Induktives Laden für Elektroautos: So funktioniert statisches und dynamisches kabelloses Laden

Wenn das Laden eines Elektroautos ohne Ladekarte schon praktisch klingt, stell dir vor, du müsstest nicht einmal mehr ein Kabel einstecken. Genau das macht induktives Laden möglich.

Ist das technisch realisierbar? Ja.
Ist es aktuell wirtschaftlich sinnvoll? Eher nicht.

In Deutschland, Frankreich und mehreren anderen Ländern wird induktives Laden bereits in unterschiedlichen Varianten getestet. Viele frühere Pilotprojekte wurden allerdings wieder eingestellt. In diesem Beitrag erfährst du, wie induktives Laden funktioniert, welche Vor- und Nachteile es bietet und ob wirklich jedes Elektroauto dafür geeignet ist.

• Induktives Laden kann statisch erfolgen (wenn das Auto steht) oder dynamisch (wenn das Auto beim Fahren über entsprechend ausgerüstete Straßenabschnitte geladen wird).

• Beim statischen kabellosen Laden liegt der Wirkungsgrad voraussichtlich nur etwa 1 bis 2 Prozent unter dem herkömmlichen kabelgebundenen Laden.

• Hohe Anfangsinvestitionen gehören zu den größten Hürden für die Einführung von induktivem Laden

Induktives Laden (auch kabelloses oder kontaktloses Laden genannt) ist eine Methode, bei der die Batterie eines Elektroautos ohne direkten physischen Kontakt zwischen Ladegerät und Fahrzeug geladen wird. Die Energie wird von einer Bodenplatte zu einer Empfängerspule im Fahrzeug übertragen, ganz ohne Kabel.

Eines vorweg: Ein Elektroauto benötigt zwingend eine Empfängerspule, um auf diese Weise geladen werden zu können. Eine Nachrüstung ist theoretisch möglich, wird aber voraussichtlich keine gängige Praxis werden. Wahrscheinlicher ist folgendes Szenario: Sobald die Technologie weiter verbreitet ist, werden E-Auto-Hersteller beginnen, ihre neuen Modelle standardmäßig mit einer solchen Empfängerspule auszustatten. Außerdem muss die Fahrzeugsoftware an diese Art des Ladens angepasst werden.

Beim induktiven Laden wird Energie nicht über Kabel, sondern über elektromagnetische Induktion von einer Ladeplatte zum Elektroauto übertragen. Vereinfacht gesagt: Das Ladepad erzeugt ein Magnetfeld, die Spule im Auto nimmt dieses Feld auf – Strom fließt und die Batterie wird geladen.

Zwei Begriffe, auf die du in diesem Abschnitt achten solltest:

• Sendespule (Transmitter Coil)

• Empfängerspule (Receiver Coil)

Die Ladeplatte enthält die sogenannte Sendespule. Wenn Wechselstrom (AC) aus dem Stromnetz oder aus erneuerbaren Energiequellen durch diese Spule fließt, ändert er mehrere tausend Mal pro Sekunde seine Richtung. Dadurch entsteht ein Magnetfeld. Sobald sich eine andere Kupferspule – in diesem Fall die Empfängerspule im Elektroauto – in diesem Magnetfeld befindet, beginnt in ihr sofort Wechselstrom zu fließen.

Dieser wird anschließend im Onboard-Lader des Fahrzeugs wie beim AC-Laden in Gleichstrom (DC) umgewandelt und zum Laden der Batterie genutzt.

Induktives Laden kann sowohl im Stand (statisch) als auch während der Fahrt (dynamisch) erfolgen.

Statisches induktives Laden funktioniert ähnlich wie das kabellose Laden von Smartphones oder anderen kleinen Geräten. Man parkt das Fahrzeug einfach über einer Bodenplatte, und der Ladevorgang beginnt.Besonders bei schlechtem Novemberwetter ist das eine echte Erleichterung, weil man sich nicht mehr mit nassen Ladekabeln im Regen oder in der Kälte abmühen muss.

Dynamisches induktives Laden bedeutet, dass Spulen in die Straßenoberfläche eines Autobahnabschnitts oder einer innerstädtischen Straße eingebettet sind. Wenn die entsprechende Genehmigung erteilt wurde, kann das Auto beim Überfahren dieser aktivierten Spulen während der Fahrt laden.

Schon das Konzept wirkt beeindruckend, und diese Art des Ladens ist tatsächlich technisch möglich. Wie genau das funktioniert, ist jedoch etwas komplexer. Im Folgenden erfährst du mehr darüber.

