Elektroautos kontaktlos und während der Fahrt laden – das ist der Traum vom induktiven Laden. Besonders bei schweren LKW würde das viele Probleme auf einmal lösen. Doch auch für elektrische PKW ist die Technologie interessant. Wann setzt sich induktives Laden durch?

Die RWTH Aachen erforscht induktives Laden für Autobahnen

Beim induktiven Laden erzeugt eine Spule ein elektromagnetisches Feld. Eine zweite Spule, die sich bei Elektroautos oder Elektro-LKW unter dem Fahrerhaus befindet, erzeugt aus den Signalen elektrischen Strom. Das Prinzip kennt man von der elektrischen Zahnbürste. Elektrofahrzeuge könnte man damit sogar während der Fahrt völlig kontaktlos laden.

Was bei der Zahnbürste problemlos funktioniert, weil sie beim Laden unbeweglich auf der Ladespule aufliegt, ist bei einem fahrenden Elektro-Laster viel schwieriger. Das Projekt „InductInfra“ der RWTH Aachen will erforschen, wie man induktives Laden auf Autobahnen umsetzen könnte. Wenn es gelingt, hätten Elektrofahrzeuge eine unbegrenzte Reichweite und würden mit kleineren und somit leichteren Batterien auskommen.

Die RWTH Aachen entwickelt die dafür nötigen bautechnischen Konzepte und will herausfinden, wie man Induktionsmodule zum Laden dauerhaft in die Infrastruktur integrieren kann. Das Verkehrsministerium fördert das Forschungsvorhaben mit 1,9 Millionen Euro. „Das dynamische induktive Laden hat das Potenzial, viele Herausforderungen der E-Mobilität auf einmal zu lösen. Ob Batteriegröße, Gewicht oder die Verfügbarkeit von Ladesäulen – mit induktivem Laden wäre das Reichweitenproblem gelöst“, so Verkehrsminister Andreas Scheuer.

Induktives Laden in der Praxis

In der Praxis würde das so aussehen: Die Autobahnen sind in der Mitte der Spur komplett mit Spulen versehen. Die LKW werden mit einem Leitsystem in der Spur gehalten. Dann könnten sie theoretisch während der Fahrt mit 130 kW geladen werden, und die Batterie müsste nur noch so viel Strom speichern, wie für den Weg zur Autobahn und von der Autobahn zum Ziel nötig ist. In beide Richtungen der Autobahnen müssten insgesamt 26.000 Kilometer Spulen verlegt werden. Der nötige Strom würde mit Windrädern oder Solarmodulen neben der Autobahn erzeugt.

Die Spulen werden von den Fahrzeugen, die dafür ausgelegt sind, aktiviert und sind ansonsten inaktiv. Bei Unfall oder Stau wird der jeweilige Abschnitt ganz abgeschaltet. Für Menschen sind die elektromagnetischen Felder nicht gefährlich, da sie durch den Fahrzeugboden isoliert sind. Trotzdem sind noch viele Fragen offen, die das Forschungsprojekt den nächsten Jahren klären soll.

EnBW: Praxistest mit Elektrobussen

Ein ähnliches System testet der Energieversorger EnBW bereits in der Praxis. Das neue EnBW-Ausbildungszentrum im Karlsruher Rheinhafen ist über eine interne elektrische Werks-Buslinie an den ÖPNV angeschlossen. Die Teststrecke auf dem EnBW-Gelände ist 100 Meter lang und mit induktiver Ladetechnik des Start-ups ElectReon ausgestattet. Später sollen noch 500 Meter öffentliche Straße dazukommen.

Besonders Nutzfahrzeuge profitieren

Besonders für LKW ist induktives Laden interessant, weil sie so schwer sind, dass Batterien nur eine begrenzte Reichweite liefern. Für Elektroautos ist die Technologie eher während des Parkens sinnvoll. Die deutschen Autohersteller haben im Moment allerdings keine Pläne, ihre E-Autos mit der Technologie auszustatten. Die Hyundai-Marke Genesis dagegen will für ihr erstes reines E-Auto eG80 optional auch ein induktives Ladesystem anbieten. Die Technologie wäre vor allem für autonome Fahrzeuge wichtig, die niemand an die Ladesäule anschließt.

Allerdings existiert noch kein einheitlicher internationaler Standard für induktives Laden, so dass jedes Fahrzeugmodell nur mit seiner eigenen Ladeplatte funktioniert.

