Talako: Prototypenanlage in Betrieb

Mit ihrer Hilfe kann in Mülheim an der Ruhr ein Taxi induktiv geladen werden.

Für das Foto wurde das Fahrzeug auf der induktiven Ladeanlage positioniert. (Foto: Universität Duisburg-Essen)
Für das Foto wurde das Fahrzeug auf der induktiven Ladeanlage positioniert. (Foto: Universität Duisburg-Essen)
Claus Bünnagel

Das Forschungsprojekt Talako hat die Prototypenanlage im Realeinsatz auf dem Betriebshof des Taxiunternehmens Auto Stephany GmbH in Mülheim an der Ruhr in Betrieb genommen. Das erste Taxi mit induktiver Ladetechnik an Bord, ein inklusionsgerechter Range Extender von LEVC, ist damit nun im Einsatz. Mindestens fünf weitere werden auf der „großen“ Pilotanlage in der Stadt Köln folgen.

Über Talako

Das im Oktober 2019 gestartete Projekt „Taxi-Lade-Konzept für den öffentlichen Raum“ – kurz Talako – läuft bis mindestens 2022 und wird u.a. vom Bundeswirtschaftsministerium mit 2 Mio. Euro gefördert. Ziel ist der Aufbau mindestens einer Pilotanlage für induktives Laden in der Warteschlange. Nicht umsonst wurde die Stadt Köln als Projektort ausgewählt: Zum einen gehört sie mit einer NO2-Belastung von 63 Mikrogramm/m3 zu den am stärksten von Luftverschmutzung betroffenen Metropolen in Deutschland. Zum anderen fand sich im rheinischen Raum eine exklusive Schar an Projektpartnern zusammen.

Mit dabei ist die RheinEnergie AG, die als Energieversorger die kostenlose Strombereitstellung für die Projektlaufzeit leistet und die Pilotanlage(n) betreibt. Die Stadt Köln kümmert sich um bauliche und Verkehrsanfragen sowie kommunale Förderungen. Test und Absicherung der elektromagnetischen Verträglichkeit obliegt der Universität Wuppertal. Federführend betreut die Universität Duisburg-Essen das Projektmanagement und die betriebswirtschaftlichen Absicherungen. Im Boot sind schließlich auch zwei privatwirtschaftliche Technikunternehmen: die Intis GmbH aus Hamburg, Hersteller induktiver Ladetechnik, und der britische Fahrzeughersteller LEVC. Betrieben werden sollen die Hybridfahrzeuge vom Typ TX vom Kölner Taxi-Genossenschaft TaxiRuf. Diese wurde bereits 1937 gegründet und vertritt heute 800 Taxiunternehmer mit ca. 1.100 Fahrzeugen und etwa 3.000 Fahrern. Pro Jahr werden über die Zentrale zwei Millionen Fahraufträge vermittelt.

Über das Fahrzeug

Der TX dagegen ist flexibel einzusetzen. Er besitzt einen 31-kWh-Akku für eine elektrische Reichweite von bis zu 125 km bei einem Stromverbrauch von 23,4 kWh/100 km nach WLTP-Zyklus. Der kann zwar in der Praxis auch schon einmal höher ausfallen, so dass eher Reichweiten von 80 bis 100 km realistisch sind. Aber dank eines kleinen 1,5-l-Dreizylinders von Volvo mit 67 kW/91 PS als Range Extender ist eine Reichweitenerhöhung um weitere rund 500 km möglich, was auch längere Taxifahrten – etwa Stadt-zu-Stadt-Verbindungen mit Höchstgeschwindigkeiten von bis zu 128 km/h – möglich macht. Dabei treibt der Benzinmotor nicht die Achse selber an, sondern versorgt als Generator während der Fahrt die Batterie mit Strom. Das vermeidet Lastspitzen und sorgt für eine optimierte Abgasnachbehandlung.

Das induktive Laden

Die Pilotanlage in Köln wird nach Plan mit drei Ladeeinheiten bestückt, an denen bis zu sechs Fahrzeuge mit Energie versorgt werden können. Eine mechanische Spurführung der Taxis ist dabei ebenso denkbar wie die Nutzung des bereits vorhandenen Intis-Positionierungsassistenten. Die Anlage wird dabei auf ca. 20 kW pro Fahrzeug ausgelegt, was inklusive Übertragungsverlusten eine dauerhafte Einspeisung von max. 22 kW pro Fahrzeug bedingt. Denn der Wirkungsgrad Netz–Fahrzeugbatterie der induktiven Ladetechnik beträgt mehr als 90 %. Mit sechs Fahrzeugen auf der Ladestraße wird das Netz also maximal 132 kW dauerhaft erbringen müssen – eine überschaubare Größe, nimmt man gängige 450-kW-Pantografenmasten für Elektrobusse als Relation. Im Projekt sind 50.000 Euro pro 20-kW-Ladespot eingeplant.

