NRW-Wirtschaftsministerin Mona Neubaur traf bei ZERA in Königswinter-Oberpleis auf die Erfinder der neuen mobilen Prüfverfahren für Ladesäulen. Foto: H-BRS 

Patentlösung zur E-Mobilität:  NRW-Wirtschaftsministerin Mona Neubaur trifft auf ihrer Innovation Tour Erfinder von H-BRS und Unternehmen ZERA

Elektromobilität spielt bei der Reduktion umweltschädlicher Emissionen im Straßenverkehr eine zentrale Rolle. Essenziell hierfür ist die Ladeinfrastruktur. Die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) hat mit dem Unternehmen ZERA Verfahren entwickelt, die vor Ort die unkomplizierte und praxistaugliche Funktionsprüfung der Ladesäulen ermöglichen. Die Kooperation zeigt beispielhaft, wie aus einem Praxisproblem ein Patent mit großem Marktpotenzial entstehen kann. NRW-Wirtschafts- und Klimaschutzministerin Mona Neubaur hat sich auf ihrer Innovation Tour 2026 heute mit den Erfindern ausgetauscht.

Laut Bundesnetzagentur gibt es deutschlandweit knapp 200.000 öffentlich zugängliche E-Ladesäulen, jede vierte davon ist für das Schnellladen geeignet. Alle kommerziell genutzten Ladestationen darunter müssen nach acht Betriebsjahren neu geeicht werden, um sicherzustellen, dass sie korrekt funktionieren. Für die Funktionsprüfung hat die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg gemeinsam mit ZERA mehrere neue Verfahren entwickelt, die gegenüber den aktuellen Lösungen einige Vorteile haben: In der höchsten Integrationsstufe bieten sie die Möglichkeit, die komplette Ladekurve abzufahren und Energie zurück ins Stromnetz zu speisen. Durch den Einsatz von Leistungselektronik sind die neuen Lösungen zudem in einer kleinen Box transportabel. Weil diese „Patentlösung“ mit der Nummer DE 10 2023 211 443 darüber hinaus zeigt, wie die Zusammenarbeit einer Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) mit einem mittelständischen Unternehmen zügig zu einer Innovation für die nachhaltige Transformation führen kann, hat sich heute die nordrhein-westfälische Wirtschafts- und Klimaschutzministerin Mona Neubaur auf ihrer NRW Innovation Tour 2026 in Königswinter über das Projekt informiert.

„Zukunft entsteht dort, wo Menschen Ideen in die Tat umsetzen – und genau das erleben wir hier im Rheinland und im Bergischen Land. Starke mittelständische Unternehmen, innovative Start-ups und engagierte Hochschulen arbeiten hier eng zusammen und entwickeln Lösungen für die Herausforderungen unserer Zeit. Diese Innovationskraft vor Ort wollen wir stärken und weiter vernetzen – denn sie ist eine wichtige Grundlage für ein starkes und zukunftsfähiges Nordrhein-Westfalen“, sagt Mona Neubaur, Stellvertretende Ministerpräsidentin und Wirtschaftsministerin.

Das Projekt startete im Wortsinn mit einer Tasse Kaffee. Das Zentrum für Wissenschafts- und Technologietransfer (ZWT) der H-BRS stellte einen Kontakt zwischen Professor Marco Jung und dem Messtechnik-Spezialisten ZERA her. Man traf sich, tauschte sich aus, sprach über ein Problem, entwickelte gemeinsam eine Idee und erarbeitete eine Lösung. „Das Innovationsprojekt mit ZERA ist exemplarisch für unser Selbstverständnis als Hochschule für Angewandte Wissenschaften“, sagt der H-BRS-Vizepräsident Forschung und Transfer, Professor Johannes Steinhaus. „Wir verstehen uns als Innovationsmotor und Sparringspartner für die regionale Wirtschaft und wollen die Expertise aus unserer anwendungsorientierten Forschung für die industrielle Praxis nutzbar machen.“

Den Vorteil einer solchen Zusammenarbeit betont auch ZERA-Geschäftsführer Horst Wächter. „Innovation entsteht besonders dort, wo Menschen mit unterschiedlichen Perspektiven und Fachrichtungen zusammenkommen und gemeinsam an Lösungen arbeiten“, sagt er. „Die Zusammenarbeit mit der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg zeigt, wie aus diesem Austausch praxisnahe Innovationen entstehen können.“

Für Dr. Simon Roth, den Leiter des ZWT an der H-BRS, ist die Entwicklung dieser Kooperation ein Paradebeispiel. „Gelingender Transfer beginnt oft mit der Vernetzung von Fragestellung und Expertise. Wir bringen Forschende der Hochschule mit den Unternehmen der Region zusammen. Im besten Falle entstehen daraus wie in diesem Beispiel Innovationen zur Lösung von technischen Herausforderungen in der Praxis“, sagt er.

Die technische Herausforderung aus der Praxis ist in diesem Fall die Nacheichung von Ladesäulen für Elektrofahrzeuge vor Ort. Professor Marco Jung, der an der H-BRS eine Professur für Elektromobilität und elektrische Infrastruktur mit dem Schwerpunkt Leistungselektronik innehat, erläuterte der Ministerin das Projekt. An kommerziell genutzten Ladesäulen wird jede abgegebene Kilowattstunde Strom für die Abrechnung erfasst, das ist nicht anders als beim Stromzähler im heimischen Haushalt. Und dieser Zähler muss gemäß des Eichrechts regelmäßig kontrolliert werden. Bislang existiert keine wirklich geeignete Lösung auf dem Markt. Ideen reichen vom Anschluss eines Grills bis hin zur Verwendung einer großen Batterie, die per Lkw zu den Ladestationen transportiert werden muss. Die Prüfung der Ladekurve ist damit nicht nur sehr umständlich, sondern auch nur punktuell möglich. Die sogenannte geplante „Phantomprüfung“ lässt zwar eine Zählerprüfung im Feld zu, ermöglicht aber nicht die Funktionsüberprüfung der Ladesäule.

Bei den von H-BRS und ZERA neu entwickelten Verfahren ist das anders, denn es fließt Leistung. Dies ermöglicht eine echte Funktionsprüfung von Ladesäule und Zähler unter reproduzierbaren Bedingungen – und das mit einer kompakten, mobilen Einheit, die nur aus Elektronikkomponenten in der höchsten Integrationsstufe besteht. „Prinzipiell kann durch unsere Erfindung die komplette Ladekurve überprüft werden“, sagt Jung. Die dabei abgegebene Energie kann in einer Variante des Verfahrens über eine einstellbare Last in Wärme gewandelt und abgegeben oder in einer anderen Variante zurück ins Stromnetz gespeist werden. Das neue Verfahren haben H-BRS und ZERA mittlerweile patentiert. Stark unterstützt wurde dies durch den Verbund innovation2business.nrw. Diesen bilden 27 Hochschulen des Landes NRW mit dem Dienstleister PROvendis, um den Wissens- und Technologietransfer in Wirtschaft und Gesellschaft voranzubringen. Der Verbund wird durch das nordrhein-westfälische Wirtschaftsministerium gefördert.