15.09.2022 – Thomas Speidel, CEO des Speicherherstellers ADS-TEC Energy und geschäftsführender Gesellschafter der ADS-TEC Gruppe, Dr. Thorsten Ochs, Chief Technology Officer der ADS-TEC Energy, und Stefan Reichert, Gruppenleiter Stromrichtereinheiten des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, sind mit ihrer Entwicklungsarbeit für das speicherbasierte Schnellladesystem „ChargeBox“ für den Deutschen Zukunftspreis 2022 nominiert. Das diesjährige Gewinnerteam wird am 26.10.2022 in Berlin von Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier ausgezeichnet.
Die drei Entwickler wurden, auch stellvertretend für ihre am Projekt beteiligten Kolleginnen und Kollegen bei ADS-TEC Energy und dem Fraunhofer ISE, als eines von insgesamt drei Teams für den diesjährigen Deutschen Zukunftspreises nominiert. Der Preis wird für innovative Erfindungen und Forschungsergebnisse sowie herausragende technische, ingenieursseitige und naturwissenschaftliche Leistungen vergeben, die zu anwendungsreifen Produkten führen. Das ChargeBox-System ist eine solche Entwicklung und den Projektpartnern zufolge mit aktuell über 1.000 Ladepunkten in Europa sowie in den USA bereits im Einsatz.
Die ChargeBox erlaubt das Schnellladen von bis zu zwei Fahrzeugen an einer Ladesäule auch bei einem leistungsbegrenzten Netzanschluss. Foto: © Deutscher Zukunftspreis
Siliciumkarbid-Halbleiter als zentrale Komponenten
Eine technologische Herausforderung bei der Entwicklung der ChargeBox war, die erforderliche Leistungsdichte, Effizienz und Komplexität auf geringem Bauraum zu realisieren. Dies gelang durch den Einsatz von Siliciumkarbid-Halbleitern, auf deren Basis das mehrstufige Umrichter-System aufgebaut wurde. Stefan Reichert vom Fraunhofer ISE erläutert: „Wir nutzen seit Jahren dieses Material für unsere Forschung und setzen neue Bauelemente unter anderem für Photovoltaik-Wechselrichter ein. Hier wurde die Technologie nun erfolgreich auf stationäre Ladegeräte übertragen. Siliciumkarbid-Transistoren ermöglichen eine höhere Schaltgeschwindigkeit und Taktfrequenz. Dadurch sind die Wandler gleichzeitig hoch kompakt und effizient. So beträgt der Wirkungsgrad der Leistungselektronik in der ChargeBox beim Aufladen des Batteriespeichers aus dem Netz gut 95 Prozent, beim Stromfluss zwischen Batteriespeicher und Fahrzeugbatterie sogar über 98 Prozent.“
ADS-TEC Energy hat bereits in 2020 damit begonnen, die ChargeBox in die Serienproduktion überzuführen und hat neben dem Entwicklungsstandort an der Firmenzentrale in Nürtingen bei Stuttgart einen neuen Produktionsort in der Nähe von Dresden aufgebaut. Das System besteht aus einem internen Batteriespeicher, den kompakten Stromwandlern sowie einer daran angepassten Kühleinheit. Aufgrund der geringen Lärmimmissionen sei es für den Betrieb in Wohngebieten und an anderen Standorten im Innenstadtbereich sowie in ländlichen Gebieten geeignet. Hinzu kommt, dass das gesamte System nur anderthalb Quadratmeter Platz benötige. Zwei abgesetzt positionierbare Ladeausgänge, die sogenannten „Charge Dispenser“, bieten die Möglichkeit, zwei Autos gleichzeitig mit jeweils 160 Kilowatt zu laden. Bei Nutzung von nur einem Dispenser seien sogar bis zu 320 Kilowatt Abgabeleistung möglich. Zudem ist das System ausbaufähig und könne in Zukunft auch zum Laden von Lkw und Bussen genutzt werden.
Schnelles Laden als Basis für die Akzeptanz von E-Mobilität
Den Impuls für die Entwicklung gab der Automobilhersteller Porsche mit dem Auftrag einer batteriegepufferten Schnellladelösung für leistungsbegrenzte Netzsituationen. Das Laden in Minuten statt in Stunden wird überall möglich, auch an leistungsbegrenzten Standorten. Dies wiederum fördert die Akzeptanz für die E-Mobilität innerhalb der Gesellschaft. (ds)
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