Ladetechnik

Laderoboter für Elektroautos

15.05.2022

Parken heißt in Großstädten oft: endlos suchen und kreisen, bis man einen freien Platz findet. Beim Elektroauto stellt sich die Frage etwas anders: Auf bevorrechtigten Parkplätzen kann man gleichzeitig parken und laden, im Parkhaus muss man allzu oft darauf verzichten. "Tankroboter" wie CarLa wollen das ändern.

"CarLa" heißt er, der mobile Roboter von Kuka. Das Unternehmen ist bekannt durch seine Industrieroboter. CarLa verbindet eigenständig ein Elektrofahrzeug mit einer Ladestation. Der Fahrer parkt sein Auto auf einem dafür vorgesehenen Platz, das Ladekabel steckt dann der Roboter ein. Bei autonom fahrenden Autos können die Insassen vorher aussteigen, es wird dann vom Service-Roboter geladen. CarLa erledigt also das, was der Fahrer eines Elektroautos heute tut, um sein Auto aufzuladen.

Bei der Forschung und Entwicklung ist VW mit an Bord. Vor allem für Sedric, das autonom fahrende Konzeptauto, das der Volkswagen-Konzern auf der IAA vorgestellt hat, soll CarLa zur kongenialen Partnerin werden. Auf dem Genfer Autosalon im März 2018 präsentierte sich CarLa dem Publikum: ein mobiler, omnidirektionaler Serviceroboter, der sich also selbst in Bewegung setzen kann.

Er hat in etwa die Größe eines Kopiergeräts; doch sein markanter Arm will nicht greifen, sondern verbindet eine Ladestation mit der Ladesteckdose eines Elektromobils. Der gelenkige Arm hat sieben Achsen und eine Kamera. Damit ertastet und findet er sein Ziel selbsttätig millimetergenau. Außerdem hat der Roboter die Technik an Bord, um den Ladevorgang zu starten, zu überwachen und schließlich auch zu beenden.

Tankroboter schaffen neue Möglichkeiten

Eigentlich ist das elektrische Laden ohnehin kinderleicht – Hauptsache, das Ladekabel ist lang genug, um Wallbox oder Ladesäule und die Steckdose eines Elektromobils zusammenzubringen. Falls die technischen Voraussetzungen einmal fehlen, wenn es bequemer oder perfekt organisiert sein soll, schafft der Roboter neue Optionen:

  • Wenn das Elektroauto in der Garage steht oder in ein Parkhaus einfährt, könnte CarLa den Ladevorgang flexibel steuern – schneller bei einem kurzen Einkauf in der Stadt, langsamer, wenn das Auto für mehrere Stunden stillsteht.
  • Herrscht beim Laden gerade Hochbetrieb, kann ein Laderoboter die Kapazität gleichmäßig verteilen oder nach akutem Bedarf regeln.

Autonom fahren, autonom parken und laden

VW und Kuka denken bereits weiter: In Innenstadtzonen, an Flughäfen oder in großen Einkaufszentren wird es bald automatische Parkhäuser geben, die den knappen Parkraum viel besser ausnutzen: Man gibt sein Auto einfach ab, bewegliche Parkroboter platzieren die Autos direkt nebeneinander. Lästiges und obendrein unfallträchtiges Fahren wird überflüssig. Das vermeidet Schadstoff-Emissionen, kurvige Abfahrten, Parkplatz-Rempler und Kratzer im Lack. In solchen Parkhäusern wären Laderoboter eine wichtige Hilfe.

Der Übergang zum vollständig autonomen Fahren steht sowieso bevor, das Einparken übernehmen dann die Autos selbst. Und wo keine menschliche Hand mehr lenkt, schaltet und bremst, kann ein elektronischer Helfer das Laden gleich mit übernehmen.

Megatrend Autonomie

VW und Kuka sehen in dieser Kombination vor allem einen großen Komfortgewinn: Der Fahrer stellt das elektrisch angetriebene Auto auf einem gekennzeichneten Parkplatz ab, das Ladekabel montiert der Roboter für ihn. Fährt das Auto autonom, steigt der Passagier vorher schon aus, das Fahrzeug sucht selbständig einen freien Platz, wo es vom Service-Roboter geladen wird.

Auch andere Hersteller verfolgen ähnliche Pläne. Nicht nur VW und Tesla, sondern beispielsweise auch der Elektronikriese Samsung. EVAR ein autonomer mobiler Tankroboter von Samsung, der die Parkhäuser durchstreift – immer auf der Suche nach tankwilligen Fahrzeugen. Das "Electric Vehicle Automatic Recharging" ist bislang im Stadium der Erprobung. Vorläufig betankt es mit einer eingebauten Batterie von 10 Kilowattstunden nur mit einer Leistung bis 7,4 Kilowatt. Zur Abrechnung wird übrigens das Nummernschild gescannt.

Ein ähnliches System hat die Technische Universität Graz entwickelt. Es kann verschiedene Elektroautos erkennen, die wie in einer Waschstraße nacheinander einfahren, den Ladestecker exakt positionieren und also beladen. Das System bedient insbesondere schnelle CCS-Ladesysteme; anders als EVAR muss dafür am Auto kein Adapter platziert werden. Kameras und Sensoren erfassen Fahrzeugposition, Fahrzeugtyp und Ladebuchse.

MRK – Roboter als Service-Assistent

Als weltweit führender Hersteller von Industrierobotern kann Kuka eine besondere Stärke in das Projekt mit einem der weltgrößten Autohersteller einbringen: die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine. "Roboter werden den Menschen zukünftig bei vielen alltäglichen Aufgaben unterstützen. Und auch autonomes Fahren wird aus diesem Alltag nicht wegzudenken sein. Gemeinsam arbeiten wir an innovativen Konzepten, um diese Zukunft zu gestalten", erklärt erklärt Dr. Till Reuter, bis Dezember 2018 CEO von Kuka.

Die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) – so nennt es Kuka – kombiniert die Stärken des Roboters und die Fähigkeiten oder Bedürfnisse des Menschen. Das ermöglicht es, unangenehme und monotone, schwere oder gar gefährliche Arbeiten an einen Roboterassistenten zu delegieren. Nicht zu vergessen: Roboter sind eher selten krank oder müde, sie nehmen nie Urlaub, arbeiten auch nachts und an Feiertagen ohne Lohnzulagen.

Solche Tätigkeiten fallen nicht nur in der Fabrik und im Großlager an, sondern auch im Krankenhaus oder Seniorenheim. Und je mehr sie sich verbreiten, umso stärker werden Serviceroboter auch in den privaten Bereich einziehen. Aus Sicht des Herstellers: Roboter sind ebenso geschickt wie feinfühlig. Warum sollen sie nicht beim Skatabend mitspielen oder auf Zuruf einen frischen Orangensaft pressen?