31.10.2011, 14:06 Uhr

Elektromobilität: Stuttgarter Forscher entwickeln induktives Ladesystem

Stuttgart - Wissenschaftler um Prof. Nejila Parspour vom Institut für Elektrische Energiewandlung und Prof. Hans-Christian Reuss vom Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen an der Universität Stuttgart entwickeln derzeit ein Konzept, mit dem Elektroautos berührungslos per Induktion aufgeladen werden sollen. Unsichtbar könnte die induktive Ladestation zukünftig in den Boden eingelassen sein. Während das Elektroauto parkt, soll sich der Akku des Autos fautomatisch wieder aufladen. „Andere Aufladekonzepte, bei denen das Elektroauto an Ladesäulen über eine Steckdose aufgetankt wird, sind in großer Zahl in einer Stadt problematisch“, sagt Parspour. Diese Stromtankstellen benötigten Stellfläche, so die Leiterin des Instituts für Elektrische Energiewandlung. Außerdem seien sie weniger komfortabel, da der Fahrer bei Wind und Regen aussteigen müsste, um den Stecker in die Steckdose zu stecken.

Für das Aufladen von Elektroautos per Induktion soll eine im Boden versenkte Primärspule an das öffentliche Stromnetz angebunden werden. Wird sie vom Strom durchflossen, baut sie ein Magnetfeld auf, das in einer Sekundärspule im Fahrzeugboden Strom induziert, der zum Aufladen des Akkus dient. In einem Labormodell konnten die Stuttgarter nach eigenen Angaben mit dem Ladesystem einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent erzielen und erreichten damit die Größenordnung eines konventionellen Ladegeräts. Auch sei es nicht mehr nötig, das Auto präzise über der Spule im Boden zu platzieren. Das an der Uni Stuttgart entwickelte System ermöglicht demnach Positionierungstoleranzen von bis zu 25 Zentimetern. Im Dezember 2011 soll der erste Prototyp fertig sein und eine Leistung von drei Kilowatt kontaktlos übertragen können. Damit könne ein 12 Kilowattstunden-Batteriespeicher, der einen Kleinwagen für 100 Kilometer mit Energie speist, in vier Stunden wieder aufgeladen werden.

Ein weiterer Aspekt der Forschung sei die Integration der induktiven Ladesysteme in die intelligenten Stromnetze von morgen, so Parspour. Dafür sei es erforderlich, dass die elektrische Energie in beide Richtungen kabellos übertragen werden kann, wobei die Batterien der Elektroautos als Speicher im Energieversorgungsnetz eingesetzt werden können. Somit könne überschüssige Energie wieder zurück ins Netz eingespeist werden und zudem Netzschwankungen stabilisieren. „Hier haben Batterien eindeutig einen Vorteil gegenüber Spitzenlastkraftwerken, da sie schneller reagieren“, sagt Parspour. Die Forschungsarbeiten von Parspour und Reuss sind Teil des Projekts „Berührungsloses, induktives und positionstolerantes Ladekonzept für elektrisch angetriebene Fahrzeuge“ (BIPoL), das im Januar 2011 startete. Es wird vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg gefördert und von dem Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS) koordiniert. Neben der Universität Stuttgart sind noch das Karlsruher Institut für Technologie sowie weitere Projektpartner aus der Industrie beteiligt.