Effiziente Fertigungsprozesse für eine elektrifizierte Straße (E|ROAD)

Die Verbreitung der Elektromobilität liegt hinter den Zielen und Erwartungen von Politik und Gesellschaft zurück. Hemmnisse, die in diesem Zusammenhang angeführt werden, sind die hohen Anschaffungskosten elektrifizierter Fahrzeuge, deren mangelnde Fahrreichweite sowie der unkomfortable Ladevorgang. Die Technologie der induktiven Energieübertragung (inductive power transfer, IPT) wirkt mittelbar all diesen Einschränkungen entgegen. Durch die kontaktlose Energieübertragung wird nicht nur die statische Energieübertragung in der heimischen Garage oder an der öffentlichen Ladeinfrastruktur erleichtert, sondern auch die dynamische Energieübertragung während der Fahrt denkbar. Durch Letzteres wird die Grundlage zur Erhöhung der Reichweite bei gleichzeitiger Reduzierung der kostenintensiven Akkukapazität geschaffen.

Zusätzlich tragen induktive Ladesysteme zum Wertschöpfungserhalt in Deutschland bei. Da sich ein Elektromotor aus deutlich weniger Komponenten als ein herkömmlicher Verbrenner zusammensetzt, werden für dessen Produktion weitaus weniger Arbeitskräfte und Investitionskapital benötigt. Die Folge sind eine geringere Wertschöpfung und rückläufige Arbeitsplatzangebote im Inland, was durch den Aufbau von Kompetenzen im Bereich der Produktion induktiver Ladesysteme für elektrifizierte Straßen wiederum kompensiert werden kann. Deren Fertigung kann jedoch nur auf Basis hocheffizienter, automatisierter Fertigungsverfahren im Hochlohnland Deutschland erfolgen.

Im Forschungsprojekt E|ROAD, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird, forscht deshalb das Konsortium, unter der Leitung des Lehrstuhls für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der FAU, an effizienten Fertigungsprozessen zur Funktionalisierung von Betonfertigteilen, welche im Straßenverkehr für das induktive Laden eingesetzt werden.

Der grundsätzliche Systemaufbau einer elektrifizierten Straße mit induktiver Energieübertragung sieht vor, dass in der Fahrbahn Spulen verlegt werden, welche über Kabelverbindungen an Elektronik am Straßenrand angeschlossen sind. Die Elektronik übernimmt die Kommunikation mit vorbeifahrenden Fahrzeugen und aktiviert die straßenseitigen Spulen bei Fahrzeugüberfahrt, sodass diese jeweils für den Moment der Überdeckung mit der Fahrzeugspule Energie mittels magnetischer Wechselfelder in das Fahrzeug übertragen. Funktionalisierte Betonfertigteile können vorgefertigt und am Einbauort in kürzester Zeit installiert werden.