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Mit einer kurzen Ladezeit so lang wie möglich mit dem E-Auto unterwegs sein? Diese Anforderung erfüllen Wechselstromladegeräte für Elektrofahrzeuge nur bedingt. Gleichstromladung hingegen verspricht schnellere Ladezeiten und höhere Reichweiten. Bild: BMWi

Mit einer kurzen Ladezeit so lang wie möglich mit dem E-Auto unterwegs sein? Diese Anforderung erfüllen Wechselstromladegeräte für Elektrofahrzeuge nur bedingt. Gleichstromladung hingegen verspricht schnellere Ladezeiten und höhere Reichweiten. In Kooperation mit Evtec hat das Fraunhofer IAO die schnellste Lademöglichkeit für Elektroautos in Europa entwickelt und implementiert.

Vor wenigen Jahren stellten 20-kW-Wechselstromladegeräte mit einer Ladezeit von 30 min noch das Höchste der Gefühle dar. Heute sind solche Ladestationen höchstens für Kurzzeitparkplätze in Einkaufsgebieten ausreichend. Aus Gleichstromladung lässt sich jedoch ein deutlich höheres Potenzial schöpfen. Um Elektrofahrzeuge für die Zukunft zu wappnen, kooperieren das Fraunhofer IAO sowie das Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart mit Evtec. Aus Erfahrungen im Rennsport haben die Spezialisten des Schweizer Unternehmens ein 150-kW-Gleichstromladesystem entwickelt, mit dem in 30 min potenziell mehr als 300 km an Reichweite nachgeladen werden können.

Das IAT der Universität Stuttgart und das Fraunhofer IAO haben nach eigenen Angaben auf dieser Grundlage die derzeit schnellste Lademöglichkeit für Elektroautos in Europa installiert: eine Anlage mit fast 200 kW, davon 150 kW Gleichstrom und 43 kW Wechselstrom. Die Mittel dafür wurden vom BMWi bereitgestellt. An der mittlerweile in Serie erhältlichen Anlage können bis zu vier Elektrofahrzeuge gleichzeitig laden. Die Anschlussleistung dieser Anlage stellt mit rund 300 A alles in den Schatten, was bisher als Schnellladung galt, so die Fraunhofer-Forscher. Die Ladegeschwindigkeit beim Gleichstromladen ist bereits auf die nächste und übernächste Fahrzeuggeneration ausgelegt und beträgt das Dreifache des derzeit gängigen Maximums.

Wie verträgt sich das schnelle Laden aber mit den bestehenden Energienetzen? Aus Sicht der elektrischen Netze führen die zunehmenden Ladeleistungen von Elektrofahrzeugen und die zunehmende Verbreitung von erneuerbaren Energieerzeugungsanlagen - wie von Photovoltaik-Modulen - zu bisher ungekannten Schwankungen. Damit diese Problematik nicht zur Hemmschwelle bei der Einführung zukünftiger Elektrofahrzeuge wird, erforschen das Fraunhofer IAO und das IAT der Universität Stuttgart zusammen mit Partnern aus der Wirtschaft im Projekt ‚Schnellladenetz für Achsen und Metropolen’ (SLAM), wie eine Schnellladeinfrastruktur in lokale Energienetze eingebunden werden kann. Dabei soll auch die für das Projekt zentrale Hochleistungsschnellladung mit 150 kW analysiert werden. Hierzu erarbeiten die Forschungspartner eine intelligente Kopplung der neuen Schnellladestation mit Komponenten, die bereits im ‚Living Lab’ vorhanden sind: einer Photovoltaikanlage, zwei Speichermöglichkeiten mit insgesamt bis zu 2,1 MWh sowie der größten Wechselstrom-Elektrotankstelle Deutschlands mit rund 30 Wechselstrom-Ladestationen eines steuerbaren Gleichstromnetzes.