Forschende der Purdue University in den USA haben ein drahtloses Ladesystem für Elektrofahrzeuge entwickelt, das Lkw und Autos während der Fahrt mit bis zu 105 km/h aufladen kann. Diese Technologie, die in einen 400 Meter langen Testabschnitt des U.S. Highway 52/U.S. Highway 231 in West Lafayette, Indiana, integriert wurde, ist die erste ihrer Art in den Vereinigten Staaten, die für den Schwerlastverkehr ausgelegt ist.
Wichtige Erkenntnisse
- US-Forschende entwickeln drahtloses Ladesystem für Elektro-Lkw und -Autos.
- Fahrzeuge können bei Autobahngeschwindigkeit von 105 km/h geladen werden.
- Die Technik nutzt induktive Energieübertragung mit in der Straße verbauten Spulen.
- Ziel ist es, kleinere Batterien und mehr Frachtraum für E-Lkw zu ermöglichen.
- Das System wird auf einer Teststrecke in Indiana erprobt.
Induktives Laden während der Fahrt
Das System basiert auf induktiver Energieübertragung. Dabei werden Senderspulen direkt in die Fahrbahn eingelassen. Diese Spulen erzeugen ein Magnetfeld, das Strom an Empfängerspulen überträgt, die unter dem Elektrofahrzeug montiert sind.
Eine der größten Herausforderungen bei dieser Technologie ist der relativ große Abstand zwischen Sender- und Empfängerspule sowie die hohe Geschwindigkeit der Fahrzeuge. Auf US-Highways fahren Lkw typischerweise zwischen 105 und 120 km/h.
Faktencheck
- Geschwindigkeit: Das System lädt bei bis zu 105 km/h (65 mph).
- Leistung: Die dynamische Ladeleistung erreicht bis zu 190 kW.
- Teststrecke: Ein 400 Meter langer Abschnitt des U.S. Highway 52/U.S. Highway 231 in West Lafayette, Indiana.
- Fahrzeugtyp: Getestet wird mit einem Prototyp eines batteriebetriebenen Schwerlast-Lkw.
Hohe Leistungsstufen für schwere Fahrzeuge
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, setzen die Forschenden auf hohe, dynamisch angepasste Leistungsstufen. Auf dem Testabschnitt in West Lafayette können so bis zu 190 Kilowatt (kW) übertragen werden. Ein speziell angepasster Prototyp eines Elektro-Lkw dient als Testfahrzeug für das System.
Die Wissenschaftler betonen, dass diese drahtlose Energieübertragung nicht nur für Elektro-Lkw geeignet ist. Prinzipiell lässt sich die Technologie auch in herkömmliche Elektroautos integrieren. Dies könnte dazu führen, dass auch Pkw mit kleineren und leichteren Batterien auskommen, wenn sie regelmäßig über solche Ladesysteme in der Straße geladen werden.
Unterschiede zu bestehenden Systemen
Es gibt bereits andere Projekte in den USA, die drahtlose Ladesysteme in Straßen testen. Diese Systeme arbeiten jedoch meist mit geringerer Leistung und sind nicht für das Laden von Schwerlast-Lkw ausgelegt. Zudem benötigen sie oft mehrere Empfängerspulen, die in einem Anhänger hinter dem Zugfahrzeug untergebracht sind.
„Unser System arbeitet mit kompakteren Spulen, die ausschließlich in der Zugmaschine des Lkw untergebracht sind. Das vereinfacht das Stromempfangssystem erheblich und bietet gleichzeitig eine hohe Leistungsfähigkeit“, erklärten die Forschenden der Purdue University in einer Mitteilung.
Das patentierte System der Purdue University konzentriert sich auf eine kompakte Bauweise der Empfängerspulen. Diese sind so konzipiert, dass sie direkt in der Zugmaschine eines Lkw Platz finden. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber Systemen, die zusätzliche Anhänger für die Ladeinfrastruktur benötigen.
Hintergrund der Entwicklung
Die Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs steht vor großen Herausforderungen. Elektro-Lkw benötigen sehr große und schwere Batterien, die den verfügbaren Frachtraum reduzieren und das Fahrzeuggewicht erhöhen. Drahtlose Ladesysteme während der Fahrt könnten diese Notwendigkeit verringern, indem sie kleinere Batterien ermöglichen, die kontinuierlich nachgeladen werden.
Vorteile für die Elektromobilität
Das Hauptziel der Forschenden ist es, die Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs voranzutreiben, ohne dabei auf übermäßig große und schwere Batterien in den Elektro-Lkw angewiesen zu sein. Solche großen Batterien würden nicht nur viel Platz für die Fracht wegnehmen, sondern auch das Gesamtgewicht des Fahrzeugs unnötig erhöhen.
Ein weiterer Vorteil wäre die Möglichkeit, Reichweitenangst bei Fahrern zu reduzieren. Wenn Fahrzeuge während der Fahrt kontinuierlich geladen werden können, entfällt die Sorge, eine Ladestation nicht rechtzeitig zu erreichen. Dies könnte die Akzeptanz von Elektro-Lkw und -Autos erheblich steigern.
Kosten und Zukunftsaussichten
Über die Kosten für die Integration des Systems in Straßen macht die Purdue University keine genauen Angaben. Es ist jedoch klar, dass der Einbau von Ladespulen in die Fahrbahn eine aufwendige und kostenintensive Infrastrukturmaßnahme darstellt. Dennoch könnten die langfristigen Vorteile, wie geringere Batteriekosten und verbesserte Effizienz im Transportwesen, die Investition rechtfertigen.
Die Technologie hat das Potenzial, die Elektromobilität grundlegend zu verändern. Sie könnte eine wichtige Rolle dabei spielen, den CO2-Ausstoß im Transportsektor zu senken und eine nachhaltigere Zukunft zu ermöglichen. Die Tests auf der US-Autobahn werden weitere wichtige Daten liefern, um die Praxistauglichkeit und Effizienz des Systems zu bewerten.
