Elektroautos können und sollen zukünftig als rollende Energiespeicher arbeiten: Schon heute können einige E-Autos den Strom aus ihrer Antriebsbatterie an Elektrogeräte abgeben, was etwa beim Camping hilfreich sein kann. Komplizierter ist indes der Vehicle-to-Grid-Ansatz (V2G), bei dem Strom aus dem E-Auto zurück ins Stromnetz fließen soll, um dort auftretende, kurzfristige Schwankungen auszugleichen. Das Verfahren wird aktuell in einigen Pilotprojekten erprobt und ist keine reine Zukunftsmusik mehr.
Vor diesem Hintergrund will das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (Fraunhofer IEE) gemeinsam mit Projektpartnern eine kombinierte Einheit für den Antrieb und die Netzanbindung von Elektrofahrzeugen entwickeln. Das Projekt startete bereits Ende 2023 und läuft noch bis September 2026.
Fraunhofer IEE
Aus zahlreichen E-Auto-Umrichtern soll eine kombinierte Einheit werden
Moderne Elektrofahrzeuge sind mit einer Vielzahl unterschiedlicher Umrichter ausgestattet: AC- (Wechselstrom) oder DC-Ladegeräte (Gleichstrom), Antriebsumrichter sowie DCDC-Booster zum Laden von 800-Volt-Elektrofahrzeugen an 400-Volt-Ladesäulen. Bisher werden diese Umrichter in heutigen Elektrofahrzeugen als Einzelkomponenten realisiert. „Eine Kombination dieser Umrichter zu einer multifunktionalen Antriebs- und Ladeeinheit hat das Potenzial, das Volumen und Gewicht des Systems zu reduzieren, die Effizienz zu steigern und die Kosten zu minimieren“, sagt Anton Gorodnichev, Projektleiter am Fraunhofer IEE. Durch den Einsatz moderner SiC-Halbleiter soll eine hohe Schaltfrequenz erreicht werden. In Kombination mit aktiver Filterung soll dies wiederum zu weiteren Volumen- und Gewichtseinsparungen bei den passiven Komponenten führen.
Während in einem auf fossilen Energieträgern basierenden Stromnetz wenige große Kraftwerke einen Großteil des Stroms erzeugen, soll das Stromnetz der Zukunft von zahlreichen, dezentralen Erneuerbaren Energiequellen gespeist werden. Das erfordert allerdings auch Maßnahmen zur Netzstabilisierung, um etwaige Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. Große Stromspeicher sind eine mögliche Maßnahme – da Elektroautos aber auch über Batterien verfügen und über einen Großteil der Zeit nicht bewegt werden, sollen sie in Zukunft ebenfalls als Stromspeicher fungieren.
In der Schweiz endete in diesem Jahr der bislang größte Feldversuch für bidirektionales Laden. Eine Studie der Wirtschaftsvereinigung „Smart Energy Europe“ kam kürzlich allerdings zu dem Ergebnis, dass Deutschland im Vergleich zu vielen anderen europäischen Ländern besonders schlecht für die kommerzielle Nutzung von V2G-Technologien aufgestellt sei – EFAHRER.com berichtete.
Im Projekt „CombiPower“ wird nun ein Prototyp für eine neuartige, multifunktionale, bidirektionale Lade- und Antriebseinheit auf Basis von Wide-Bandgap-Halbleitern und aktiver EMV-Filterung entworfen. „Unser Ziel ist es, den Prototypen bis zum Technologiereifegrad 6 zu entwickeln und entsprechend in der Einsatzumgebung zu testen“, so Gorodnichev. Der Technologiereifegrad 6 beschreibt einen Prototyp in der Einsatzumgebung – das Produkt wäre dann also noch einige Monate oder Jahre von der Einsatzreife entfernt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert das Projekt mit insgesamt 4,19 Millionen Euro.
