Induktives Laden mit 120 kW für Elektroautos

22. Oktober 2018, 12:44 Uhr
Modernste Leistungselektronik für die Übertragung hohe Leistung. Bild: Genevieve Martin / ORNL, US-Energieministerium
Modernste Leistungselektronik für die Übertragung hohe Leistung. Bild: Genevieve Martin / ORNL, US-Energieministerium
Forscher des ORNL (Oak Ridge National Laboratory) konnten ein induktives Ladesystem für Autos demonstrieren, das in der Lage ist, eine Leistung von 120 kW mit hoher Effizienz drahtlos zu übertragen. Mit dieser Technik sind kurze Ladezeiten möglich, die allmählich in die Nähe eines normalen Aufenthalts an einer Tankstelle kommen.

Das induktive System überträgt eine Leistung von bis zu 120 kW mit dem erstaunlich hohen Wirkungsgrad 97 %, was nicht wesentlich schlechter ist als konventionelle Hochleistungs-Schnellladesysteme per Kabel. In dieser Demonstration gelang die Übertragung der Energie über den enormen Luftspalt von sechs Zoll (15 cm) zwischen zwei Magnetspulen zur Ladung eines Akkus.

Die Forscher am ORNL hatten zuvor schon das weltweit erste induktive Ladesystem mit einer Leistung von 20 kW konzipiert, das für kommerzielle Lieferwagen modifiziert wird. Die Neuentwicklung sollte nun den gleichen oder geringeren Platzbedarf wie beim Vorgänger erreichen, um die kommerzielle Akzeptanz zu fördern. Dabei wurden neue Techniken bei der Simulation der Spulen eingesetzt, die dank hoher Effizienz nur eine geringe Erwärmung aufweisen und so auch Sicherheitsaspekte adressieren. Die Leistungselektronik setzt zudem zur weiteren Steigerung der Effizienz auf Leistungshalbleiter aus Siliziumkarbid. Mit dieser Technik wird auch eine Schnellladung angedacht, die 350 bis 400 kW übertragen kann und selbst große Akkus von Elektroautos dann in weniger als einer Viertelstunde laden kann.

Diese Technologie soll dann den Durchbruch in Sachen größere Akzeptanz von Elektroautos durch Erhöhung der Reichweite und besserem Ladekomfort bringen, was die staatliche Beteiligung erklärt, da man sich von solchen Technologien in den USA einen wirtschaftlichen Erfolg verspricht. Im Moment wird am ORNL auch an dynamischen Lösungen zur induktiven Übertragung von Leistungen im Bereich von 200 kW und in einem nächsten Schritt dann von 350 kW aktiv geforscht. Solche Systeme ermöglichen das automatische Laden von Elektroautos über drahtlose Lade-Pads, die unter Fahrbahnen installiert sind. Hierzu werden Systeme mit höherer Leistung benötigt, um die Kosten und die Komplexität der dynamischen Ladung zu minimieren. Allerdings sind beim dynamischen Laden noch viele technische und Sicherheitsfragen nicht wirklich gelöst, sodass es sich hier eher um Zukunftsmusik handelt.
 
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