Nominiert für Deutschen Zukunftspreis
Mit normalem Stromanschluss E-Autos in wenigen Minuten laden
Die Erfinder der Chargebox sind für den Deutschen Zukunftspreis nominiert: Sie ermöglicht es das E-Auto mit einem ganz normalen Stromanschluss, wie er in Wohn- und Geschäftsgebäuden üblich ist, zu laden und das auch noch sehr schnell.
Dipl.-Ing. Thomas Speidel, Dr. rer. nat. Thorsten Ochs von der ads tec Energy GmbH, Nürtingen und Dipl.-Ing. Stefan Reichert vom FraunhoferFraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg i. Breisgau heißen die Erfinder der Chargebox, die nun für den deutschen Zukunftspreis nominiert sind.
Mit diesem innovativen System lässt sich fast überall und auf einfache Weise eine Möglichkeit zum schnellen Aufladen von Elektroauto-Batterien schaffen. Dafür genügt ein normaler Stromanschluss, wie er in Wohn- und Geschäftsgebäuden üblich ist – ein Aus- oder Umbau der Netzinfrastruktur ist nicht nötig. Dennoch ermöglicht es die neue Technik, Fahrzeugbatterien minutenschnell aufzuladen. Damit haben die drei Nominierten das Fundament dafür gelegt, dass sich batterieelektrische Fahrzeuge ebenso komfortabel nutzen lassen wie Autos mit Benzin- oder Dieselmotor. Thomas Speidel ist CEO und geschäftsführender Gesellschafter von ADS-TEC Energy, Dr. Thorsten Ochs ist Chief Technology Officer des Unternehmens. Stefan Reichert leitet am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE die Forschungsgruppe Stromrichtereinheiten.
In den letzten Jahren ging der angestrebte Umstieg auf die Elektromobilität nur recht zögerlich voran. Denn für viele Autofahrer ist die Hemmschwelle hoch, sich ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug anzuschaffen. Neben der begrenzten Reichweite pro Batterieladung ist die lange Ladedauer in den Augen vieler Nutzer ein Problem. Hinzu kommt: Viele Elektroautofahrer haben weder zu Hause noch am Arbeitsplatz die Möglichkeit, ihren Wagen aufzuladen. Sie sind auf öffentliche Ladestationen angewiesen, etwa an Hauptstraßen oder in der Stadt. Dort soll sich das Aufladen der Batterie zudem möglichst rasch erledigen lassen. Das geht mit speziellen Schnellladestationen, die mit einer hohen Ladeleistung arbeiten. Allerdings ist das eine Herausforderung für das lokale Stromnetz. Vielerorts muss es für die Installation der Ladestation erweitert werden, häufig ist ein direkter Anschluss an das übergeordnete, regionale Mittelspannungsnetz notwendig. Das ist teuer, zeitraubend und erfordert viel Platz.
Die ChargeBox hingegen macht einen solchen Ausbau der Netzinfrastruktur überflüssig. Dafür sorgt ein ganzes Bündel an innovativen Techniken. Es umfasst einen integrierten Batteriespeicher, einen sehr kompakten und leistungsstarken elektronischen Stromwandler sowie eine daran angepasste Kühleinheit. Das zusammen nimmt nur rund anderthalb Quadratmeter Platz in Anspruch. Das System hat zwei separate Anschlüsse, mit denen sich zwei Elektroautos gleichzeitig aufladen lassen. Bei diesem parallelen Betrieb ist eine – im Vergleich zu herkömmlichen Ladestationen sehr hohe – Ladeleistung von je 160 Kilowatt möglich. Wird nur eine Ladesäule genutzt, sind sogar bis zu 320 Kilowatt nutzbar. Eine gängige Fahrzeugbatterie mit 100 Kilowattstunden Kapazität lässt sich damit innerhalb von etwa 15 Minuten zu 80 Prozent mit Energie füllen.
Die Entwicklung basiert auf einem Industrieprojekt im Auftrag des Automobilherstellers Porsche, der sich ein batteriegepuffertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge gewünscht hat. Das Team bei ADS-TEC um die beiden Nominierten Thomas Speidel und Thorsten Ochs hat diese Anregung aufgegriffen und technologisch umgesetzt. Dabei kooperierte es mit der Arbeitsgruppe um Stefan Reichert am Fraunhofer ISE. Sie verfügt über eine breite und langjährige Kompetenz im Bereich der Leistungselektronik, die in die Entwicklung der neuen Technologie einfloss.
Ein Kernstück der neuen Technologie ist der eingebaute und auf die Hochleistungsladetechnik abgestimmte Batteriespeicher – eine Komponente, über die andere am Markt verfügbare Ladestationen nicht verfügen. Der Speicher kann 140 Kilowattstunden Energie aufnehmen, die beim Laden an die Fahrzeugbatterie weitergegeben wird. Dadurch wird das Stromverteilnetz entlastet und störende Rückwirkungen auf das Netz werden wirksam verhindert. Für ein schnelles und sicheres Aufladen entscheidend ist auch eine eigens entwickelte Leistungselektronik mit mehreren Wandlern zur stufenweisen Spannungsanpassung.
