Spannung pur: die besten Ladetechnologien für E-Autos

Bis 2020 plant die Autoindustrie ein Netz aus 400 Schnellladestationen entlang der Hauptverkehrsachsen in Europa. Ziel ist, die Elektromobilität langstreckentauglich zu machen. Deutschland wird bei der Versorgung mit Ladesäulen weltweit Vorreiter.

Eine Kaffeepause genügt. Dann kann die Reise mehrere Hundert Kilometer auf der Autobahn weitergehen. Für die schnelle Stromversorgung von Elektrofahrzeugen sorgt das von BMW, Daimler, Ford und Volkswagen (mit Audi und Porsche) gegründete Joint Venture Ionity. Das Gemeinschaftsunternehmen hat vereinbart, rund 400 Schnellladestationen entlang der Hauptverkehrsachsen in Europa in einer Entfernung von jeweils etwa 120 Kilometer zueinander zu errichten. Geplant sind Ladeleistungen von bis zu 350 kW auf Basis des für Europa verbindlichen internationalen Ladestandards CCS (Combined Charging System). „Die Verfügbarkeit eines flächendeckenden High-Power-Charging-Netzwerks ist für die Marktdurchdringung der Elektromobilität unabdingbar“, sagt Dr. Michael Hajesch, Chef von Ionity. Auch der Erdölkonzern Shell hat auf die Energiewende reagiert und beteiligt sich am Aufbau der Ladeinfrastruktur durch das Ionity-Konsortium. Für den raschen Ausbau kooperiert Ionity zudem mit dem Rasthausbetreiber Tank & Rast, der über die meisten Standorte entlang der Autobahnen verfügt.

Das Hochleistungsladen an der Autobahn ist ein Meilenstein für die Elektromobilität, denn eine gute Ladeinfrastruktur nimmt Autofahrern die noch weit verbreitete Reichweitenangst. Dass das Ionity-Projekt ein Erfolg wird, gilt als sicher, weil mit der Nachfrage nach Elektroautos auch der Bedarf an Ladestationen steigt. Die deutschen Automobilhersteller haben für die kommenden fünf Jahre über 100 verschiedene Hybrid- und Elektroautomodelle angekündigt.

Sicherheit für Nutzer und Investoren durch CCS-Standard

Mit der Modelloffensive und dem engmaschigen Ladenetz wird Deutschland weltweit zu einem Vorzeigeprojekt für Elektromobilität. Das gelingt neben den privatwirtschaftlichen Initiativen auch mithilfe staatlicher Beteiligung an den Aufwendungen beim Netzanschluss und der Errichtung von Ladesäulen. Das Bundesverkehrsministerium (BMVI) hat dafür ein Förderprogramm aufgelegt. Mit dem Bundesprogramm Ladeinfrastruktur unterstützt das BMVI den Aufbau von 5.000 Schnellladestationen mit 200 Millionen Euro und den Aufbau von 10.000 Normalladestationen mit 100 Millionen Euro, die vor allem für langsameres Laden in Städten vorgesehen sind.

Die Elektromobilität wird sich nur durchsetzen, wenn sie alltagstauglich ist. Das heißt, die Fahrer von Elektroautos brauchen zahlreiche, leicht zugängliche und benutzbare Ladesäulen mit einem einheitlichen Ladestecker. Im Rahmen einer EU-Vorgabe und der nationalen Ladesäulenverordnung wird das CCS-System als Mindestausstattung von Ladesäulen vorgeschrieben und sorgt damit für Sicherheit bei den Nutzern von Elektrofahrzeugen, aber auch für Investitionssicherheit bei den Investoren in Ladeinfrastruktur. Die Verbreitung des globalen Ladestandards hat sich die internationale Charging Interface Initiative (CharIN) zur Aufgabe gemacht. Mitglieder sind unter anderem VW, BMW, Daimler, Ford und Opel sowie Firmen aus der internationalen Zuliefer– und Elektrobranche – aber auch japanische und koreanische Elektroautohersteller sowie Tesla, der bisher ein eigenes Ladesystem einsetzt.

400 Kilometer Reichweite in 20 Minuten

Parallel dazu entwickeln sich die Technologien zur Verbesserung der Ladegeschwindigkeiten rasant. So hat Porsche im Sommer 2017 in Berlin die weltweit ersten öffentlichen Schnellladesäulen mit flüssigkeitsgekühlter 800-Volt-Technologie eröffnet. Auch dort sind Ladevorgänge mit bis zu 350 kW möglich. Innerhalb einer Pausenzeit von 15 bis 20 Minuten kann laut Herstellerangaben Energie für eine Reichweite von rund 400 Kilometern nachgeladen werden. Das erste Serienfahrzeug, das fit für die 800-Volt-Technik ist, wird der für 2019 erwartete Porsche Mission E sein.

Während bislang alle E-Autos ihre Akkus nur kabelgebunden auffrischen können, arbeiten die Autohersteller auch an induktiven Lösungen, die keine Kabelverbindung zwischen Auto und Ladestation mehr benötigen. Das Ladeverfahren ist einfach: Das Auto wird über einem Feld mit einer Ladespule geparkt, die die Energie berührungslos über ein Magnetfeld an eine Sekundärspule im Auto transferiert. Erste Serienmodelle, die mit dieser Technologie Energie tanken können, werden voraussichtlich BMW und Mercedes vorstellen. Derweil verfeinert die Zuliefer- und Softwareindustrie das Komfortladen. So soll schon während der Annäherung an einen Parkplatz mit induktiver Ladestation automatisch die Anmeldekommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation ablaufen. Dem Fahrer wird über das Borddisplay angezeigt, wann die richtige Position erreicht ist und der Ladevorgang beginnt.

Aufladen während der Autobahnfahrt

Künftig soll kabelloses Laden im öffentlichen Raum alltäglich und breit verfügbar werden, vor dem Supermarkt, an Ampeln, Bahnschranken und Taxiständen – und gegebenenfalls auch während der Fahrt, wenn zum Beispiel auf Autobahnen in der rechten Fahrspur Induktionsplatten eingelassen werden. Auch beim induktiven Laden gibt es ein Bekenntnis der CharIN-Mitglieder zu einem gemeinsamen Standard, der wie beim konduktiven Laden für Vertrauen beim Nutzer und Investitionssicherheit bei den Unternehmen sorgt. „Die Elektroautos werden höhere Reichweiten und kürzere Ladezeiten haben“, sagt der CharIN-Vorsitzende Claas Bracklo. „Die Ladestationen werden einheitlich und leistungsfähiger, das wird die Elektromobilität weiter befeuern.“