Laut Bundesregierung sollen bis zum Jahr 2020 rund 1 Mio. Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen unterwegs sein. Weltweit arbeiten deshalb viele Unternehmen an Konzepten für die optimalste Energiespeichermöglichkeit und die beste Ladeinfrastruktur. „Zur Entwicklung praxisnaher Lösungen arbeiten wir sehr eng mit deutschen Automobilunternehmen sowie mit Herstellern von Li-Ionen-Batterien und von Ladesäulen zusammen", sagt Werner Becker, Geschäftsführer von Lapp Systems.

Zum Laden der neuen Energiespeicher werden heute prinzipiell drei Konzepte verfolgt:

· Induktives Laden: Die berührungslose Übertragung elektrischer Energie funktioniert wie von der elektrischen Zahnbürste her bekannt. Man fährt mit dem Fahrzeug über eine stationäre Magnetschleife und lädt es auf. Dafür sind nach heutigem Stand bis zu sechsmal längere Ladezeiten als mit einem Kabel erforderlich. Auch die Auswirkungen der elektromagnetischen Felder auf den Menschen sind noch nicht ausreichend erforscht.

· Batteriewechsel oder Austausch der Elektrolytflüssigkeit: Diese Variante gilt als sehr kompliziert, da für die „frischen" Batterien überall genug Lagerkapazität vorhanden sein müsste. Auch der Wechsel sollte so einfach funktionieren, dass ihn der Autofahrer selbst vornehmen kann.

· Laden per Kabel: Hier sieht Lapp die größten Zukunftschancen, da die meisten Automobilhersteller weltweit auf eine kabelgebundene Infrastruktur setzen.

Kabelgebundene Ladesysteme

Bei einer kabelgebundenen Lade-Infrastruktur sind grundsätzlich zwei Varianten möglich:

· DC-Ladung: Einige asiatische Hersteller setzen auf diese Lösung, mit der Schnellladungen mit bis zu 130 kw und 400 A realisiert werden können. Allerdings ist dies mit der aktuellen Netz- und Leitungskapazität schwierig zu realisieren. Andererseits könnte ein Laden in rund 5 min erfolgen. Für den Ladevorgang mit Gleichstrom bietet Lapp den Stecker „Chademo", der aus einer Kooperation verschiedener OEMs wie Nissan, Mitsu-bishi, Toyota, PSA, Think und Subaru resultiert.

· AC-Ladung: Auch hier sind verschiedene Steckerformen im Rennen. Der normale Schuko-Stecker bis 16 A (Mode 1) ermöglicht das einphasige Aufladen im häuslichen Bereich mit 230 V, was am meisten Zeit in Anspruch nimmt. Dieses Ladesystem wird mit einer „ Incable"-Box geliefert, die Steuerfunktionen und Sicherheitsmerkmale enthält.

Zudem werden weltweit drei Steckertypen für das Laden von E-Fahrzeugen verwendet.

· Typ 1 wird von asiatischen und amerikanischen Herstellern favorisiert. Er ist für das 1-phasige Laden bis 70 A ausgelegt.

· Größte Zukunftschancen räumt Lapp dem Typ 2 ein. Er entspricht der IEC 62196-2 und wird sowohl für das 1-phasige Laden von 16 bis 32 A (Mode 2) als auch für das 3-phasiges Laden bis 63 A (Mode 3) verwendet. Typ 2 wird von deutschen Automobilherstellern favorisiert.

· Typ 3 (16 bis 32 A) wird zurzeit noch von italienischen Automobilherstellern eingesetzt.

Basierend auf dem Typ 2 hat Lapp in Kooperation mit der Bals Elektrotechnik GmbH & Co. KG, Kirchhundem, das Ladesystem „ Lapp Charge" entwickelt. Als Anschlussleitung kann ein Spiralkabel zum Einsatz kommen. Werner Becker: „Ein derartiges Ladekabel muss bei jeder Witterung und unter widrigen Einsatzbedingungen funktionieren. Wir bieten die verschiedenen Ladesysteme kundenspezifisch konfektioniert an. Die Leitungen können spiralisiert oder in gerader Ausführung geliefert werden."

