Zusammenfassung:
Bei Elektro-Lkw, die zur Generierung ihres Einkommens auf langes Fahren angewiesen sind, war die zum Aufladen erforderliche Parkzeit schon immer ein unvermeidbares Problem im Werbeprozess. Honda erforscht eine radikalere Lösung: die Installation von kabellosen Ladegeräten direkt auf der Straße, sodass Elektro-Lkw auch bei hohen Geschwindigkeiten ohne Anhalten mit Strom versorgt werden können.
Hondas Forschungszweig entwickelt das System derzeit in Zusammenarbeit mit dem japanischen Bauunternehmen Dasei Construction und dem Straßenbauunternehmen Dasei Road. Dem Plan zufolge werden sich relevante Unternehmen ab dem Geschäftsjahr 2027 am „Tateyama-Projekt“ auf der Tateyama-Schnellstraße in der japanischen Präfektur Chiba beteiligen. Das japanische Geschäftsjahr 2027 beginnt am 1. April 2027.
Honda hofft derzeit, diese Technologie zunächst in den Bereichen Logistik und Transport einsetzen zu können, da Elektro-Lkw weitaus höhere Anforderungen an die Batterielebensdauer und Ladezeit stellen als gewöhnliche Pkw. Bei Transportfahrzeugen, die über einen längeren Zeitraum ununterbrochen fahren müssen, können sie die Parkzeit an der Ladestation verkürzen oder sogar vermeiden, wenn sie während der Fahrt elektrische Energie nachfüllen können.
Dieses System nutzt magnetische Kopplung zur Übertragung elektrischer Energie. Die Sendespule ist in der Straße vergraben und die Empfangsspule ist unten im Fahrzeug installiert. Wenn das Fahrzeug den Ladebereich passiert, erzeugt die Spule unter der Straße ein Magnetfeld, und die Empfangsspule am Fahrzeug erhält durch elektromagnetische Kopplung Energie und überträgt sie dann an die Fahrzeugbatterie.
Das Design von Honda nutzt außerdem ein Gleichstromverteilungssystem, um mehrere kabellose Ladeeinheiten unter der Straße zu verbinden. Jede Straßenladeeinheit verfügt über einen integrierten Wechselrichter und eine Spule. Laut Honda vereinfacht diese Struktur die elektrische Verkabelung und reduziert gleichzeitig die Anzahl der Komponenten und den Bauaufwand für das System.
Ein weiteres wichtiges Merkmal ist, dass die Ausrüstung keine vollständige Sanierung der Straße erfordert. Ladeeinheiten können in Bereichen installiert werden, die durch Einschnitte in bestehende Straßenoberflächen entstanden sind, wodurch der Umfang der für groß angelegte Rollouts erforderlichen Infrastrukturänderungen reduziert wird.
Damit drahtlose Ladegeräte jedoch für längere Zeit unter der Autobahn vergraben bleiben können, muss zunächst das Problem der Straßentragfähigkeit gelöst werden. Das Gewicht großer Lkw übt einen ständigen Druck auf die Straße aus. Deshalb haben Honda und seine Partner Straßenkonstruktionen und Ladeeinheiten entwickelt, die dem wiederholten Beanspruchen durch schwere Fahrzeuge standhalten. Berichten zufolge müssen die entsprechenden Systeme die dauerhafte Belastung durch Fahrzeuge mit einem Gewicht von etwa 20 Tonnen aushalten.
Die Partner planen außerdem den Bau einer neuen Teststraße, deren Bau Ende 2026 beginnen soll. Die Testanlage wird einen Haltbarkeitstest simulieren, der einer Million Radstößen entspricht, mit einer Last von 49 Kilonewton pro Rad, während gleichzeitig die Leistung des kabellosen Ladens und die Ableitung elektromagnetischer Felder getestet werden.
Folgetests werden die drahtlose Stromversorgungsfähigkeit von bis zu 150 Kilowatt und die Systemzuverlässigkeit beim Durchfahren des Ladeabschnitts mit hoher Geschwindigkeit weiter überprüfen. Allerdings betrachtet Honda derzeit 150 Kilowatt als weiteres Testziel und nicht die tatsächliche Ausgangsleistung, die im geplanten Autobahn-Demonstrationsprojekt bestätigt wurde. Daher ist es nicht einfach zu verstehen, dass dieses System in der Lage war, eine Ladeleistung von 150 Kilowatt stabil bereitzustellen.