IPT Technology: Induktives Laden für Fähren

Ein Anbieter von induktiven Ladesystemen ist IPT Technology aus Baden-Württemberg. IPT stattet Fähren mit den Systemen aus und kann diese induktiv mit bis zu 100 kW laden. Im Süden Norwegens ist so eine Fähre für 50 Passagiere im Einsatz. Sie überquert einen Fluss und verbindet die Stadtteile der Stadt Fredrikstad miteinander. Statt langer Ladepausen werden die Batterien per Induktion zwischengeladen, während die Passagiere zusteigen. Jeder Ladevorgang dauert nur knapp 2 Minuten, dabei fließen 2 Kilowattstunden Strom in die Batterie. Das reicht, um den Ladestand der Batterie konstant bei etwa 72 Prozent zu halten.

IPT bietet das Ladesystem auch für Elektroautos und Elektrobusse an und beliefert die Industrie mit induktiv ladenden Transportfahrzeugen. Auch IPT-CEO Richard van den Dool sieht autonome Fahrzeuge als sinnvolles Einsatzgebiet. Für elektrische Lieferfahrzeuge, Carsharing-Autos und Taxen würden sich kurze Ladestopps ebenfalls anbieten. Van den Dool sieht jedoch vor allem in der Schifffahrt eine Branche mit Wachstumspotenzial. Induktives Laden sei vor allem im rauen Meeresklima sehr zuverlässig und funktioniere auch durchs Wasser.

Fazit

Induktives Laden könnte also viele heutige Probleme der Elektromobilität lösen. Da die Technologie aber noch nicht ausgereift ist und noch keine einheitlichen Standards existieren, wird es noch Jahre dauern, bis Hersteller das Thema ernsthaft aufgreifen.

Quellen / Weiterlesen

Elektroautos: Unendliche Reichweite | Zeit Online
Bund fördert Forschungsvorhaben InductInfra mit 1,9 Millionen Euro | Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Induktive dynamische Energieversorgung von Fahrzeugen über die Straßenverkehrsinfrastruktur | RWTH Aachen
Induktives Ladesystem für E-Fähren vorgestellt | electrive.net
Genesis to offer inductive charging for their first BEV | electrive.com
Bildquelle: Pixabay

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Stephan Hiller
Stephan Hiller ist Betriebswirt (Studium an der Fachhochschule für Wirtschaft Berlin und in Cambridge, UK) mit umfangreicher Geschäftsführungs- und Start-Up Erfahrung. Er hat sich erfolgreich darauf spezialisiert, den Finanzbereich und das Controlling junger Unternehmen operativ zu betreuen und Start-Ups strategisch sowie in den Bereichen Marketing, Vertrieb und Finanzen zu beraten. Er verfügt über umfassende kaufmännische Erfahrungen, die er durch mehrjährige Berufstätigkeit für internationale Unternehmen im In- und Ausland aufgebaut hat. Hierunter waren u.a. Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, aus der Automobilindustrie, Solarmodulhersteller und Projektentwickler aus dem Bereich erneuerbare Energien. Weiterhin hat er mehrere Unternehmensgründungen im Bereich erneuerbare Energien initiiert und erfolgreich mit aufgebaut. Stephan hat zusammen mit Ajaz Shah energyload.eu im Oktober 2013 gegründet.

11 KOMMENTARE

  1. Ja, das wird noch dauern. Die Leute müssen ja erst einmal überhaupt die eMobilität verdauen. Die ist bei Vielen überhaupt noch nicht angekommen.

    Das gibt eine ganz neue Generation von eAutos, das braucht Zeit. Die großen heutigen Pkw-Akkus und die immer schnelleren Lader machen aber die Stromschienen für Pkw immer weniger nötig. Bei den großen schweren Lkw sieht das anders aus.

    Interessant wird es sein, wie sich die Stromschiene gegenüber der Oberleitung durchsetzt 😀

  2. Die Firma Qualcomm hat schon vor Jahren ihr alltagstaugliches System HALO und den Standard WEVC vorgestellt. Seit 2019 wird diese Technik von der Firma Witricity weiterentwickelt. Auch BMW nutzt für den 530e iPerformance das System. Es ist freilich ein statisches induktives Laden, also für Parkhäuser, Tiefgaragen, private Stellplätze oder auch öffentliche Parkplätze geeignet. Ideal wäre es z.B. auch für Linienbusse oder Taxen. Die könnten an jeder Haltestelle bzw.an jedem Standplatz nachladen.
    Warum sich HALO bisher noch nicht breiter durchgesetzt hat, ist mir ein Rätsel.
    Bis ganze Autobahnspuren elektrifiziert werden, wird es sicherlich noch eine Weile dauern. Man müsste halt zunächst den ersten Schritt tun und eine Vielzahl neuer eAutos mit induktiver Ladeoption anbieten.

