Bekannterweise geht mit der Automatisierung von Systemen oft direkt ein Komfort für den Nutzer einher. So ist es auch beim Laden von Elektrofahrzeugen. Für die Automatisierung des Ladevorganges gibt es zwei technologische Ansätze: konduktives Laden & induktives Laden. Die Schnittstelle für die Stromübertragung ist der größte Unterschied der beiden Technologie.
Induktives Laden
Beim induktiven Laden erfolgt die Stromübertragung gänzlich kontaktlos, indem ein elektromagnetisches Feld als Energieträger eingesetzt wird. Der Strom fließt ins E-Auto indem ein Magnetfeld zwischen je einer Spule am Parkplatzboden und Fahrzeugunterboden aufgebaut wird. Das induktive Kochfeld, die elektrische Zahnbürste oder die Ladeplatte im Auto-Cockpit für das Smartphone sind einige Beispiele für induktives Laden. Obwohl sich bei all diesen Anwendungen Oberflächen berühren, gibt es keine elektrische Verbindung. Daher fließt kein Strom über deren Schnittstelle und die Übertragung der elektrischen Energie erfolgt ausschließlich mittels Induktion.
Konduktives Laden
Im Unterschied zu induktiven Laden bleibt beim konduktiven Laden zwischen den elektrischen Schnittstellen kein Luftspalt bestehen. Es entsteht eine physische & metallische Verbindung für den Ladevorgang. Auch klassische Ladekabel für Elektrofahrzeuge, wie man sie heute von Ladestationen kennt, basieren auf einer konduktiven Stromübertragung. Aber der große technologische Unterschied bei Matrix Charging® ist, dass der Ladevorgang automatisiert ist. Das bedeutet, dass das Kabel an- und abstecken entfällt, indem sich das Fahrzeug vollautomatisch mit einer Ladeplatte am Parkplatz verbindet.
Im Gegensatz zum konduktiven Laden haben induktive Ladesysteme für E-Fahrzeuge mit hohen Einzelkomponentenkosten in der Herstellung und mit einer limitierten Leistungsübertragung zu kämpfen. Konduktives Laden von Elektrofahrzeugen ist eindeutig die Lösung für maximale Effizienz, einen hohen Energietransfer und niedrige Kosten. Daher hat Easelink mit Matrix Charging® eine automatisierte konduktive Technologie entwickelt. Bei Matrix Charging®ergibt sich durch die direkte physische Verbindung der leitenden Kontakte eine Energieübertragung mit über 99,8% Effizienz.
Design der Ladetechnologie Matrix Charging®
Das Matrix Charging® System besteht aus einer Fahrzeugeinheit am Fahrzeugunterboden (Connector) und einer Infrastruktureinheit am Parkplatz (Pad). An der Oberfläche des Pads befindet sich eine angeordnete Matrix aus kreisförmigen Kontaktpunkten. Sobald das Fahrzeug auf dem Parkplatz über dem Pad parkt, senkt sich der Connector durch eine einfache vertikale Bewegung vom Fahrzeugunterboden automatisch auf das Pad ab. Das Laden des E-Autos beginnt sobald jene Kontaktpunkte auf dem Pad, die von dem Connector überdeckt sind, aktiviert sind. Das Video zeigt wie einfach das Laden mit Matrix Charging® ist.
Besonders Außenbereiche stellen eine anspruchsvolle Umgebung für den Aufbau von Ladeinfrastruktur dar, da die Einheit des Ladesystems am Parkplatz widerstandsfähig gegenüber Witterungseinflüssen, Schmutz, Streusalz oder Fahrzeugüberfahrten sein muss. Daher ist es wichtig keine komplexen mechanischen Systeme am Parkplatz zu verbauen, um Ladepunkte sowohl im öffentlichen, halb-öffentlichen Raum als auch in privaten Umgebungen auszurollen.
Genau das erfüllt Matrix Charging®. Das Pad ist besonders robust und unempfindlich gegenüber gegen chemische, mechanische, Temperatur- oder elektromagnetische Umwelteinflüsse ist. Daher ist das Pad auch problemlos von Fahrzeugen be- und überfahrbar. Zudem entfernt eine integrierte Reinigungsfunktion des Connectors Verunreinigung auf dem Pad (wie z.B. Sand, Laub, Kieselsteine, etc.). Während dem Aufbau der Ladeverbindung zwischen dem Connector und dem Pad wird automatisch Luft aus dem Connector geblasen und damit werden Flüssigkeiten und Verunreinigungen beseitigt. Die System-Sicherheitsarchitektur gewährleistet, dass das Pad während des Ladevorgangs berührt werden. So entsteht keine Gefahr für Tiere (wie z.B. Katzen) die sich unter dem ladenden Fahrzeug befinden.
Matrix Charging® in Städten – kein Platz- und Flächenverlust mehr
Neben der Steigerung des Nutzerkomforts und der Vermeidung fehleranfälliger Mechanik am Parkplatz ist die Skalierbarkeit für eine großflächige Ausrollung von Ladepunkten von zentraler Bedeutung. Das Matrix Charging® System Design ermöglicht eine Ausrollung sowohl in allen Fahrzeugsegmenten (von Premium- bis hin zu Volumensegment als auch in allen Umgebungen (in Innen- und Außenbereich sowie in öffentlichen und privaten Umgebungen).
Der entstehende Flächenverlust bei der Installation von herkömmlichen Ladesäulen in Ballungsräumen erweist sich problematisch, da immer wieder Ladesäulen aus Platzmangel im Bereich der angrenzenden Gehwege errichtet werden müssen. Es gilt jedoch die entsprechenden Mindestgehwegbreiten einzuhalten. In manchen Fällen wird die Bewegungsfläche stark eingeschränkt, sodass wenig Platz für Menschen mit Rollstuhl oder Kinderwägen entstehen. Durch den entstehenden Flächenverlust wird die Barrierefreiheit eingeschränkt. Genauso führt es zu einer optischen Beeinträchtigung des Stadtbildes. In Altstädten muss Rücksicht auf gewisse Schutznormen, wie beispielsweise der Denkmalschutz, genommen werden.
Die Umsetzung des automatisierten Ladens mittels Matrix Charging® bietet umfangreiche Vorteile. Der Wegfall von sperrigen Ladestationen und Kabeln ermöglicht die Ausrollung von Ladeinfrastruktur in dicht bebauten Räumen ohne zusätzlichen Platzbedarf. Das Matrix Charging® Pad ist ohne großen baulichen Aufwand an jedem Parkplatz installierbar. Es ist robust, befahrbar und wird im öffentlichen Raum bündig in der Parkplatzoberfläche eingelassen.
Die E-Mobilität ermöglicht eine Dekarbonisierung des städtischen Verkehrs. Die größte Herausforderung heute ist der Ausbau der notwendigen Ladeinfrastruktur. Durch die Automatisierung der Ladeverbindung mit Matrix Charging® erreicht man einen hohen Nutzerkomfort. Darüber hinaus können durch die Ausrollung von Matrix Charging® Ladepunkten Barrieren, wie Ladesäulen und hängende Ladekabeln, vermieden werden. Matrix Charging® erleichtert den Aufbau eines dichten Ladenetzes. Das wiederrum begünstigt die notwendige Elektrifizierung des Verkehrs. Das eTaxi Austria Projekt ist ein Leuchtturmprojekt zur Unterstützung der Elektrifizierung der Taxiflotten durch automatisierte Lademöglichkeiten am Taxistandplatz.