• Elektroautos ohne Ladestecker.

  • Elektroautos ohne Ladestecker.

    • 1. April 2015
    • E-Mobilität
    • Fotos: Wilfried Adam
    • Text: Rüdiger Abele

    Volle Speicher ganz von selbst: Mercedes-Benz hat für Elektrofahrzeuge das induktive Laden fast bis zur Serienreife entwickelt. Das Ladekabel wird damit Vergangenheit.

    Ein Elektroauto ohne Ladestecker? Das ist keine Utopie, sondern bereits nahende Realität. „Schon in wenigen Jahren statten wir die nächste Generation von Elektro- und Hybridfahrzeugen von Mercedes-Benz mit der Technik für das induktive Laden aus“, bestätigt Harald Kröger, verantwortlich für Elektrik, Elektronik und elektrische Antriebe in der Entwicklungsabteilung bei Mercedes-Benz Cars. Die neue Technik vereinfacht das Aufladen der Fahrzeugbatterie erheblich und macht es zugleich deutlich komfortabler als bisher. „Der Nutzer muss kein Ladekabel mehr zwischen Auto und Wandsteckdose ziehen, um den Energiespeicher mit frischer Energie zu versorgen“, erklärt Kröger. „Er fährt das Fahrzeug einfach über eine flache Station und das berührungslose Laden beginnt.“ Damit verschwindet für Elektroautos das „Tanken“ als manueller Vorgang aus dem automobilen Alltag.

    Parkt das Fahrzeug über der Platte beginnt automatisch das Laden.

    Der hohe Ladekomfort macht das Regenerieren der Batterie so leicht wie nie zuvor. Die Batterie erhält frische Energie, wann immer es geht – selbst kurze Zeitspannen lohnen sich. Das Fahrzeug wird direkt auf die Ladestation gefahren, wo auch immer diese zur Verfügung steht, beispielsweise zu Hause, am Arbeitsplatz oder auch unterwegs bei einem Zwischenstopp. „Wir gehen davon aus, dass man die Platte aufgrund ihres hohen Komforts häufiger nutzt als ein Kabel“, sagt Kröger. Im Praxisversuch ist nachgewiesen, dass die Batterie niemals ganz leer ist. Zum einen relativiert sich deswegen die maximale Ladedauer, die notwendig wäre, um eine erschöpfte Batterie wieder vollständig zu füllen. Zum anderen ermöglicht die Technik vielleicht sogar den Einsatz kleinerer Batterien, zumal diese ohnehin über die Weiterentwicklung der elektrochemischen Vorgänge immer leistungsfähiger werden.

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    HOHE LEISTUNG UND HOHE EFFIZIENZ

    Das System ist ebenso wie die heutigen steckergebundenen Lösungen darauf ausgelegt, das Maximum aus der Haushaltssteckdose heraus zu holen. „Wir können bis zu 3,3 Kilowatt übertragen – genug, um die Fahrzeugbatterie in der heute üblichen Zeit wieder vollständig zu füllen“, erklärt Harald Kröger. „Für die Anwendung des induktiven Ladens im Automobil ist es eine wichtige Voraussetzung, hohe Leistungen zu übertragen. Dazu war eine erhebliche Entwicklungsarbeit notwendig.“

    Mercedes-Benz hat die Technik des induktiven Ladens bereits so weit gebracht, dass eine Serienreife in greifbare Nähe rückt. Dies ist in zwei bis drei Jahren denkbar. Das Szenario sieht vor, dass man eine mobile Ladeplatte ganz einfach beim Mercedes-Benz Vertriebspartner zusammen mit seinem neuen Fahrzeug bestellen kann. Die Nutzung ist problemlos: Am Parkplatz wird die Ladeplatte einfach auf den Boden gelegt oder in der eigenen Garage befestigt und über ein Netzkabel mit dem Stromnetz verbunden. Das Fahrzeug identifiziert sich beim Heranfahren. Wenn es über der Platte parkt und der Antrieb ausgeschaltet ist, beginnt automatisch der Ladevorgang. Der Einsatz mehrerer Platten ist problemlos möglich – so können beim Arbeitsplatz oder dem Wochenendhaus zusätzliche Lademöglichkeiten zur Verfügung stehen. Auch für Flottenbetreiber oder sogar den öffentlichen Raum eignet sich die Technik. Es lässt sich etwa eine ganze Reihe von Parkbuchten, ob unter freiem Himmel oder in einer Firmen-Tiefgarage, mit den flachen Geräten versehen, und man manövriert das Fahrzeug einfach darüber.