  3. Wer einen solchen Artikel schreibt, ohne Kosten zu nennen, sollte sein Lehrgeld zurückfordern („Studium“ (FH) Betriebswirt !). Auch technisch (Wirkungsgrad) kommt NICHTS. Ist denn schon der 1. April ?

  4. Sehr geehrter Herr Dipl. Ing Dr. Anton Gsandtner
    In diesem Artikel geht es weder um die Frage nach den Kosten noch um den Wirkungsgrad. Es geht ausschließlich um die Frage zum aktuellen Status zu dieser Technologie und nicht um einen allumfassenden Statusbericht zum induktiven Laden (Kosten, Wirkungsgrad etc.). Diese Fragen sind sicherlich auch von Interesse aber der Titel des Artikels (Wann kommt das induktive Laden von Elektrofahrzeugen?) hat nichts bzw. wenig mit den von Ihnen eingeforderten Informationen zu tun. Insofern ist hier auch nichts irreführend.
    Wir laden Sie aber gerne ein, diese Fragestellungen umfassend zu recherchieren und Sie können hierzu gerne einen Gastartikel bei uns veröffentlichen.
    Konstruktive Kritik ist immer willkommen aber bitte unterlassen Sie zukünftig persönliche Angriffe.
    Viele Grüße
    Stephan Hiller

  5. Leider wurde NICHT die Kooperation von LandRover mit seinem Jaguar iPace und Momentum Dynamics erwähnt, welche in Oslo eine induktiv ladende Taxiflotte umsetzen wollen. Wenn man die Berichterstattung so durchliest, scheint es sich hier auch eher um einen Feldversuch als um ein fertiges Produkt zu handeln (ob das die Stadt Oslo als Auftraggeber auch so sieht ?)
    Leider fehlen wieder einmal Angaben zum Wirkungsgrad. Wenn am Ende (Well-to-wheel) genausowenig Primär-Energie auf die Straße kommt wie beim FCEV (Wasserstoff-Brennstoffzellen-Auto), dann ist das wohl noch keine Massentechnologie und der Taxitarif in Oslo wird wohl auch ordentlich steigen

  6. warum sollte die Autobahn mit den Spulen länger halten als Ohne ??
    das system wurde in Braunschweig schon mit Bussen getestet. Mit Spulen in den Haltebuchten.
    Da hat ABB mit TOSA ein besseres schnelleres und preiswerteres System das wesentlich mehr zukunft hat. Mit einem Ladegalgen. an den der Buss andockt.

    Ich denke das beste konzept LKW mit reichweiten um die 200-300 KM die dann auf den Raststätten an Oberleitungen oder auch auf der Autobahn mal an 5-10 km Oberleitung all 200 km laden können.
    geringe Investkosten, Trennung von Fahrbahn und Energiezuführung, also auch geringe wartungskosten, richtiger Kontakt MEtall auf Metall, also geringe Verluste beim Laden !

    Einziger nachteil des Systems: kein Forschungsprojekt über 1,9 Mio. € für die RWTH Aachen, also wird doch lieber an dem Indzktiv kram rumgemacht …

    Ein Nachteil der halt die ganzen Vorteile der anderen Lösung aufhebt …

  7. Das größte Problem was das induktive Laden hat, ist der Luftspalt zwischen den Spulen. So muss das Busladesystem in Braunschweig seine Ladeplatte weit absenken, um annähernd seine ca. 200kW Ladeleistung zu wuppen.
    Eine solche Technik ist bei LKWs ,die ja mit 80 Sachen über den Highway donnern, nur schwer machbar und reduziert den Wirkungsgrad mit jedem Zentimeter größerem Abstand. Da fasziniert mich die Draht-Schleifer-Technik der Oberleitung viel mehr, die mit bis zu 350kW Energieübertragung und geringeren Verlusten arbeitet. (und heute schon funktioniert).
    Ich bin auch mal gespannt was die Ergebnisse der RWTH in Sachen dynamisches Laden, sprich während der Fahrt, ergeben.
    Aber wie heißt es ja so schön: Man wächst mit (an)seinen Aufgaben

  8. Das pragmatischste ist manchmal das beste.
    Wie Elon Musk zeigt ist einfacher meist besser.
    Er hat dieses Prinzip beim seinen Raumfahrzeugen voll angewandt.
    Geht mit dem Treibstoff los. Er nimmt Methan und Sauerstoff statt H2 oder noch schlimmeren Stoffen.
    Er baut das Fahrzeug selbst aus Edelstahl statt aus GFK usw.
    und er landet die Dinger wieder

    Und so sehe ich das hier auch:
    Drahtloses Laden ist wie GFK, nette Idee aber in der Praxis zu teuer und schwer zu händeln.

