Forschende der TU Graz haben gemeinsam mit Industriepartnern den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge vorgestellt. Dieser soll erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglichen.

Wissenschaftler des Institutes für Fahrzeugtechnik der TU Graz haben nun ein automatisiertes kabelgebundenes Robotersystem entwickelt, das erstmals das Laden von verschiedenen, bewegten Fahrzeugen direkt nacheinander ermöglicht. Das CCS-Komfortladesystem ist für Standard- und Normladestecker von Elektro-Fahrzeugen konzipiert, sodass keine speziellen Adaptionen an den Fahrzeugen erforderlich sind.

Die Robotik funktioniert sowohl im Gebäude als auch im Freien

„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“, erklärt Bernhard Walzel von der TU Graz, die Methodik. 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 ist, dass der Roboter bei unterschiedlichen Lichtbedingungen in einem Gebäude, aber auch im Freien funktioniert“, betont Walzel.

Automatisiertes, konduktives Laden von E-Fahrzeugen

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. "Wir bieten ein Lösungskonzept für zukünftiges vollautomatisches Parken und Laden von E-Fahrzeugen", freuen sich die Wissenschaftler der TU Graz.

Als Projektpartner waren BMW, Magna Steyr Engineering Graz, der Linzer Automatisationsspezialist Keba sowie der Österreichische Verein für Kraftfahrzeugtechnik (ÖVK) an Bord. (aho)

Quelle: TU Graz