Induktives Laden bedeutet nicht, dass einfach unkontrolliert Energie in die Batterie fließt. Bevor überhaupt ein hochleistungsfähiges elektromagnetisches Feld erzeugt wird, muss zunächst eine schwache, hochfrequente drahtlose Kommunikationsverbindung aufgebaut werden.

Diese „Gesprächsebene“ zwischen Auto und Ladepad sorgt auch aus Sicherheitsgründen für ein gutes Gefühl. Fahrzeug und Ladepad tauschen über ein standardisiertes Protokoll wichtige Informationen aus, zum Beispiel:

Beim statischen kabellosen Laden ist davon auszugehen, dass Nutzer einen Vertrag mit dem Betreiber der Ladestation abschließen und ihre Zahlungsdaten hinterlegen. Insgesamt wird erwartet, dass das System dem Standard ISO 15118 folgt, ähnlich wie Plug & Charge. Im Idealfall übernimmt das Auto dann die gesamte Zahlungsabwicklung, und man erhält ein wirklich reibungsloses Ladeerlebnis.

Beim dynamischen kabellosen Laden wird das System deutlich komplexer. Es wäre unzumutbar, während der Fahrt Preise zu prüfen und zu entscheiden, ob oder wie viel man laden möchte. Deshalb wird man bestimmte Einstellungen voraussichtlich im Voraus festlegen können, etwa:

• „Nicht laden, wenn der Preis über 0,40 €/kWh liegt.“

• „Nach 20 Euro Kosten automatisch stoppen.“

• „Nur laden, wenn der Batteriestand unter 30 Prozent fällt.“

Für dynamisches Laden wird zudem eine Roaming-Lösung nötig sein. Wahrscheinlich funktioniert sie ähnlich wie beim heutigen öffentlichen Laden:

Du hast einen Vertrag mit deinem e-Mobility Service Provider (eMSP), also dem Anbieter, der dein Ladeprofil verwaltet. Wenn du eine Straße mit dynamischer Ladefunktion nutzt, identifiziert dich dein Auto über sein digitales Zertifikat (ISO 15118) als Kunden dieses eMSP. Der Betreiber der Straße, also der Charge Point Operator (CPO), übermittelt anschließend die Kosten der Ladesession an deinen eMSP. Dieser führt sie dann gemeinsam mit deinen übrigen Ladevorgängen auf einer einzigen Rechnung auf.

Die Zahlung und Abrechnung könnte tatsächlich eine der größten regulatorischen Herausforderungen sein, bevor dynamisches kabelloses Laden in den Alltag übergeht. Es muss absolut verlässlich sein, dass du nur für die Energiemenge bezahlst, die du tatsächlich verbraucht hast. Dafür braucht es klare gesetzliche Standards. In der EU existieren solche Vorgaben derzeit jedoch ausschließlich für stationäre Messgeräte.

Statisches induktives Laden ist nur 1 bis 2 Prozent weniger effizient als herkömmliches kabelgebundenes Laden. Das wurde von MAHLE bereits nachgewiesen. Beim dynamischen Laden fallen die Energieverluste jedoch höher aus. Ein fahrendes Fahrzeug kann weder dauerhaft perfekt über den eingebetteten Spulen ausgerichtet bleiben, noch kann es den Abstand zur Ladeplatte verringern.

Man könnte vermuten, dass kabellose Systeme viel mehr Energie verschwenden. Laut einem Bericht des Fraunhofer-Instituts aus dem Jahr 2010 erreichten frühe drahtlose Ladesysteme tatsächlich nur etwa 80 Prozent Effizienz, während konduktives (also kabelgebundenes) Laden damals ungefähr 95 Prozent erreichte.

Die wichtigsten Faktoren für den Wirkungsgrad sind die Ausrichtung der beiden Spulen zueinander und der Abstand (Luftspalt) zwischen ihnen. Anders als bei deinem Smartphone, das direkt auf der Ladefläche liegt, gibt es beim Auto etwas, das dies verhindert: die Reifen. Je näher das Fahrzeug an der Spule ist und je besser die Ausrichtung klappt, desto höher ist die Effizienz. Deshalb …

a) Beim dynamischen induktiven Laden werden die Ladeverluste voraussichtlich deutlich höher ausfallen.

b) Beim statischen Laden verringern einige Systeme den Luftspalt mechanisch: Entweder hebt sich die Spule im Boden leicht an, oder die Spule im Fahrzeug senkt sich ab.

c) Für das statische Laden erwägen einige Hersteller, automatisierte Parkfunktionen zu integrieren. Dabei stellt man das Auto nur in der Nähe des Ladepads ab, und das Fahrzeug positioniert sich anschließend selbst exakt über der Ladefläche.

