TU Graz entwickelt mobilen Laderoboter für Elektroautos

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Die TU Graz will das Laden von Elektroautos komfortabler machen und entwickelt einen mobilen Laderoboter. Dieser steuert geparkte E-Autos selbstständig an und versorgt sie mit Strom. Die Erfindung soll in Serie gehen und helfen, Elektroautos schneller zu verbreiten.

Fehlende Ladesäulen bremsen E-Autos aus

In ganz Österreich gibt es aktuell rund 8.000 öffentliche Ladestationen. „Das ist ein echter Hemmschuh für die Verbreitung der E-Mobilität“, bemängelt Bernhard Walzel vom Institut für Fahrzeugtechnik der TU Graz. „Wer ständig überlegen muss, wie weit die nächste E-Tankstelle entfernt ist, fährt eher unentspannt. Wir müssen daher mit der Ladeinfrastruktur nachziehen.“

Laderoboter soll auf Parkplätzen autonom im Einsatz sein

Die Lösung ist ein mobiler Laderoboter, der in Parkhäusern und auf Parkplätzen selbstständig unterwegs ist. Sobald ein geparktes Elektroauto Ladebedarf meldet, macht sich der Roboter auf den Weg dorthin und lädt das Auto komplett ohne menschliches Zutun auf. Dafür könnten auf Parkplätzen und in Parkhäusern eigene Parkbereiche für E-Autos entstehen, in denen die Laderoboter unterwegs sind. Sie bewegen sich mit bis zu 20 km/h auf das Fahrzeug zu, docken über einen Roboterarm an die Ladebuchse an und entfernen sich wieder, sobald der Ladevorgang beendet ist.

Zusammenarbeit mit Alveri und Arti Robots

Was einfach klingt und für einen Menschen auch einfach ist, ist für einen Roboter eine schwierige Aufgabe: „Der Tank- oder Ladevorgang eines Fahrzeugs ist für den Menschen keine große Herausforderung. Für ein automatisiertes System ist das hingegen eine sehr komplexe, millimetergenaue Angelegenheit“, so Bernhard Walzel.

Beim Laderoboter verschmelzen zwei Systeme miteinander: Eine mobile Plattform, die sich autonom im Raum bewegen kann und ein automatisierter Roboterarm, der das Ladekabel am Auto ansteckt. Einen ersten Prototyp hat die TU Graz mit den Firmen Alveri und Arti Robots bereits fertig. Arti Robots hat Erfahrung mit autonomen Plattformen, während das Start-up Alveri nachhaltige Mobilitätsdienstleistungen entwickelt.

Weitere Verbesserungen nötig

Die Partner planen die Serienfertigung ihrer Laderoboter. Doch bis es soweit ist, sind noch einige Optimierungen nötig. So ist der Prototyp derzeit noch auf ein Stromkabel angewiesen. Den Einbau einer Batterie erachten die Partner aus Gewichts- und Kostengründen, aber vor allem aus ökologischer Sichtweise nicht als sinnvoll. Deshalb arbeiten sie an einer Stromversorgung über Bodenkontakte. Auch die Steuerungssoftware, die momentan auf einem separaten PC läuft, muss noch in den Roboter integriert werden.

Verbesserungspotenzial gibt es auch beim Roboterarm, denn am Markt gibt es keinen passenden für eine derartige Anwendung. Die Partner greifen deshalb auf einen herkömmlichen Roboterarm aus der Industrie zurück, der aber sehr viel mehr Bewegungsmöglichkeiten bietet, als für den Laderoboter nötig sind. Hier kann noch Gewicht und damit Kosten eingespart werden. Auch bei der Kommunikationsschnittstelle zwischen Roboter und E-Auto gibt es noch Entwicklungsbedarf. Ziel ist am Ende, dass das E-Auto dem Roboter selbst seinen Ladebedarf meldet. Aktuell wird dem Roboter noch durch einen geöffneten Ladeanschluss signalisiert, welches Auto er laden soll. Denkbar ist auch die Aktivierung des Laderoboters über eine App durch den Fahrer oder die Fahrerin.

Auch Sicherheitsfragen sind noch offen

Auch wenn die Technik steht, sind noch rechtliche Fragen sowie Sicherheitsaspekte zu klären. Denn neben dem Roboter werden auch Menschen im Parkbereich unterwegs sein. Konstantin Mautner-Lassnig von Arti Robots erklärt: „Im gesamten Laderoboter sind mehrere Sicherheitsmechanismen implementiert. Die mobile Plattform tastet mit Laserscannern permanent die Umgebung nach möglichen Hindernissen ab und erkennt, wenn ein Objekt zu nahe kommt. Dann bleibt die Plattform sofort stehen.“ Im unwahrscheinlichen Fall, dass jemand seine Hand zwischen Ladestecker am Roboter und den Ladeanschluss hält, gibt es ebenfalls einen Sicherheitsstopp.

Die Partner haben einen Förderantrag bei der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG gestellt. Im nächsten Schritt wollen sie das System erstmals im öffentlichen Raum installieren und testen.

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