Science
13.08.2018

TU-Graz entwickelt Roboter-Tankwart für E-Autos

Die TU-Graz hat ein Konzept präsentiert, bei dem Elektroautos selbständig zur Ladestation fahren und dort von einem Roboter automatisch betankt werden.

Elektroautos sind zwar in aller Munde, aber noch selten auf der Straße. Geringere Kosten, höhere Reichweiten und schnellere Ladezeiten könnten die Mobilität mit Elektrofahrzeugen schneller ins Rollen bringen. Ein Konzept für künftiges schnelles Aufladen in Kombination mit automatisiertem Parken wurde an der TU Graz entwickelt und getestet, teilte die Universität am Montag mit.

Die Zahl der Elektroautos ist europaweit noch immer überschaubar. Für eine komfortable und langstreckentaugliche Nutzung der E-Fahrzeuge und damit eine breitere Akzeptanz wird immer wieder auch eine bessere öffentlich zugängliche Lade-Infrastruktur eingefordert. "Die - noch - langen Ladezeiten und die aktuell geringe Verfügbarkeit von E-Tankstellen werden von vielen Interessenten der Elektromobilität als Einschränkung empfunden", konstatierte Bernhard Walzel vom Institut für Fahrzeugtechnik gegenüber der APA.

Er hat im Auftrag des Österreichischen Vereins für Kraftfahrzeugtechnik mit seinen Kollegen Helmut Brunner und Mario Hirz das nun vorliegende Konzept für eine robotergestützte E-Ladestation vorgelegt und erprobt.

Autonome Fahrzeuge und Roboter

Die Kombination von automatisiertem Parken, bei dem die Fahrzeuge automatisiert an ihren Stellplatz gebracht und dann geladen werden, hat laut den Grazer Forschern besonders hohes Potenzial, um den Komfort der Nutzer zu erhöhen. Während derzeit noch automatisierte Plattformen oder Stapler das Fahrzeug an seinen Parkplatz bringen, könnten die Autos künftig im Zuge des autonomen Fahrens selbst in der Lage sein, den Weg zum Stellplatz im Einkaufszentrum oder in innerstädtischen Parkhäusern zu finden.

Bei freiwerdender Ladestation fährt das Fahrzeug dann autonom in die robotergesteuerte Schnellladestation ein. Später fährt es an einen freien Parkplatz zurück. Per Smartphone könnte der Fahrer dann sein selbstfahrendes Fahrzeug wieder anfordern.

Automatisierter Ladevorgang

Eine wichtige Komponente dieser Vision ist der automatisierte Ladevorgang. Hier haben die Forscher des Instituts für Fahrzeugtechnik gemeinsam mit Partnern aus der Industrie ein automatisiertes, kabelgebundenes (konduktives) Robotersystem entwickelt, das erstmals das Laden von unterschiedlichen Fahrzeugen in Serie ermöglicht. "Wir haben es zum ersten Mal geschafft, dass eine roboterbasierte Ladestation mehrere Wagen hintereinander selbstständig elektrisch auflädt, ohne dass die Fahrzeuge dafür speziell adaptiert werden müssen", hob Walzel hervor.

Der vom Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen mit mehreren Kameras bestückte Lade-Roboter kann die jeweiligen Typen der Fahrzeuge und Ladebuchsen erkennen und unterschiedliche E-Autos auch aufladen, wenn Park-Fehlstellungen auftreten. Zur Lösung der Problemstellung entwickelte das TU-Team ein komplexes mechatronisches System aus Sensortechnologie, Roboterkinematik und -steuerung. Es wurde bereits bei unterschiedlichen Lichtbedingungen in einem Gebäude , aber auch im Freien erfolgreich getestet.

Vieles noch ungewiss

Konzipiert sei es für Standard- und Normladestecker von E-Fahrzeugen, wodurch keine speziellen Anpassungen an den Autos erforderlich seien. Die Grazer Technologie soll letztlich eingesetzt werden können, wenn künftig E-Vehikel auch auf Autobahnen innerhalb weniger Minuten für längere Fahrdistanzen schnell aufgeladen werden. Dazu werden neuartige flüssigkeitsgekühlte Stecker und Kabel benötigt, die das robotergesteuerte System dann mit dem Auto verbinden. Letztlich werde aber vor allem die Kapazität der Batterien bei geringem Platzbedarf und weniger Gewicht erhöht werden müssen, hielt Walzel fest.

Als Projektpartner waren die BMW AG München, Magna Steyr Engineering Graz, der Linzer Automatisationsspezialist KEBA sowie der Österreichische Verein für Kraftfahrzeugtechnik (ÖVK) in Wien eingebunden.