Elektromobilität Eine Zukunft ohne Kabel und Stecker

Drahtlose Ladetechnik für Elektrofahrzeuge.
Drahtlose Ladetechnik für Elektrofahrzeuge.

Wie schnell sich Elektroautos durchsetzen werden, hängt auch davon ab, wie bequem sie sich wieder aufladen lassen. Drahtlose Ladetechniken können wesentlich dazu beitragen, die Akzeptanz von E-Fahrzeugen zu erhöhen.

 


Ein Technologieaspekt, der die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen positiv beeinflussen kann, ist die Möglichkeit des induktiven Ladens, auch als drahtlose Ladetechnik für Elektrofahrzeuge (WEVC) bekannt. Beim induktiven Laden entfällt das Benutzen eines Ladekabels. Das einfache und automatische Aufladen der Fahrzeugbatterie ermöglicht zudem neue Geschäftsmodelle.

Das Prinzip der magnetischen Induktion ist nicht neu. Bereits 1888 nutzte Heinrich Hertz eine Induktionsspule in seinem Telegrafiegerät. Der Erfinder Nikola Tesla kommt auf die meisten Nennungen zum Thema magnetische Induktion zum Übertragen elektrischer Leistungen über einen Luftspalt. Bereits 1891 konnte er dies eindrucksvoll der Öffentlichkeit demonstrieren. In der Folge wurden mehrere Ideen zum induktiven Übertragen von Leistungen realisiert und getestet. So finden sich in der Fachliteratur Beispiele von: Hutin & LeBlanc (Leistungsübertragung für Eisenbahnen, 1894); Bolger (Energieversorgung von Fahrzeugen, 1975); Klontz (Koaxiale Kopplung f. schienengebundene Fahrzeuge, 1992).

In den letzten Jahren fanden eine Vielzahl von Demonstrationen und Feldversuchen statt, die die drahtlose Leistungsübertragung zum Laden und Betreiben von Fahrzeugen zum Thema hatten. So konnte im Jahr 1988 Professor John Boys und sein Team der University of Auckland in Neuseeland das erste induktive Ladesystem mit einer ungenauen Ausrichtung der beiden Spulen erfolgreich demonstrieren. Die Firmen Daifuku und Conductix-Wampfler haben in der Folge dieses System kommerziell umgesetzt und in Produktionsstraßen für den Materialtransport implementiert. Außerdem wurde die Entwicklung von Professor Boys, die drahtlose Aufladung, auch bei 32 Stadtbussen der Städte Turin und Genua angewandt.

Michael Faraday erforschte bereits im Jahre 1831 die elektromagnetische Induktion. Er fand heraus, wie ein Kupferdraht in Bewegung innerhalb eines Magnetfelds (Konduktor) einen elek­trischen Fluss erzeugte. Die elektromagnetische Induktion ist die Grundlage aller Generatoren, Transformatoren sowie der Induktions-, Elektro- und Synchronmotoren und auch der elek­trischen Magnete. 140 Jahre nach Faradays Entdeckung verstehen wir heute wesentlich besser, wie Magnetresonanzspulen unter Einsatz moderner Materialen und Komponenten angeordnet werden müssen, um möglichst große Ladungsmengen (Q) effizient zwischen der Primär- und der Sekundärspule über einen großen Luftspalt zu übertragen.