Für die Ladestationsseite wird eine dreiphasiger Stromanschluss benötigt. Die genaue Auslegung ist noch nicht festgelegt, aber ein zentraler Netzanschluss mit einer DC-Verteilung zu den Ladepunkten ist wahrscheinlich. Hierzu müssen Strom- und Kommunikationskabel zu jedem Ladepunkt verlegt werden. Diese müssen mit einem Fundament versehen werden, weshalb Erdarbeiten hier erforderlich sind. Zu den weiteren Maßnahmen zählen eine Erhöhung des Netzanschlusses, der Aufbau einer Stromzähleinrichtung, ein Anfahrschutz und die Einrichtung der Anlage für den Straßenräumdienst, um sie sauber und frei von Blättern oder Schnee zu halten. Fahrzeugseitig werden lediglich eine Spule und eine Elektronikbox integriert. 

Geladen werden die Taxis während der Warte- und Nachrückzeit. Stichprobenartige Standzeitmessungen am Hauptbahnhof und am Flughafen mit 199 bzw. 123 Taxis haben ergeben, dass am Bahnhof die durchschnittliche Wartezeit 39 Minuten, am Flughafen 80 Minuten beträgt. Dabei variieren diese Zeiträume aber stark zwischen 2 und 100 Minuten am ersten und zwischen 6 und 160 Minuten am zweiten genannten Standort. Auch hinsichtlich der Tageszeit gibt es dabei starke Schwankungen. Am Hbf sind die durchschnittlichen Standzeiten mit ca. 59 Minuten zwischen 11 und 13 Uhr am längsten, mit etwa 13 Minuten zwischen 7 und 9 Uhr am niedrigsten. Am Flughafen warten die Taxis zwischen 10 und 12 Uhr im Schnitt rund 142 Minuten, von 8 bis 10 Uhr ca. 47 Minuten.

Es ist also im Prinzip in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle ausreichend Zeit fürs Nachladen, ohne dass der Range Extender zu oft zum Einsatz kommen muss. Simuliert haben die Projektteilnehmer beispielsweise den Aufbau einer Pilotanlage an der Koelnmesse. Hier wäre genügend infrastruktureller Raum von 52 m für eine Gesamtwarteschlange mit einer Weglänge für bis zu zehn Taxis. Würden hier sogar zehn Ladepunkte eingerichtet, wären nicht 220 kW Ladeleistung nötig, sondern deutlich weniger, nämlich rund 140 kW. Denn nicht alle Fahrzeuge müssen immer mit 20 kW geladen werden. Zwar würde ein Taxi nach einer langen Fahrt und beispielsweise nur noch 30 % Batterieladezustand mit 20 kW Leistung versorgt werden, um nach einer durchschnittlichen Wartezeit von 45 Minuten wieder mit annähernd vollen Akkus zu starten. Andere Fahrzeuge wären aber in derselben Zeit mit nur 13 kW wieder nahe am Akkumaximum. Damit geht man auch technischen Schwierigkeiten in Zusammenhang mit Netzanschluss und Leistungsauslegung aus dem Weg, die bereits einige E-Bus-Projekte mit induktiven Ladesystemen in Deutschland ausgebremst haben. „Wir setzen auf eine andere Ladephilosophie. Wir wollen nicht schnell laden, sondern die relativ lange Standzeit optimal ausnutzen“, begründet Daniel Jaspers von der Universität Duisburg-Essen.

Zusätzlich läuft auch das Projekt „Smata“. Hier wird die Machbarkeit einer intelligenten Ladeplattform für die datengetriebene Vernetzung von Taxi- und Ladebetrieb untersucht. Über die Plattform sollen die Taxifahrer demnach genau wissen, wo wie viele Ladespots aktuell frei sind. Die Verbindung von induktivem Laden und datengetriebener Vernetzung wird nach Überzeugung von Intis-Geschäftsführer Dr. Ralf Effenberger dazu beitragen, die Laufleistung von Elektrotaxis zu erhöhen, ohne die Fahrzeugbatterien immer größer werden zu lassen.

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