In Tests wurden beim induktiven Laden bereits sehr hohe Ladeleistungen erreicht:

Beim statischen Laden über 270 kW und mehr, beim dynamischen Laden sogar 300 kW und darüber. Für den typischen Heimeinsatz wird jedoch eine deutlich niedrigere Leistung von rund 11 kW als realistischer Standard angesehen.

Porsche hat zum Beispiel den Cayenne Electric angekündigt, der Ende 2025 auf den Markt kommen soll und statisches kabelloses Laden mit bis zu 11 kW unterstützen wird. Parallel dazu haben Forschende des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) gemeinsam mit der Volkswagen Group of America kürzlich 270 kW drahtlos auf einen Porsche Taycan übertragen.

Für normale E-Autofahrer hat diese Entdeckung allerdings kaum praktische Bedeutung, denn:

a) Für die Demonstration wurde ein speziell modifizierter Porsche Taycan verwendet – ein Hochleistungsfahrzeug, das für derartig extreme Ladeleistungen ausgelegt ist.

b) Das Auto, das ohnehin schon 180.000 bis 200.000 Euro kostet, benötigt zusätzlich ein Upgrade im Wert von mindestens 20.000 Euro, um induktiv laden zu können.

Induktives Laden wird derzeit in mehreren Ländern getestet: in Frankreich auf einer 1,5 Kilometer langen Autobahnstrecke, die Fahrzeuge während der Fahrt mit Energie versorgt; in Deutschland mit einer kabellosen Parkladelösung, die einen Wirkungsgrad von 92 Prozent erreicht; in den USA auf der Pilotstraße in Detroit; und in Norwegen, wo Taxis in Oslo während des Wartens kabellos geladen werden.

Frühe Projekte wie das kabellose Ladesystem des BMW 530e iPerformance waren zwar erfolgreiche Pilotversuche (3,7 kW), wurden jedoch nicht für eine Massenproduktion weitergeführt und inzwischen beendet.

Im öffentlichen Nahverkehr gilt das Braunschweiger „Emil“-Projekt mit induktiv geladenen Bussen (200 kW) weiterhin als langjähriger Erfolg. Andere deutsche Städte wie Berlin haben die Technologie jedoch für ihre Hauptflotten wieder aufgegeben.

Die breite Einführung vieler Pilotprogramme scheitert vor allem an den hohen Kosten. Dennoch investieren mehrere Länder weiterhin in die Technologie und treiben ihre Entwicklung voran.

Erstes Pilotprojekt für dynamisches, kabelloses Laden von Elektrofahrzeugen im realen Straßenverkehr. Auf einem 1,5 Kilometer langen Testabschnitt werden während der Fahrt 200 bis 300 kW an E-Fahrzeuge übertragen.

In der Nähe der Stadt Angervilliers, rund 40 Kilometer südwestlich von Paris, haben VINCI Autoroutes und Electreon spezielle Spulen unter der Straßenoberfläche installiert. Diese Spulen laden Fahrzeuge während der Fahrt kabellos. Die Straße liefert dabei 200 bis 300 kW Leistung. Da jedes aktivierte Segment nur das Fahrzeug über sich mit Energie versorgt, kann das System gleichzeitig viele Fahrzeuge entlang des gesamten 1,5-km-Abschnitts bedienen – jedes erhält dabei die maximale Leistung, die es aufnehmen kann.

Echte Fahrzeuge wie Lastwagen, Transporter, Busse und Pkw, die alle mit der speziellen Empfängerspule von Electreon ausgerüstet wurden, nutzen die Strecke bereits täglich. Das Projekt zeigt, wie induktives Laden dazu beitragen kann, CO₂-Emissionen zu senken und weniger Rohstoffe für die Batterieproduktion zu benötigen. Zudem wird erwartet, dass es weitere Erkenntnisse über Energieverluste beim kabellosen Laden liefert.

Aktueller Stand: Prototypfahrzeuge fahren derzeit auf dem 1,5-km-Abschnitt, um die Leistungsfähigkeit des Systems unter realen Verkehrsbedingungen zu evaluieren. Das französische Verkehrsministerium strebt bis 2035 den Ausbau von 9.000 Kilometern elektrifizierter Straßen an.

