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Elektromobilität: Roboter-gesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Die Technische Universität Graz hat zusammen mit Industriepartnern ein Roboter-gesteuertes Schnellladesystem für Elektrofahrzeuge entwickelt. Es ermöglicht erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen.

Das von der TU Graz zusammen mit Industriepartner entwickelte Roboter-gesteuerte CCS-Schnellladesystems für E-Fahrzeuge ermöglicht erstmals auch das serielle Laden in unterschiedlichen Parkpositionen. Bildquelle: © FTG | TU Graz

Das von der TU Graz zusammen mit Industriepartner wie BMW und Magna Steyr Engineering entwickelte Roboter-gesteuerte CCS-Schnellladesystems für E-Fahrzeuge ermöglicht erstmals auch das serielle Laden in unterschiedlichen Parkpositionen.

Elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden immer häufiger auf den Straßen zu sehen sehen sein. Prognosen zufolge soll es 2025 bereits weltweit 25 Millionen Neuzulassungen geben. Dieses Wachstum erfordert neue technische Lösungen für die Ladeinfrastruktur. Denn der Ladevorgang soll möglichst einfach und schnell erfolgen – und zwar ohne für Fahrer lästige Eingriffe wie es momentan beim kabelgebundenen Laden der Fall ist, das insbesondere bei Regen oder Schnellfall wenig Spaß macht. Eingriff des rasch als möglich vonstattengehen.

Am Institut für Fahrzeugtechnik der TU Graz wurde nun ein automatisiertes konduktives, Robotersystem entwickelt, das erstmals das Laden von verschiedenen, bewegten Fahrzeugen direkt nacheinander ermöglicht. Das CCS-Komfortladesystem ist für Standard- und Normladestecker von E-Fahrzeugen konzipiert, so dass keine speziellen Adaptionen an den Fahrzeugen erforderlich sind. Als Projektpartner waren BMW, Magna Steyr Engineering Graz, der Automatisationsspezialist Keba sowie der Österreichische Verein für Kraftfahrzeugtechnik (ÖVK) mit an Bord.

Sensortechnologie programmieren und integrieren

Eine besondere Herausforderung stellte für die Wissenschafter die Programmierung und Integration der Sensortechnologie zur exakten Lage- und Typerkennung von Fahrzeug und Ladebuchse dar. Dabei wurde eng mit dem Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen der TU Graz zusammengearbeitet und das Roboter-Ladesystem mit mehreren Kameras bestückt. Die Kameras erkennen Position und Typ der Ladebuchse und definieren für den Roboter, wo das Ladekabel angesteckt werden muss. Ziel war es, die Sensortechnologie und den Laderoboter so auszulegen, dass auch bei Verwendung unterschiedlicher Fahrzeugtypen und Fahrzeugpositionen keine speziellen Adaptionen am Fahrzeug erforderlich sind. Das System ist also für alle Standard- und Normladestecker anwendbar. Zur Lösung der Problemstellung entwickelten die Wissenschafter ein komplexes mechatronisches System bestehend aus Sensortechnologie, Roboterkinematik und Robotersteuerung.

Die Grazer Technologie ist darauf ausgelegt, das automatisierte Schnellladen von E-Fahrzeugen mit hohen Ladeleistungen zu ermöglichen und elektrische Fahrzeuge innerhalb weniger Minuten für längere Fahrdistanzen aufzuladen. Diese hohen Ladeleistungen erfordern neuartige flüssigkeitsgekühlte Stecker und Kabel, welche mit Hilfe des robotergesteuerten Schnellladesystems einfach mit dem Auto verbunden werden können.