    Ich denke die richtigen Ansätze sind so etwas wie ABB es mit Tosa macht. Nicht wie in BS aufwändig Spulen in den Boden der Haltestelle versenken die ohne Spulen schon nicht hält sondern einfacht mit 4 Schrauben einen Pfosten aufstellen, Ausleger dran und fertig, in unter einer Sekunde angekoppelt, laden mit einer Leistung wie man möchte und gut ist. Einfach, schnell, gut.
    Für mich ist alles andere Spielerei und Zeitverschwendung !

    Und die LKW könnten super auf den Parkplätzen laden, Einfach Dach mit Solarpanelen aufstellen, Drähte spannen und die LKW können laden. Der Fahrer muss noch nicht mal aussteigen 😉
    Investition gering, Unterhalt gering, Nutzen hoch. Einfache verlustfreie Lösungen sind besser als komplizierte mit Verlusten ! Das sollte das Prinzip sein !

  9. @Egbert Homeister: Einfach ist schon recht, aber Sie vereinfachen da schon recht stark:
    Zu Elon Musk „… und er landet die Dinger wieder“. Erst vor ein paar Tagen ist eins der Dinger beim Landen in einem Feuerball aufgegangen.
    Zu ABB Tosa. Hab‘ ich mir angesehen, aber nach „einfach mit 4 Schrauben einen Pfosten aufstellen“ sieht das nicht aus. Es ist ein mächtiger Galgen, und daneben eine 600 kW-Station. Das Andocken dauert eher 3 Sekunden als „in unter einer“.
    Und haben Sie mal ausgerechnet, wieviel qm Solarpanels man pro LKW braucht, um ihn an einer Raststätte vernünftig (z.B. mit 50 kW) zu laden? Und wo wollen Sie „Drähte spannen“?

  10. hallo,
    das war ein Test ! es ist gestern die 68zigste Landung erfolgt !
    Zu TOSA: den Trafo brauchen sie genauso bei dem Drahtlosen Laden
    Angabe des Herstellers in unter einer Sekunde … ist aber auch egal, das absenken dauert länger
    Hier die Daten zum Rechnen für die Solarmodule 350 WP 1000×1600 mm hier ca. 950 kWH/kWp
    die lkw werden eher mit 300-600 kw geladen.
    Die LKW Parkplätze können überdacht werden und da drunter dann der drahr gespannt werden.
    LKW fährt auf seinen trockenen Parkplatz und läd ohne auszusteigen …

  11. Es soll hier wieder auf etwas was in der Zukunft kommt Hoffnung gemacht werden und genau das verlangsamt den noch schnelleren Anstieg der BEVs. Damit helfen solche „Hoffnungsartikel“ wie auch die über den Wasserstoff mit dem FCEV durch gezielte Verunsicherung der Verbraucher/Endkunden letztlich nur den Verbrennern durch die „besser noch etwas Abwarten-Strategie“..

    Haben denn die Fachleute schon einmal ausgerechnet, ob die Kupfervorräte auf der Erde wenigstens für Deutschland ausreichen würden wenn solch ein Projekt auf heimischen Autobahnen ausgerollt werden würde?

    Wie würde sich der Preis von Kupfer entwickeln wenn sich der Weltbedarf verzehnfacht weil man z.B. nur eine Autobahn mit solchen Spulen ausstatten würde? Es geht hier nicht um mW wie bei der Zahnbürste sondern um kW. Da fließen trotz höherer Spannung ganz andere Ströme.

    In fast allen häuslichen Netzteilen haben Schaltnetzteile die früher üblichen „analogen Netzteile“ ersetzt weil sie viel kleiner, leichter und vor allem billiger sind (naja, das Rauschen ist schon viel schlechter, aber dagegen baut man dann eben einen Filter im Kabel ein). Der Materialverbrauch und damit der Resourcenverbrauch der neuen Technologie ist einfach besser. Hinzu kommt ein deutlich besserer Wirkungsgrad im Vergleich zu den früheren Netzteilen die letztendlich die „Überschussspannung“ mittels eines Transistors nur in Wärme umgewandelt haben.

    Und jetzt will man Unmengen an Resourcen verbrauchen und einen im Vergleich zum Kabel&Akku dramatisch schlechteren Wirkungsgrad akzeptieren? Auch wenn man größere Akkupacks dagegen rechnet, ist das alles eine schlimme Entwicklung für die Umwelt und den Geldbeutel.

    Ich denke, es geht nur um staatliche Forschungsgelder. Daher werden in solchen Artikeln auch keine Zahlen genannt. Und wenn, dann „bis zu max – Zahlen“. Das sagt alles.

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