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Neue Ladetechniken

E-Autos schneller volltanken

Grafik, Ladetechnik, Parkplatz, Future Foto: Hersteller 6 Bilder

Nicht nur die E-Autos, auch die Ladetechnik muss sich deutlich weiterentwickeln, um den Bedürfnissen der zukünftigen E-Mobilisten gerecht zu werden. Gut im Rennen um Tempo und Komfort sind dabei das japanische Chademo-Prinzip und die Induktionsladung. Wir erklären, was dahintersteckt.

26.07.2011 Alexander Bloch

Reichweite, Reichweite, Reichweite: Wenn es um Elektromobilität geht, ist sie neben den Kosten der entscheidende Knackpunkt. Während sie bei Verbrennungsmotoren nur zweitrangig ist, da mit hochenergetischen Kraftstoffen innerhalb von Minuten 500 Kilometer und mehr Fahrradius nachgetankt werden können, fließt Energie über Strom äußerst zäh in den Akku.

Über eine normale 230-Volt-Steckdose strömen zirka 13 Ampere, was einer Ladeleistung von drei Kilowatt entspricht. Wer damit eine für rund 100 Kilometer Reichweite ausgelegte 16-kWh-Lithium-Ionen-Batterie zu 80 Prozent füllen will (darüber muss aus Akku-Schutzgründen die Leistung gesenkt werden), muss 4,5 Stunden warten. Zu lang für große Touren.

Deutlich besser geht es über so genannte Schnellladesysteme. Sie nutzen den kräftigeren Drehstrom, der zum Beispiel auch den heimischen Küchenherd versorgt. Je nach Auslegung sind damit zwischen sechs und 25 Kilowatt Ladeleistung (zum Beispiel Tesla Roadster) möglich. Die erwähnte Ladung dauert nur noch eine halbe Stunde. Ein Trip von Stuttgart nach Berlin zöge sich - gäbe es öffentliche Ladesäulen – trotzdem über zehn Stunden hin.

Hoher Ladestrom belastet Akku

Um diese Zeit zu verkürzen, gehen speziell die japanischen Hersteller einen entscheidenden Schritt weiter. Sie gründeten eine Vereinigung namens Chademo, was frei aus dem Japanischen übersetzt "Laden so kurz wie eine Teepause" bedeutet. Dafür erhöhen sie nicht nur den Ladestrom und die Spannung, sondern verlagern auch die sonst im Auto integrierte Inverter-Elektronik (wandelt Wechsel- in für Batterien verträglichen Gleichstrom) in die Ladesäule. Denn umso mehr Leistung der Inverter verarbeitet, desto teurer wird er. Bei den 50 kW, die Chademo-Stationen liefern, zu teuer für einzelne Autos. Jetzt dauert die Ladung nur noch eine Viertelstunde. Für tägliche Stromgänge ist das System jedoch nicht empfehlenswert, da mit höherem Strom auch die Belastung für den Akku steigt - er altert schneller.

In Japan stehen schon einige dieser Ladesäulen, da Autos wie Nissan Leaf, Mitsubishi i-MiEV und Subaru Stella Plug-in neben der 230-Volt- auch über eine Chademo-Buchse verfügen. In Europa könnten Citroën C-Zero, Peugeot Ion und der E-Sportwagen Protoscar Lampo derart Strom zapfen. Doch außerhalb der Herstellergelände gibt es keine Ladestationen. Zudem ist es fraglich, ob sich die deutschen Auto-Hersteller diesem Standard anschließen. Der 2013 erscheinende VW E-Golf setzt zum Beispiel auf eine Doppellösung aus 230-V- und Zehn-kW-Drehstrom-Schnellladung mit dem typischen Mennekes-Stecker.

Induktionssystem ohne große Ladeleistung

Ein immer wiederkehrender Kritikpunkt bei den Teilnehmern der E-Modellversuche sind jedoch die dicken Kabel, die sowohl unpraktisch wie Vandalismus-anfällig sind. Richtig komfortabel, weil kabellos, lässt sich dagegen mit so genannten Induktionssystemen laden. Sie funktionieren ähnlich wie ein Trafo oder ein Induktionsherd und transferieren Wechselstrom über die Luft von der Lade-Leiterschleife zur Auto-Leiterschleife. Große Elektronikhersteller wie Bosch, Delphi und Siemens arbeiten an solchen Systemen - aber auch Elektrotüftler wie die Hamburger Firma Karabag.

Die bei einem BMW-Siemens-Projekt eingesetzte Induktionsladung im Auto-Unterboden soll in einem Abstand von acht bis 15 Zentimeter zur Bodenstation über 90 Prozent der Ausgangsleistung von 3,6 Kilowatt übertragen. Sehr große Ladeleistungen lassen sich nach Ansicht von Entwicklern damit nicht transferieren. Das System soll in Zukunft vielmehr der problemlosen öffentlichen Nachladung dienen. Nach dem Motto: Stetes Elektron füllt den Akku.

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