Ähnliche drahtlose Ladetechnologie für den Straßenverkehr wurde bereits in einigen Projekten in den Vereinigten Staaten eingesetzt. Beispielsweise plant Florida den Bau einer etwa dreiviertel Meile langen Straße für drahtloses Laden auf der State Route 516 mit dem Ziel, kompatible Fahrzeuge mit bis zu 200 Kilowatt Ladeleistung zu versorgen. Ein ähnliches, von Electron gefördertes Projekt gab es bereits zuvor in Detroit, USA, bei dem ebenfalls Fahrladung durch das Vergraben von Straßenspulen und Fahrzeugempfängern erreicht wurde.
Allerdings gibt es immer noch offensichtliche Herausforderungen für die groß angelegte Kommerzialisierung der drahtlosen Ladeentfernung auf der Straße. Der erste sind die Kosten. Unter der Straße müssen zahlreiche Elektrogeräte verlegt, ein unterstützendes Stromversorgungsnetz aufgebaut und langfristige Wartungskosten getragen werden. Sollte eine Ladeeinrichtung ausfallen, kann die Reparatur zudem aufwändiger sein als bei herkömmlichen Ladegeräten, da sich die Geräte innerhalb des Straßenbauwerks befinden.
Honda hat noch nicht angegeben, wie viel Kosten dieses System im Vergleich zu herkömmlichen Schnellladenetzen einsparen kann. Ein Honda-Ingenieur sagte, die wirtschaftliche Machbarkeit der Technologie müsse noch weiter untersucht werden.
Außerdem können normale Elektrofahrzeuge diese Art von Straße nicht direkt nutzen. Fahrzeuge müssen mit speziellen drahtlosen Ladeempfangsgeräten ausgestattet sein, um Strom aus unter der Straße vergrabenen Spulen zu beziehen. Das bedeutet: Wenn wir es in Zukunft wirklich in großem Maßstab vorantreiben wollen, müssen wir neben der Umgestaltung der Straßen auch die gleichzeitige Entwicklung von fahrzeugseitiger Hardware und Industriestandards vorantreiben.
Für Elektro-Lkw liegt der größte Nutzen dieser Technologie nicht unbedingt in der vollständigen Eliminierung von Ladestationen, sondern in der Übertragung der „Ladezeit“ vom Parkzustand des Fahrzeugs auf den normalen Fahrzustand. Bei Logistikfahrzeugen, die jeden Tag längere Zeit fahren müssen, kann dies den durch Parken und Laden verursachten Zeitverlust reduzieren und die Fahrzeugauslastung verbessern, selbst wenn nur einige Straßenabschnitte über drahtlose Lademöglichkeiten verfügen.
Damit dieses Modell jedoch wirklich Wirklichkeit werden kann, muss noch eine Schlüsselfrage beantwortet werden: Können die gestiegenen Infrastrukturkosten für den Bau und die Instandhaltung einer großen Anzahl von „Ladestraßen“ durch eine Verkürzung der Ladeparkzeit, eine Reduzierung der Batteriekapazitätsanforderungen der Fahrzeuge und eine Verbesserung der Transporteffizienz ausgeglichen werden?
Daher handelt es sich bei Hondas aktuellem Projekt eher um eine technische Verifizierung des zukünftigen Logistik- und Transportsystems, als dass kurzfristig alle Autobahnen in drahtlose Ladegeräte umgewandelt werden sollen. In den nächsten Jahren werden die Haltbarkeit des Systems, die tatsächliche Ladeeffizienz, die elektromagnetische Sicherheit, die Zuverlässigkeit des Hochgeschwindigkeitsbetriebs und die Gesamtwirtschaftlichkeit darüber entscheiden, ob dieses „Laden während der Fahrt“-Modell von einer Versuchsstraße zu einer echten kommerziellen Autobahn werden kann.
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