MAHLEs System für statisches, induktives Laden und die ultrapräzise Positionierungstechnologie DIPS wurden als globaler SAE-Standard* zugelassen und erreichen einen Wirkungsgrad von 92 Prozent.

Das Unternehmen hat ein System für statisches induktives Laden entwickelt, bei dem Energie über ein Magnetfeld übertragen wird. Es funktioniert zuverlässig, selbst wenn das Ladepad mit Schnee oder Laub bedeckt ist. Zusätzlich hat MAHLE das Differential Inductive Positioning System (DIPS) entwickelt. Dieses System führt Fahrzeuge mit einer Genauigkeit von bis zu einem Zentimeter in die optimale Position. So wird ein Wirkungsgrad von über 92 Prozent erreicht – vergleichbar mit einem kabelgebundenen Ladesystem.

Für zukünftige E-Autos mit automatisierten Parkfunktionen wird die DIPS-Software direkt mit der Parksteuerung des Fahrzeugs kommunizieren.

Aktueller Stand:

Christopher Lämmle, Leiter des Project House Charging Systems bei MAHLE, geht davon aus, dass die ersten Systeme auf Basis des neuen Standards etwa drei Jahre nach dessen offizieller Veröffentlichung auf den Markt kommen werden.

* Das System entspricht dem SAE-Standard, der Interoperabilität sicherstellt. Das bedeutet: Ein Auto eines Herstellers kann zuverlässig auf einem Ladepad eines anderen Anbieters laden – solange beide Systeme den SAE-Vorgaben folgen.

Detroit ist die erste US-Stadt, die eine Straße für kabelloses Laden von Elektrofahrzeugen testet.

Auf einem rund 400 Meter langen Abschnitt der 14th Street wurden elektromagnetische Spulen unter dem Asphalt installiert. Sie übertragen Energie kabellos an Elektrofahrzeuge, die mit speziellen Empfängern ausgestattet sind. Das Projekt ist Teil von Michigans Plan, bis 2050 ein CO₂-neutrales Verkehrsnetz aufzubauen. Gestartet wurde es 2023, mit Kosten von etwa 2 Millionen US-Dollar pro Meile – was selbstverständlich Fragen zur Skalierbarkeit aufwirft. Fachleute betonen jedoch, dass diese Technologie nicht flächendeckend ausgerollt werden soll. Sie soll gezielt dort eingesetzt werden, wo sie wirtschaftlich Sinn ergibt und funktionierende Geschäftsmodelle möglich sind.

Aktueller Stand:

Das Projekt befindet sich weiterhin in einer frühen Test- und Forschungsphase. Im November 2024 hat Electreon sein Pilotprojekt in Detroit erweitert und zusätzliche Tests für die Zustellung auf der „letzten Meile“ gemeinsam mit UPS und dem E-LKW-Hersteller Xos gestartet.

25 Jaguar I-Pace Taxis in Oslo werden induktiv mit dem 50- bis 75-kW-System von Momentum Dynamics geladen.

Das norwegische EnergiCity-Projekt testet seit 2019 das kabellose Laden für 25 Jaguar I-Pace Taxis. Statt ein Kabel einzustecken, laden diese Fahrzeuge automatisch, während sie auf neue Fahrgäste warten. Das System liefert 50 bis 75 kW Leistung und ist damit deutlich schneller als das herkömmliche AC-Laden. Die induktiven Ladepads sind für alle Wetterbedingungen ausgelegt – selbst Schnee stellt kein Problem dar.

Aktueller Stand:

Zu diesem Projekt gibt es keine neueren Updates nach 2020. Das deutet darauf hin, dass die Taxiflotte weiterhin im Testbetrieb unterwegs ist.

Derzeit ist induktives Laden weder für Autohersteller noch für Fahrer finanziell sinnvoll. Während die EU nach Wegen sucht, Elektrofahrzeuge erschwinglicher zu machen, würde der Umstieg auf induktives Laden und die damit verbundenen kostspieligen Upgrades bei neuen Modellen dieses Ziel eher untergraben.

Das Problem, das induktives Laden tatsächlich lösen könnte, ist die Möglichkeit, kleinere Batterien einzusetzen (was wiederum den Herausforderungen der Dekarbonisierung entgegenkommt), das Laden komfortabler zu machen (kein Hantieren mit Kabeln) und Fahrern Zeit zu sparen (keine Stopps zum Laden, abgesehen davon, dass man für Kaffeepausen vermutlich ohnehin anhält). Doch keiner dieser Vorteile trägt zur besseren Bezahlbarkeit von Elektroautos bei. Selbst die beste Strategie funktioniert nicht, wenn sie nur für wenige leistbar ist.

