Stellen Sie sich vor, Sie füllen Ihren Tank in wenigen Minuten auf. Stellen Sie sich nun vor, Sie würden dies tun, ohne irgendwelche Kabel anzuschließen. Es klingt wie Science-Fiction, aber Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) haben gezeigt, dass dies kein Traum ist. Sie stellten ein kabelloses induktives Ladesystem vor, das 120 kW Leistung mit einem erstaunlichen Wirkungsgrad von **97 % erzeugt. Das ist sehr beeindruckend. Dies ist vergleichbar mit den schnellsten kabelgebundenen DC-Schnellladegeräten von heute.
Das ist ein großer Sprung nach vorne. Die Vorgängeranlage des ORNL im Jahr 2016 hatte eine maximale Leistung von 20 kW. Die Produktion erhöht sich um das Sechsfache. Dies gelang dem Forschungsteam durch die Kombination eines neuen Spulendesigns mit fortschrittlicher Leistungselektronik aus Siliziumkarbid (SiC). Das Ergebnis ist eine Spule, die leicht und kompakt ist und vor allem nicht überhitzt. Es minimiert den Leistungsverlust während der Übertragung und löst eines der schwierigsten Probleme im Bereich der drahtlosen Energie.
So funktioniert kabelloses induktives Laden
Der Mechanismus ist täuschend einfach. Dieses System verwendet zwei Spulen. Legen Sie eines auf den Boden oder auf eine Ladestation. Der andere befindet sich am Fahrzeug. Erdungsspulen nehmen Wechselstrom vom Netz auf und wandeln ihn in eine hochfrequente Wechselstromquelle um. Dadurch entsteht ein Magnetfeld, das einen Luftspalt von etwa 15 Zentimetern (ca. 6 Zoll) durchdringt.
Wenn die Sekundärwicklung des Fahrzeugs in dieses Magnetfeld eintritt, wird die Energie über den Spalt übertragen. Dieser wird wieder in Gleichstrom (DC) umgewandelt und in der Batterie des Autos gespeichert. Es gibt keine Stecker. Es sind keine Steckdosen vorhanden. Nur Physik.
Aber ORNL blieb nicht bei 120 kW stehen. Ziel ist es, diese Technologie auf 350-400 kW zu steigern. Warum? Reduzieren Sie die Ladezeit auf 15 Minuten oder weniger. Noch ehrgeiziger ist das Streben nach dynamischem kabellosem Laden. Das bedeutet, dass die Straße selbst zum Ladegerät wird. Beim Fahren mit Autobahngeschwindigkeit würden Sie Energie verbrauchen.
Die Zukunft der Autobahnaufladung
Das Konzept ist klar. Die Ladespule ist unter dem Autobahnasphalt vergraben. Elektrofahrzeuge (EVs) laden ihre Batterien kontinuierlich auf, während sie mit einer Geschwindigkeit zwischen 90 und 120 km/h (55 und 75 mph) fahren. Dadurch werden Reichweitenprobleme auf langen Fahrten effektiv vermieden. Die Infrastruktur ist verborgen. Das Erlebnis ist nahtlos.
Aber die Effizienz litt darunter. Erdspulen sind weniger effizient als das gute alte Kupferkabel. Aber der Komfort könnte den Kompromiss wert sein.
Siemens- und BMW-Test in Berlin
Das Oak Ridge National Laboratory betreibt physikalische Forschung in Tennessee und Siemens und BMW führen logistische Tests in Berlin durch. Ab Juni wird in der deutschen Hauptstadt ein induktives Ladesystem eingeführt. Es verwendet einen unterirdischen Sender, um Energie an die Spulen des Fahrzeugs zu senden, sodass keine Kabel erforderlich sind.
Zum Test nutzen sie den BMW ActiveE Prototyp. Dabei handelt es sich um die 100 % elektrische Version der Serie 1. Die genauen technischen Details des Berliner Tests sind noch nicht bekannt, der Fokus liegt aber auf echter Integration.
Dies spiegelt die Bemühungen in den USA wider. Plugless Power führt ähnliche Tests in der Google-Zentrale in Kalifornien durch. Der Wettlauf darum, kabelloses Laden zur Norm statt zur Neuheit zu machen, ist im Gange.
Warum Diskretion wichtig ist
Warum müssen wir uns mit dem Einbetten der Spule beschäftigen? Denn die aktuelle Ladeinfrastruktur ist hässlich. Kabelberge, sperrige Stationen und öffentlicher Ärger. Ein unterirdisches System ist diskret. Es fügt sich in das Stadtbild ein.
Siemens ist davon überzeugt, dass dies wichtig für die Masseneinführung ist. Elektroautos müssen häufiger aufgeladen werden als Benzinautos. Sie benötigen eine flexible Lösung. Drahtloses Laden ermöglicht automatisches Laden. Stellen Sie sich ein Taxi vor, das auf Fahrgäste wartet. Das Auto wird im Leerlauf aufgeladen. Es ist kein Eingreifen des Fahrers erforderlich. Verschwenden Sie nicht Ihre Zeit.
Dann können diejenigen, die zweifeln, bekehrt werden. Wenn wir mit dem Aufladen auf die gleiche Weise aufhören könnten, wie wir mit dem Atmen aufhören, würde die Eintrittsbarriere erheblich verringert.
Fazit
Wir nähern uns dem Punkt, an dem kabellose Elektroautos genauso schnell aufgeladen werden können wie Tankstellen. Der 120-kW-Benchmark von ORNL bereitet die Bühne. Siemens und BMW haben die Wirksamkeit der vorgestellten Modelle bewiesen. Google testet diese Technologie im Silicon Valley.
Die Technologie ist vorhanden. Hohe Effizienz. Die Herausforderungen für die Infrastruktur bleiben bestehen. Die Richtung ist jedoch klar. Wir entfernen uns vom Kabel. Wir bewegen uns in Richtung eingebetteter Energie.
Können Sie Ihr Auto wirklich so schnell aufladen, wie Sie tanken? Vielleicht nicht heute. Aber da 350 kW vor der Tür stehen, schließt sich die Lücke schnell. Die Straßen verändern sich. Sind Sie bereit?
