Ladetechnologien Keine Kabel, kein Warten: E-Auto laden beim Fahren

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Kabelloses Laden von Elektrofahrzeugen bei der Fahrt ohne Oberleitungen – was noch wie Zukunftsmusik klingt, untersuchen jetzt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Braunschweig.

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Laden während der Fahrt: In die Fahrbahn eingebettete Ladespulen machen's möglich.
Laden während der Fahrt: In die Fahrbahn eingebettete Ladespulen machen's möglich.
(Bild: TU Braunschweig)

Im Rahmen des Projekts eCharge wollen Expertinnen und Experten der Technischen Universität Braunschweig gemeinsam mit Unternehmen aus Automobilproduktion, Verkehrswegebau und Energie-Infrastruktur ein System für berührungsloses Laden von E-Fahrzeugen während der Fahrt entwickeln. Dabei sollen in den Asphaltbelag von Straßen Induktionsmodule integriert werden.

Elektromobilität liegt im Trend, weltweit steigt der Anteil der Elektrofahrzeuge. Doch hohe Batteriekosten und nicht ausreichende Lademöglichkeiten werden von potenziellen Käuferinnen und Käufern als Nachteil gesehen. Hier setzt das Projekt eCharge an: Durch eine induktive Energieübertragung könnten sowohl die Batteriekosten gesenkt als auch die Ladeinfrastruktur für die Fahrzeuge verbessert werden. Ziel ist deshalb, ein System zum induktiven Laden auf Basis von infrastrukturintegrierten Induktionsmodulen in Asphaltstraßen zu entwickeln.

Wie die Technik funktioniert

Doch wie genau kann man sich diese Induktionsmodule vorstellen? „Bei Neubau oder Erneuerung einer Straße werden die Spulen, auch Coils genannt, in circa zehn Zentimeter Tiefe eingebaut und mit einer Asphaltdeckschicht überbaut, so dass sie von außen nicht erkennbar sind“, erklärt Professor Michael Wistuba vom Institut für Straßenwesen der TU Braunschweig. „Lediglich am Straßenrand werden in einem Abstand von 1,65 Metern Kabel aus der Straße herausgeführt, gebündelt und in Abständen von circa 90 Metern in eine sogenannte Management Unit, also einen Steuerschrank, geführt. Diese kommunizieren mit den Fahrzeugen über die Coils und schalten bei Bedarf Streckenabschnitte an oder ab.“

Ist das System erfolgreich, ist geplant, beispielsweise auf Autobahnen in regelmäßigen Abständen sogenannte E-Korridore von 25 km Länge zu bauen, so dass pro Korridor eine Reichweitenverlängerung von bis zu 20% möglich sei, so Professor Wistuba. Neben straßenbautechnischen Lösungen für den Neubau und für Straßen im Bestand will das Projektteam auch Möglichkeiten eines zuverlässigen Abrechnungsverfahrens sowie eines ökonomischen Betriebs des Systems entwickeln.

Eine Prognose für die Lebensdauer des Straßenbelags

Das Institut für Straßenwesen begleitet das Projekt wissenschaftlich und wird geeignete Einbauweisen zur Integration der induktiven Ladetechnik in den Straßenaufbau untersuchen. Zudem forschen die Braunschweiger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Entwicklung von geeigneten Straßenbaustoffen zur schadfreien Integration und zum Betrieb der in die Straße eingebauten Ladetechnik. Ein weiteres wichtiges Teilprojekt sind die Prognoseberechnung der Lebensdauer von Straßenbelägen mit dieser neuen Technologie und die Möglichkeiten der Straßenerhaltung. Erfahrungen mit induktiver Ladeinfrastruktur konnte die TU Braunschweig bereits mit dem kabellosen Elektrobus „Emil“ gewinnen, der seit 2014 in Braunschweig im Linienbetrieb fährt.

Die kommissarische Präsidentin der TU Braunschweig, Professorin Katja Koch, freut sich über die Beteiligung des Instituts für Straßenwesen als führende Einrichtung für die Asphaltforschung am Projekt eCharge: „Im Forschungsschwerpunkt Mobilität befasst sich die TU Braunschweig fächerübergreifend mit Fragen rund um die Fortbewegung von morgen. Wir freuen uns, dass das Institut für Straßenwesen seine hervorragende wissenschaftliche Kompetenz in der Straßenbautechnik im Projekt eCharge als wissenschaftlicher Partner einbringt. Die TU Braunschweig wird mit neuer Asphalttechnologie dafür sorgen, dass die in die Straße eingebaute Ladetechnik alle Funktionen dauerhaft erfüllen kann, allen Beanspruchungen aus Verkehr und Witterung standhält und auch wartungsarm bleibt. Denn unser Ziel ist es, innovative klima- und umweltfreundliche und nutzbare Technologien auf die Straße zu bringen. eCharge trägt buchstäblich dazu bei.“

Das Projekt eCharge wird mit 1,9 Mio. € im Rahmen des Bundesförderprogramms „Innovationsprogramm Straße“ finanziert und von der Bundesanstalt für Straßenwesen begleitet. Der Anteil der TU Braunschweig liegt bei einer Fördersumme von rund 212.000 €. An dem Projektkonsortium sind neben dem Institut für Straßenwesen der TU Braunschweig die Unternehmen Eurovia Teerbau, Volkswagen und Omexom GA Süd beteiligt.

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