TU Graz entwickelt mit Partnern mobilen Laderoboter

Die TU Graz hat zusammen mit den österreichischen Firmen Alveri und Arti Robots den Prototyp eines voll autonomen und mobilen Laderoboters entwickelt. Dieser findet selbstständig zum geparkten E-Auto, wo ein Roboterarm das Ladekabel zum Ladeport führt und dort andockt.

Nach dem Ladevorgang steckt sich der Roboter wieder ab und entfernt sich vom Fahrzeug. Den gesamten Vorgang demonstrieren die Initiatoren in einem Video – zu sehen in diesem Artikel weiter unten. Beim Prototypen-Status soll es derweil nicht bleiben: Das oberösterreichische Startup Alveri will Laderoboter für E-Autos künftig in Serie produzieren. Vor der Serienreife des Laderoboters stehen laut den Partnern aber noch einige Optimierungen aus.

Beim Laderoboter verschmelzen zwei Komponenten zu einer Einheit: eine mobile Plattform, die sich autonom im Raum bewegen kann und ein automatisierter Roboterarm, der das Ladekabel am Auto ansteckt. Für Ersteres ist Arti Robots Experte, die TU Graz hat zudem bereits mit Laderobotern Erfahrung, wenn auch bisher eher in stationärer Ausführung. Alveri, ein Startup für nachhaltige Mobilitätsdienstleistungen, agiert als Initiator und Finanzierer des Projekts – und will wie gesagt den Sprung in die Serienfertigung der Laderoboter wagen.

„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“, erläutert Bernhard Walzel vom Institut für Fahrzeugtechnik der TU Graz. Der Demonstrator orientiert sich selbstständig im Raum und bewegt sich mit bis zu 20 km/h auf das Fahrzeug zu. Der auf dem Torso montierte Roboterarm wickelt dann den Ladevorgang ab.

Anwendungsfälle für mobile Laderoboter sehen die Partner vor allem in Parkhäusern, auf Park&Ride-Plätzen oder größeren Geschäftsparkflächen. Von der Serienreife ist der Laderoboter aber noch ein Stück weit entfernt. Derzeit hängt er beispielsweise noch am Stromkabel. Da die Integration einer Antriebsbatterie laut den Projektpartnern aus Gewichts- und Kostengründen, aber vor allem auch aus ökologischer Sichtweise nicht sinnvoll ist, tüfteln sie an einer Stromversorgung über Bodenkontakte. Auch die Software für die Steuerung des Roboters muss noch integriert werden. Zurzeit läuft sie auf einem separaten PC.

Zudem agiert der Demonstrator noch mit einem herkömmlichen kollaborativen Industrieroboterarm, der „mehr kann als nötig“. Insofern sieht das Entwicklerteam bei einem rein für das Laden ausgelegten Roboterarm Einsparungspotenzial bei Gewicht und Kosten. Geklärt werden müssten auch noch rechtliche und sicherheitsrelevante Fragen, denn „der Roboter wird sich in einem Bereich bewegen, in dem Menschen unterwegs sind. Das Vertrauen in die Systemsicherheit ist daher Grundvoraussetzung“, heißt es in einer begleitenden Mitteilung.

Ein Thema sind auch die Schnittstellen. Bernhard Walzel: „Es hat sich in den vergangenen Jahren unglaublich viel bewegt in der Entwicklung von E-Fahrzeugen, der notwendigen Infrastruktur, Lademöglichkeiten und automatisierten Systemen. Wichtig wäre nun, dass die einzelnen Systeme auch miteinander kommunizieren. Momentan müssen wir dem Roboter noch durch den geöffneten ,Tankdeckel‘ signalisieren, welches Auto er laden soll. Das Ziel muss sein, dass das Fahrzeug seinen Ladebedarf eigenständig dem Roboter meldet. Oder dass die Fahrerin bzw. der Fahrer per App einen Roboter aktiviert. Da wird sich in naher Zukunft noch viel bewegen.“

Die Vision, dass die Ladestation zum Fahrzeug kommt, inspiriert derweil nicht nur die österreichischen Projektpartner. Auch Aiways, VW sowie deren amerikanische Tochter Electrify America, das Forschungsprojekt ChargePal oder auch Innogy arbeiten an ähnlichen Konzepten.