Der mobile Roboter, der das Elektrofahrzeug lädt

Es klingt ebenso einfach wie komfortabel: Das Elektrofahrzeug meldet seinen Ladebedarf − ein mobiler Roboter macht sich auf den Weg und lädt das Auto völlig autonom mit Energie. Diese Vision treibt das Start-up "ALVERI"aus Ried im Innkreis (Oberösterreich) um.

Zusammen mit Forscherinnen und Forschern des Instituts für Fahrzeugtechnik der TU Graz und dem Roboterhersteller "ARTI Robots" ist nun ein Prototyp entstanden, der diese Vision veranschaulicht. 

Die Herausforderung bei der Entwicklung des Roboters umreißt Bernhard Walzel von der TU Graz: "Der Tank- oder Ladevorgang eines Fahrzeugs ist für den Menschen keine große Herausforderung. Für ein automatisiertes System ist das hingegen eine sehr komplexe, millimetergenaue Angelegenheit." In der Entwicklung von automatisierten Laderobotern haben die Forschenden der TU Graz bereits Erfahrung: 2018 präsentierten sie zusammen mit Industriepartnern − darunter der Automatierungsspezialist Keba und der Autobauer BMW − ein robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge, das stationär arbeitet. 

In dem nun vorgestellten mobilen Laderoboter bringen die Partner zwei Komponenten zusammen: zum einen eine mobile Plattform, die sich autonom im Raum mit einer Geschwindigkeit von 20 km/h bewegen kann. Zum anderen einen automatisierten Roboterarm, der das Ladekabel an die Ladebuchse des Autos andockt. Nach dem Schnellladevorgang steckt sich der Roboter wieder ab und macht sich auf den Weg zum nächsten Elektrofahrzeug.
 
Große Parkflächen als Einsatzort

Hinter den Bemühungen steckt die Motivation, der Elektromobilität zu mehr Fläche zu verhelfen, wie Walzel anführt: "Österreichweit gibt es derzeit rund 8.000 öffentlich verfügbare Ladestationen. Das ist ein echter Hemmschuh für die Verbreitung der E-Mobilität. Wer ständig überlegen muss, wie weit die nächste E-Tankstelle entfernt ist, fährt eher unentspannt. Wir müssen daher mit der Ladeinfrastruktur nachziehen." Der Laderoboter könnte einen "entscheidenden Beitrag leisten und die empfundene Sorge um Reichweite und Lademöglichkeiten nehmen", so Walzel.

Derzeit machen den Projektbeteiligten noch einige Baustellen zu schaffen:

• Die Stromversorgung: Aktuell bezieht der Roboter seine Energie noch über ein Stromkabel. Aus ökologischen Gründen sowie Gewichts- und Kostengründen schließen die Partner die Integration einer Antriebsbatterie auf der mobilen Plattform aus. Vielmehr tüfteln sie an einer Stromversorgung über Bodenkontakte.
• Die Software: Die Software für die Steuerung läuft noch über einen separaten Computer, soll aber auf der mobilen Plattform integriert werden.
• Der Roboterarm: Da der Markt laut den Partnern speziell für diese mobile Anwendung keinen Roboterarm bereit hält, wird aktuell ein herkömmlicher kollaborativer Industrieroboterarm verwendet, der Bewegungsmöglichkeiten in einem sehr großen Radius hat. "So viel Bewegungsfreiheit brauchen wir für den Ladevorgang aber gar nicht", erklärt Helmut Brunner. Hier gäbe es demnach noch Potenzial für weniger Gewicht und weniger Kosten.
• Die funktionale Sicherheit: Die Partner sehen ihren Roboter in ausgewiesenen Bereichen in Parkhäusern und auf halböffentlichen Parkflächen, auf denen er nacheinander möglichst viele Fahrzeuge mit Energie versorgen kann. Da dies Bereiche sind, in denen Menschen unterwegs sind, spielen auch rechtliche und sicherheitsrelevante Fragen eine Rolle. Mehrere Sicherheitsmechanismen sind bereits im Laderoboter implementiert. Mit Laserscannern tastet er die Umgebung nach möglichen Hindernissen ab und erkennt, wenn ein Objekt zu nahe kommt. Dann bleibe die Plattform sofort stehen, versichert Arti Robots. 
• Die Kommunikation: Momentan wird dem Roboter noch durch den geöffneten Tankdeckel signalisiert, welches Fahrzeug er laden soll. Als Ziel visieren die Partner jedoch an, dass das Fahrzeug seinen Ladebedarf dem Roboter eigenständig meldet oder dass der Fahrer per App den Roboter aktiviert.​