Laden mit innovativer e-Schnecke

Einen weiteren Beitrag um Kosten, Gewicht und Packaging zu optimieren, liefert Lapp jetzt mit „Lapp Helix". Siegbert Lapp, Vorstand der Lapp Holding AG: „Unsere patentierte Ladelösung ist simpel und genial zugleich. Im Gegensatz zu einem spiralisierten Ladekabel funktioniert unsere Helix wie eine Schnecke, die sich aus ihrem Häuschen ausrollt, wenn sie auf der Suche nach Futter ist und sich, wenn sie satt ist, wieder zurückzieht."

Die Schneckenform spart im Vergleich zu einem spiralisierten Ladekabel bei einer Auszugslänge von 4 m rund 60 % Platz. Dadurch ergeben sich bessere Möglichkeiten für das Packaging zum Beispiel im Kofferraum, in den Fahrzeugtüren oder der Heckklappe. Auch wenn eine Ladesäule mit fest installiertem Ladesystem ausgestattet werden soll, lässt sich die Lapp Helix ohne weiteres geschützt etwa unter einer Klappe verstauen.

Da für das Kabel nur halb so viel Material benötigt wird wie bei einer spiralisierten Variante, ist die Helix auch rund 40 % leichter. Siegbert Lapp: „Bei Elektroautos zählt jedes Gramm, mehr noch als bei konventionell angetriebenen Fahrzeugen. Aufwändige Leichtbaumaßnahmen sind oft teuer – unsere Helix spart Gewicht, Kosten und Platz, schlägt also drei Fliegen mit einer Klappe." Das geringere Gewicht wirkt sich direkt in einem vergrößerten Ak- tionsradius des Fahrzeugs aus. Weniger Material bedeutet natürlich auch niedrigere Kosten. Die Erspranis für den Hersteller liegt bei rund 25 %. Zusätzlich profitiert der Endverbraucher durch das geringere Gewicht, denn das Ladekabel ist beim Ladevorgang einfacher und leichter zu handhaben. Ist die Batterie voll, rollt sich die Lapp Helix einfach wieder ein und ist immer sauber verstaut. Lapp hat dafür eine Fertigungstechnik entwickelt, bei der das Ladekabel horizontal gewendelt wird. Die Rückstellkraft, mit der sich das Kabel nach dem Ladeprozess automatisch in ihre Grundposition zurückzieht, ist vergleichbar mit der eines herkömmlich spiralisierten Kabels. Die Helix hat quasi ein Formgedächtnis.

Die Komponenten der Helix basieren auf dem vorhandenen Ladesystem Lapp Charge: Auch die Helix ist halogenfrei, flammwidrig, ölbeständig und für Temperaturen von -40° bis +90 °C ausgelegt. In Design und Farbgebung kann sie, wie die Lapp Charge, an die Bedürfnisse der Kunden angepasst und zum Beispiel mit dem Logo des Herstellers versehen werden. Als Ladestecker empfiehlt Lapp den gemeinsam mit Bals entwickelten Stecker nach VDE-Standard. Die komplette Steckvorrichtungsreihe besteht hier aus Stecker und verschiedenen Ausführungen der Anbaudosen. Über zusätzliche Kontakte in den Steckvorrichtungen erfolgt zukünftig der Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Energieversorgung. Die Helix kann auch mit anderen auf dem Markt befindlichen Steckertypen eingesetzt werden. (df)

Lapp; Telefon: 0711 7838-5170; E-Mail: markus.j.mueller@lappgroup.com

Der Beitrag wurde erstellt nach Informationen der U.I. Lapp GmbH, Stuttgart