Bidirektionales Laden könnte Elektroautos künftig zu mobilen Stromspeichern umfunktionieren. Denn mit der entsprechenden Technologie könnten sie Energie nicht nur aufnehmen, sondern bei Bedarf auch wieder ins Haus oder Stromnetz abgeben. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik hat nun ein kompaktes DC-Ladegerät vorgestellt, das bidirektionales Laden für 800-V-Elektrofahrzeuge ermöglichen soll.
In Deutschland sind derzeit mehr als zwei Millionen Elektroautos zugelassen, im Jahr 2030 könnte die Zahl Prognosen zufolge erstmals die Marke von zehn Millionen überschreiten. Mit dem wachsenden Bestand steigen jedoch gleichzeitig auch die Anforderungen an Ladeinfrastruktur sowie Stromnetze, aber auch eine möglichst effiziente Nutzung der Batterien.
Eine wichtige Rolle könnte dabei das bidirektionale Laden spielen. Dabei nehmen Elektroautos nicht nur Energie auf, sondern können diese später bei Bedarf auch wieder an Gebäude oder das Stromnetz abgeben.
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An einer technischen Lösung dafür arbeitet das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF. Die Forscher haben eine kompakte Leistungselektronik entwickelt, die bidirektionales einphasiges DC-Laden effizienter und für einen breiteren Einsatz nutzbar machen soll.
DC-Ladegerät könnte E-Autos zum Stromspeicher machen
Das Fraunhofer IAF hat zusammen mit dem Projektpartner Ambibox einen Demonstrator für ein bidirektionales 800-Volt-Ladegerät entwickelt. Das Gerät wurde auf der PCIM Expo & Conference 2026 in Nürnberg vorgestellt und soll das Laden von E-Autos effizienter, leistungsfähiger und günstiger machen.
Die Technologie ist im Rahmen des Projekts GaN4EmoBiL – kurz für „GaN-Leistungshalbleiter für Elektromobilität und Systemintegration durch bidirektionales Laden“ – entstanden. Das leistungselektronische Modul basiert auf Galliumnitrid und bildet ein bidirektionales Gleichstrom-Ladesystem.
Der vorgestellte Demonstrator kann mit Batteriespannungen von 150 V bis zu maximal 920 V arbeiten und liefert bis zu 3 kW Leistung. Damit werde eine „Lücke im Spannungsfeld zwischen Kosten, Flexibilität, Effizienz und Kompaktheit für bidirektionales Laden“ geschlossen, erklärt Jun.-Prof. Dr. Stefan Mönch, Koordinator des Projekts GaN4EmoBiL.
Alternative zu herkömmlichen On-Board-Chargern
Sogenannte On-Board-Charger sind aktuell in Elektroautos fest verbaut. Sie wandeln den Wechselstrom aus der Steckdose oder einer öffentlichen Ladestation in den Gleichstrom um, den die Batterie speichern kann.
Die Geräte ermöglichen zwar Ladeleistungen von elf oder 22 Kilowatt für schnelle Ladevorgänge, benötigen allerdings durch ihre Größe und ihr Gewicht viel Platz im Fahrzeug. Durch ihre technische Komplexität verursachen sie zusätzlich hohe Kosten.
Die Forscher des Fraunhofer IAF sehen in ihrem Off-Board-Charger eine deutlich günstigere und flexiblere Alternative. Trotz geringerer Ladegeschwindigkeit im Vergleich zu On-Board-Systemen biete er zahlreiche Vorteile.
Das mobile Gerät ist wesentlich kompakter und leichter und kann zusätzlich durch seinen CCS-Stecker (Combined Charging System) und Schutzkontaktstecker (Schuko) vielseitig genutzt werden. Mit einem Gesamtvolumen von 8,3 Litern und einem Gesamtgewicht von 5,7 Kilogramm ist er vergleichsweise klein und leicht.
Zusätzlich kann der Demonstrator für bidirektionales Laden genutzt werden. Somit könne das E-Auto nicht nur als Transportmittel, sondern auch als Energiespeicher fungieren. So nimmt das Fahrzeug bei einem Stromüberschuss im Netz Energie auf und gibt sie bei hoher Nachfrage wieder ab.
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