Elektroautos laden beim Fahren

Unterwegs einfach die Batterien aufladen, ohne lästiges Kabel und ohne Wartezeit? Wie das gehen kann, daran tüftelt derzeit ein Wissenschaftsteam der Technischen Universität Braunschweig gemeinsam mit Fachleuten aus dem Automobilbau und dem Infrastruktursektor. Entwickelt werden soll ein System zum berührungslosen Aufladen von Elektroautos während der Fahrt. Der Clou: Induktionsmodule im Asphalt.

Um die Klimaziele zu erreichen, soll es die Elektromobilität richten. Attraktiv ist deren Nutzung häufig allerdings nicht. Die hohen Kosten für die Batterien, fehlende Lade­infrastruktur und lange Wartezeiten an der Ladesäule lassen Fahrerinnen und Fahrer noch zögern, auf E-Autos umzusteigen. Um dies zu vereinfachen, wurde das Projekt „eCharge“ ins Leben gerufen.

Hier soll das Aufladen durch eine induktive Energieübertragung vereinfacht werden. Zudem ließen sich damit wohl die Batteriekosten senken. Das Projektziel: die Entwicklung von infrastrukturintegrierten Induktionsmodulen für den Asphalt inklusive einer entsprechenden fahrzeugseitigen Lösung.

Fahrzeuge kommunizieren über Coils mit dem Steuerschrank

Wie das klappen könnte, erzählt Michael Wistuba vom Institut für Straßenwesen der TU Braunschweig. Bei Neubau oder Erneuerung einer Straße werden die Spulen, auch Coils genannt, in ca. 10 cm Tiefe eingebaut und mit einer Asphaltdeckschicht überbaut, sodass sie von außen nicht erkennbar sind.

Kabel werden dafür in einem Abstand von 1,65 m am Straßenrand aus der Straße herausgeführt, gebündelt und im Abstand von jeweils 90 m in einen Steuerschrank, die sogenannte Management Unit, geführt. „Diese Units kommunizieren mit den Fahrzeugen über die Coils und schalten bei Bedarf Streckenabschnitte an oder ab“, sagt Wistuba.

Weiterentwicklung für die Autobahn

Wenn dieser Entwicklungsschritt erfolgreich verläuft, wollen sich die Forschenden an Autobahnen wagen. In regelmäßigen Abständen sollen zum Aufladen sogenannte E-Korridore von 25 km Länge entstehen. Pro Korridor sei so eine Reichweitenverlängerung von bis zu 20 % möglich, ist Wistuba überzeugt.

Zunächst müssen straßenbautechnische Lösungen sowohl für den Bau neuer Straßen als auch für solche im Bestand her. In einem nächsten Schritt will das Projektteam Möglichkeiten eines zuverlässigen Abrechnungsverfahrens entwickeln. Das gesamte System muss sich auch unter ökonomischen Gesichtspunkten sinnvoll betreiben lassen.

Lebensdauer des Straßenbelags ist entscheidend

Auf welche Weise die induktive Ladetechnik am besten in den Straßenaufbau integriert werden kann, untersucht das Braunschweiger Institut für Straßenwesen. Hier liegt auch die wissenschaftliche Begleitung des Projekts. Außerdem geht es um die Entwicklung geeigneter Straßenbaustoffe zur schadfreien Integration und zum Betrieb der eingebauten Ladetechnik. Darüber hinaus will das Team die Lebensdauer von Straßenbelägen errechnen, die mit dieser neuen Technologie ausgestattet sind. Auch hier haben die Forschenden Möglichkeiten der Straßenerhaltung mit im Blick.

Erste Erfahrungen mit induktiver Ladeinfrastruktur hat die TU Braunschweig bereits mit dem kabellosen Elektrobus „Emil“ gesammelt. Er fährt bereits seit 2014 im Linienbetrieb durch Braunschweig.

Die Rahmenbedingungen des Projekts

Mit 1,9 Mio. € wird das Gesamtprojekt „eCharge“ im Rahmen des Bundesförderprogramms „Innovationsprogramm Straße“ finanziert. Die Bundesanstalt für Straßenwesen begleitet das Vorhaben. Am Projektkonsortium sind neben dem Institut für Straßenwesen der TU Braunschweig die Unternehmen Eurovia Teerbau GmbH, Volkswagen AG und Omexom GA Süd GmbH beteiligt.