13.08.2018

Roboter fürs E-Tanken

Automatisiertes Schnellladesystem für Elektrofahrzeuge vorgestellt.

Für elektrisch ange­triebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstums­raten prognos­tiziert: 2025 soll es jährlich bereits 25 Millionen Neuzu­lassungen geben. Dies erfordert neue technische Lösungen für die Ladeinfra­struktur. So soll der Ladevorgang möglichst ohne Hilfe des Nutzers und so rasch als möglich erfolgen. Forscher des Institutes für Fahrzeug­technik der Technischen Univer­sität Graz haben nun ein autom­atisiertes konduktives, kabel­gebundenes Roboter­system entwickelt, das erstmals das Laden von verschie­denen Fahrzeugen direkt nach­einander ermög­licht.

Abb.: Dieser Prototyp eines robotergesteuerten Schnellladesystems für E-Fahrzeuge wurde an der TU Graz entwickelt. (Bild: FTG / TU Graz)

Das CCS-Komfort­ladesystem ist für Standard- und Normlade­stecker von Elektro­mobilen konzipiert, sodass keine speziellen Adaptionen an den Fahrzeugen erfor­derlich sind. Bernhard Walzel von der TU Graz erklärt: „Wir haben es zum ersten Mal geschafft, dass eine roboter­basierte Ladestation mehrere Fahrzeuge hinter­einander selbst­ständig elektrisch auflädt, ohne dass die Fahrzeuge dafür speziell adaptiert werden müssen. Dank ausge­klügelter Kamera­technik erkennt der Roboter die Ladebuchse der Fahrzeuge und kann so selbst­ständig verschiedene E-Autos, die nacheinander in die Ladestation einfahren, aufladen. Das Problem der Fahrzeug­positionierung am Ladeplatz konnte also gelöst werden, sodass das System selbst dann funk­tioniert, wenn Park-Fehl­stellungen auftreten.“ Ebenfalls bis dato einzig­artig sei, so Walzel, dass der Roboter bei unter­schiedlichen Licht­bedingungen in einem Gebäude, aber auch im Freien funk­tioniert.

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 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. Das Konzept umfasst auch zukünftiges vollauto­matisches Parken und Laden von E-Fahrzeugen. Als Projekt­partner mit an Bord waren BMW, Magna Steyr Engi­neering Graz, der Linzer Automatisations­spezialist Keba sowie der Öster­reichische Verein für Kraftfahrzeug­technik in Wien.

TU Graz / JOL

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