    EINPARKEN WIE IMMER

    Generell gilt: Nähert sich das Fahrzeug, nimmt es ab einer Entfernung von etwa zehn Metern per WLAN Kontakt zur Ladeplatte auf. Der Mercedes-Benz Schriftzug in der Ladeplatte beginnt zu leuchten und schickt damit einen sympathischen Willkommensgruß. „Zum hohen Komfort des System trägt die grafische Rückmeldung über den Fahrzeugmonitor beim Einparken bei, wenn man die Ladeposition erreicht hat“, erläutert Kröger. „Dabei muss man keinesfalls zentimetergenau manövrieren. Einfach einparken wie immer – das genügt vollauf.“ Auch sei eine Verknüpfung des Systems mit dem aktiven Mercedes-Benz Park-Assistent PARKTRONIC denkbar.

    Keinesfalls muss man zentimetergenau manövrieren.

    Die Technik des induktiven Ladens ist grundsätzlich nicht neu. Bei Alltagsgeräten wie etwa elektrische Zahnbürsten ist sie längst ein Standard, bei Handys wird sie es zunehmend – das Gerät wird ohne eine elektrische Steckverbindung einfach auf eine Ladestation gelegt und mit frischer Energie versorgt. Dabei überträgt ein elektromagnetisches Feld die Energie über die Luft. Man muss sich das Ladegerät wie einen auseinandergeschnittenen Transformator vorstellen: Die eine Spule ist flach im Fahrzeug untergebracht, die andere liegt auf dem Boden darunter. Die auf dem Boden liegende Mercedes-Benz Ladeplatte ist ungefähr 70 mal 70 Zentimeter groß und sechs Zentimeter hoch. Außer der Spule enthält sie auch die komplette Leistungselektronik. Die Grundfläche der fahrzeugseitigen Spule für das induktive Laden ist nur etwa so groß wie ein Bogen Briefpapier. Damit ist sie äußerst kompakt – ein Ergebnis der gesamten Entwicklungsarbeit, die im Mercedes-Benz System steckt. Derzeit vorgesehen ist das System für die Verwendung an Haushaltssteckdosen, da diese bei vielen Parkplätzen zur Verfügung stehen. Aber auch an Starkstromanschlüsse ließe sich die Technik adaptieren.

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    EIN AUTOMOBIL IST KEINE ZAHNBÜRSTE

    Bei der Entwicklung ging es freilich nicht allein um die reine Ladetechnik, sondern auch um die Anwendbarkeit. Die Ladeplatte muss wetterfest und überfahrsicher sein. Mittlerweile hat sie hat alle Prüfungen bestanden. Warum die Serieneinführung dann noch etwas dauert? „Ein Automobil ist keine Zahnbürste. Die Sicherheitsanforderungen an eine jahrelange hundertprozentige Betriebssicherheit liegen erheblich höher, und die verbliebenen Tests und Zertifizierungen sind zeitaufwendig“, erläutert Kröger. „Doch wir arbeiten mit Hochdruck an der Serieneinführung.“ „Wir haben mit unserem System zum induktiven Laden einen großen Schritt nach vorn gemacht“, sagt Harald Kröger. „Es wird mit dazu beitragen, dass elektrisches Fahren ein einfacher Teil des Alltags wird.“ Denn Elektroautos, da ist sich der Experte sicher, werden ihren Marktanteil erobern.

    INDUKTIVES LADEN IN KÜRZE: WIRKUNGSGRAD, EMVU, ABSCHALTAUTOMATIK

    Das induktive Laden von Elektrofahrzeugen hat einen sehr hohen Reifegrad erreicht – die Serieneinführung ist in zwei bis drei Jahren denkbar. Wichtige Eckpfeiler auf dem Weg sind:
    • Wirkungsgrad

      Induktives Laden bringt einen hohen Komfortgewinn. Dem gegenüber steht ein leicht geringerer Wirkungsgrad im Vergleich zum kabelgebundenen Laden: rund 90 Prozent zu 94 Prozent. Doch diese 90 Prozent sind für ein solches induktives System mit einer möglichen maximalen Übertragungsleistung von 3,3 Kilowatt bereits ein hervorragender Wert – mit Potential zur weiteren Steigerung bei künftigen Ladegerät-Generationen.
    • Elektromagnetische Verträglichkeit

      Jede elektromagnetische Welle transportiert Energie, dabei müssen festgeschriebene Richt- und Grenzwerte eingehalten werden. Das Mercedes-Benz System für induktives Laden unterschreitet diese Grenzwerte sogar.
    • Abschaltautomatik

      Der Luftspalt zwischen der Ladeplatte auf dem Erdboden und der fahrzeugseitigen Spule beträgt rund zehn Zentimeter – genug Raum beispielsweise für eine Katze. Das Ladesystem schaltet automatisch ab, sobald sie es sich auf der Matte bequem macht. Und der Fahrzeughalter erhält eine entsprechende Nachricht auf sein Mobiltelefon.

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