SI/502727

Schlussbericht

Im Projekt INLADE wurde die technische, regulatorische und betriebliche Machbarkeit des induktiven Ladens von Elektrofahrzeugen in der Schweiz umfassend untersucht. Im Mittelpunkt standen der Umbau von mehreren VW ID.5, die Installation von drahtlosen Ladestationen sowie die Prüfung der Systemleistung unter realen Einsatzbedingungen. Mit der erfolgreichen Integration der WiTricity-Ladesysteme in die Fahrzeuge und der Implementierung der notwendigen Steuerungs-, Sicherheits- und Kühlsysteme konnte gezeigt werden, dass induktives Laden technisch zuverlässig in bestehende Fahrzeuge integriert werden kann. Ein wesentlicher Projekterfolg war das Erreichen einer regulären und unbefristeten Strassenzulassung aller umgerüsteten Fahrzeuge. Dies ist insofern bemerkenswert, als das induktive Laden in den international harmonisierten Vorgaben zur Fahrzeuggenehmigung bislang nicht eindeutig adressiert ist und deshalb fallbezogene Nachweise erforderlich sind. Das Projekt demonstriert daher einen gangbaren regulatorischen Pfad, der künftigen Retrofit- und OEM-Lösungen Orientierung bietet. Eine Herausforderung stellte die fehlende Konformitätserklärung des Lieferanten der Ladestation dar. Deswegen mussten einerseits Risikoanalysen erstellt werden und andererseits waren die Einsatzorte der Ladestationen auf eigene Standorte bei Eniwa und der Empa limitiert. Die durchgeführten Effizienz- und Netzqualitätsmessungen der Empa zeigen, dass das getestete System mit einem Grid-to-Battery-Wirkungsgrad von rund 90 % in direkter Konkurrenz zu konduktivem AC-Laden steht und sich innerhalb der spezifizierten Positionierungs-Toleranzbereiche sehr stabil verhält. Die gute Systemeffizienz resultieren aus einer optimierter Spulengeometrie, resonanter Kopplung und verlustarmer Leistungselektronik-Komponenten. Die durch den Luftspalt verursachten Übertragungsverluste liegen dabei unter 2 %, durch eine hohe Güte des Resonanzkreises erzielt wird. Weitere Effizienzsteigerungen sind durch technologische Weiterentwicklungen durchaus möglich. Vergleichsmessungen am selben Fahrzeug bei konduktivem Laden ergaben einen Grid-to-Battery-Wirkungsgrad von 94 %. Damit liegt die Effizienz der induktiven Ladung nur geringfügig unter dem konduktiven Referenzwert (4 %). Auch unter anspruchsvolleren Umweltbedingungen wie Kälte, Niederschlag oder Eisbildung blieb die Übertragungseffizienz praktisch unverändert. Die Untersuchungen zur Netzqualität bestätigten zudem, dass keine kritischen Flicker-, Oberwellen- oder Spannungsverzerrungen auftreten. Inwieweit die erreichte Effizienz für einen bidirektionalen Betrieb ausreichend ist, kann zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht abschliessend beurteilt werden. Eniwa wird voraussichtlich im Nachgang, unter Einbezug der Resultate aus dem INLADE-Projekt, ein Projekt zum bidirektionalen Laden durchführen, um Anforderungen wie beispielsweise die Effizienz solcher Systeme für die Industrie ableiten zu können. Ergänzend wurde die Nutzerakzeptanz anhand einer systematischen Baseline- und Endline-Umfrage durchgeführt und analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der wahrgenommene Nutzen und die Einstellung zu induktivem Laden die Akzeptanz der Technologie deutlich positiv beeinflussen. Praktische Erfahrungen zu einer weiteren Verbesserung der Einstellung gegenüber der Technologie, während anfängliche Bedenken, insbesondere in Bezug auf Sicherheit und Effizienz, deutlich reduziert wurden. Über die technischen und betrieblichen Resultate hinaus, lassen sich aus dem Projekt auch zentrale regulatorische Erkenntnisse ableiten: Der bestehende Rechtsrahmen ist in sich konsistent und bildet die klassische Trennung zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur sauber ab – induktives Laden durchbricht diese Grenze jedoch systematisch, weil das relevante elektromagnetische Verträglichkeits- und Feldverhalten (EMV / EMF) erst im gekoppelten Gesamtsystem entsteht und damit nicht vollständig in der heutigen Aufteilung abgebildet wird. Insgesamt belegt das Projekt damit sowohl die technische Leistungsfähigkeit und Praxistauglichkeit, als auch den Bedarf an einer präziseren regulatorischen Verknüpfung von Fahrzeug und Infrastruktur.