Fraunhofer ISE

Thomas Speidel, CEO der börsennotierten ADS-TEC Energy plc (NASDAQ: ADSE) und geschäftsführender Gesellschafter der ADS-TEC Gruppe, Dr. Thorten 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 Ultra-Schnellladesystem »ChargeBox« für den Deutschen Zukunftspreis 2022 nominiert.

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 durch den Bundespräsidenten Frank-Walter Steinmeier ausgelobt und verliehen. Er wird für innovative Erfindungen und Forschungsergebnisse sowie herausragende technische, ingenieursseitige und naturwissenschaftliche Leistungen vergeben, die zu anwendungsreifen, erfolgsversprechenden Produkten führen. Das ultraschnelle ChargeBox-System ist eine solche Entwicklung und mit aktuell über 1.000 Ladepunkten in Europa sowie in den USA bereits erfolgreich im Einsatz.

Thomas Speidel, CEO bei ADS-TEC Energy, erläutert die Vision hinter dem entwickelten batteriebasierten Ladesystem: »Der Wandel zu einer klimaneutralen Energiewirtschaft ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Das Energiesystem von morgen wird insbesondere elektrischer, digitaler und dezentraler sein. Zudem werden die heutigen Sektoren Strom, Wärme und Mobilität zunehmend interagieren und so die Volatilität bei der erneuerbaren Energiebereitstellung ausgleichen. Die entwickelte Charge-Box zeigt hier beispielhaft auf, wie künftig Erzeugung und Verbrauch in neue Zusammenhänge gebracht werden und dabei sogar Leistungsengpässe kompensiert werden können.«

Eine zentrale technologische Herausforderung bei der Entwicklung der ChargeBox war, die erforderliche Leistungsdichte, Effizienz und Komplexität auf geringem Bauraum zu realisieren. Dies gelang durch den Einsatz modernster Siliciumkarbid-Halbleiter, 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. Silicium-karbid-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 sehr kompakten und leistungsstarken Stromwandlern sowie einer daran angepassten Kühleinheit. Es ist technisch sicher, geprüft, zertifiziert und global einsetzbar. Da es flüsterleise ist, ist es optimal 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 benötigt. Zwei abgesetzt positionierbare Ladeausgänge, die sogenannten »Charge Dispenser«, bieten die Möglichkeit, zwei Autos gleichzeitig zu laden – mit jeweils 160 Kilowatt. Bei Nutzung von nur einem Dispenser sind sogar bis zu 320 Kilowatt Abgabeleistung möglich.

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 gesamte E-Mobilität innerhalb der Gesellschaft. Die ChargeBox enthält eine ganze Reihe innovativer Elemente, auf die mehrere Dutzend Patente angemeldet sind. Zudem ist das System ausbaufähig und kann in Zukunft auch zum Laden von Lkw und Bussen genutzt werden. Hinter der Technologie der ChargeBox stehen viele Menschen, die mit ihrem exzellenten Know-how dazu beitragen, dass ADS-TEC Energy E-Mobilität wesentlich mitgestaltet und die potenzielle Begrenzung durch Netze auflösen kann. Zum maßgeblichen Erfolg des Projektes hat insbesondere auch die Beteiligung des Kunden und Partners Porsche beigetragen, sowie die vielfältige inhaltliche und finanzielle Unterstützung, die in diesem außergewöhnlich komplexen Projekt erforderlich war.

Über den Deutschen Zukunftspreis

Seit über 25 Jahren nominiert und ehrt der Deutsche Zukunftspreis, Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation, bahnbrechende Erfindungen und Forschungsergebnisse aus Bereichen wie Robotik bis Materialforschung und Softwareentwicklung bis Biochemie.
Für den Preis kann man sich nicht bewerben, sondern wird von renommierten wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Institutionen vorgeschlagen. Eine Jury, die aus unabhängigen Fachleuten aus Wissenschaft und Praxis besteht, entscheidet in einem mehrstufigen Verfahren über die Nominierten der Endrunde und das Preisträgerteam. Das diesjährige Gewinnerteam wird am 26.10.2022 in Berlin von Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier ausgezeichnet.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

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