Im Projekt Shared Charging, das von go-e geleitet wird, wird induktives Laden ebenfalls geprüft. Ziel des Projekts ist es, ein Netz von Ladestationen zu schaffen, das ebenso flächendeckend und nutzerfreundlich ist wie heutige Tankstellen – mit dem zusätzlichen Vorteil, dass es durch erneuerbare Energie wie Solar- und Windkraft betrieben wird. Das Projekt erhielt 6,4 Millionen Euro Förderung, wobei ein besonderer Fokus darauf liegt, die Installation jeder einzelnen Ladestation so kostengünstig wie möglich zu gestalten. Leider bietet induktives Laden in diesem Punkt nur geringe Perspektiven.

Induktives Laden von Elektroautos erfordert deutlich höhere Anfangsinvestitionen als herkömmliche Mode-2- und Mode-3-Lader. Langfristig können die Betriebskosten jedoch sinken, da die Systeme langlebig sind, automatisiert arbeiten und weniger Wartung benötigen.

Die anfänglichen Kosten setzen sich hauptsächlich aus folgenden Bereichen zusammen:

• Ausstattung

Kabellose Ladesysteme sind teurer, weil sowohl die Bodenplatte als auch das Fahrzeug spezielle Elektronik benötigen, um Energie über hochfrequenten Wechselstrom (rund 85 kHz) zu übertragen.

• Installation

Die Installation der Bodenplatten ist aufwendig. Sie umfasst Arbeiten wie Graben, Betonieren und weitere Schritte, die auch bei der Einrichtung kabelgebundener Stationen notwendig sind.

• Sicherheitsfunktionen

Diese Systeme verfügen zusätzlich über Sensoren zur Erkennung von Fremdkörpern (Foreign Object Detection, FOD) und Lebewesen (Living Object Detection, LOD) sowie über magnetische Abschirmungen – all das macht sie teurer.

Der Markt für kabelloses Laden von Elektrofahrzeugen hatte im Jahr 2024 einen Wert von rund 1.172,28 Millionen US-Dollar und könnte bis 2034 auf über 4.119,51 Millionen US-Dollar anwachsen. Prognosen gehen von einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 13,64 Prozent aus. Andere Vorhersagen rechnen sogar mit noch höheren Wachstumsraten.

Statisches kabelloses Laden wird voraussichtlich deutlich früher verbreitet sein als dynamisches Laden, da es wesentlich kostengünstiger ist. Außerdem ist es einfacher, die bestehenden und kommenden gesetzlichen Vorgaben einzuhalten. Ein schrittweiser Ausbau ist dadurch möglich – beginnend mit privaten Ladestationen, bei denen keine komplexen Fahrzeug-Authentifizierungsprozesse nötig sind.

Für die meisten Verbraucher wird statisches, kabelloses Laden jedoch wohl noch einige Jahre nach der Marktreife ein Luxusmerkmal bleiben. Besonders attraktiv dürfte es zunächst für Besitzer hochpreisiger Elektroautos wie etwa Porsche sein. Zwar merkt man im Alltag kaum einen Unterschied durch die integrierte Empfängerspule, aber beim Kaufpreis wird man den Unterschied deutlich spüren.

Eine weitere potenzielle Nutzergruppe sind Unternehmen. Taxis könnten beispielsweise kabellos laden, während sie auf Fahrgäste warten – der Fahrer müsste das Fahrzeug dafür nicht einmal verlassen. So ließe sich die Batterie Stück für Stück nachladen, statt mehr als 15 Minuten an einer Ladestation zu verbringen, wenn gerade neue Aufträge eingehen. In Nottingham lief 2022–2023 das Projekt „Wireless Charging of Electric Taxis“ (WiCET). Es ist inzwischen als abgeschlossen gekennzeichnet, was vermutlich bedeutet, dass die dort verwendeten induktiven Lader nicht mehr in Betrieb sind.

Dynamisches Laden hingegen wird länger brauchen, bis es marktreif ist. Selbst dann wird es vor allem für schwere Nutzfahrzeuge relevant sein, die festen Routen folgen. Für sie kann diese Technologie die Einsatzzeiten erhöhen und Kosten senken, da Ladepausen und manuelles Einstecken entfallen. Aufgrund der sehr hohen Kosten ist eine breite Einführung in naher Zukunft jedoch eher unwahrscheinlich.