plattengeometrien zum Einsatz. Die 7-kW- und 20-kW-Systeme sind als Schnellladeeinrichtungen gedacht.

Eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen wurde auf Grundlage von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren entwickelt. Sie werden heute entsprechend als schadstoffarme Autos und Null-Emissions-Fahrzeuge (CO2) angeboten. Das hat zwangsweise dazu geführt, dass die Kosten, die Art der Versorgung (mit Treibstoff oder Strom) und die Reichweite miteinander verglichen und zum Teil erheblich in Frage gestellt werden. Als Resultat sehen wir heute Elektrofahrzeuge mit großen, schweren und teuren Batterien, die eine deutlich geringere Reichweite zur Verfügung stellen als vom Besitzer gewünscht. Deshalb sieht es im Augenblick danach aus, als könnte eine hohe Reichweite eines E-Fahrzeugs nur mit den Nachteilen von größeren Batterien erreicht werden, die entsprechend eine Gewichtszunahme und einen Preisanstieg des Autos mit sich bringen. Es ist eher unwahrscheinlich, dass in naher Zukunft die Batterieindustrie in der Lage sein wird, Akkumulatoren mit höherer Kapazität bei gleichzeitiger Verringerung der Größe und geringeren Kosten anzubieten.

Ein alternativer Ansatz, um die Reichweitenangst zu entkräften und eine Kostenexplosion zu vermeiden, ist die uneingeschränkte Möglichkeit zum Aufladen von Fahrzeugen an einer Vielzahl von Ladestationen, beispielsweise zu Hause, am Arbeitsplatz, vor dem Supermarkt oder Einkaufszentrum, während des Fünf-Minuten-Stopps vor der Schule oder immer dann, wenn gerade eine Ladestation während des Anhaltens zur Verfügung steht. Denn gerade das ständige Aufladen durch Induktion würde die Batterie in ihrem Betriebsladezustand halten (40 bis 80 Prozent), was außerdem die Lebensdauer der Batterie verlängert.

Das kabellose Aufladen von elektrisch betriebenen Fahrzeugen könnte dazu führen, dass die Autohersteller kleinere Batterien einbauen können, was demzufolge zu einer Gewichtseinsparung und zu einer Kostenreduktion führt.

Die zukünftige Einsatzmöglichkeit der kabellosen Ladesystemtechnik von Qualcomm Halo könnte die Verbreitung der Ladeinfrastruktur sein, zum Beispiel eingebaut in Verbindungsstraßen zwischen zwei Städten. Somit würden E-Fahrzeuge am Ankunftsort mit demselben Batterieladezustand ankommen, mit dem sie die Reise am Ursprungsort starteten. Obwohl im Moment diese Art der Aufladung, das „dynamische Laden“ von E-Fahrzeugen (DEVC), noch Zukunftsmusik ist, sie ist jedoch möglicherweise die einzige Technologie, mit der Elektrofahrzeuge mehrere hundert Kilometer weit ohne Ladestopps fahren können. Elektro-City-Fahrzeuge werden aller Wahrscheinlichkeit nach die ersten massentauglichen E-Fahrzeuge sein, während elektrisch angetriebene Überlandfahrzeuge mit günstigen und kleinen Turbo-Range-Extendern ausgerüstet werden. Die Zukunft aller Straßenfahrzeuge ist möglicherweise ein CO2-minimiertes und mobiles Transportsystem auf Basis von dynamischen Ladesystemen.