Elektromobilität in Österreich
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Elektromobilität in Österreich
eMove powered by MATERIALICA Connected Hybrid- & Elektro-Mobilität 2.14 Elektromobilität in Österreich BMW C evolution Bild: BMW Group Der lautlose Stadt-Flitzer Big Data für vernetzte Fahrzeuge | Elektro-Lastenräder im Güterverkehr Karossenstrukturen für Elektrofahrzeuge | Elektrotaxi für topische Megacities www.ecartec.de ■ 1 eCarTec Munich 2014 Weltweit größte Leitmesse für Elektro- & Hybrid-Mobiiltät www.ecartec.de 21. – 23. Oktober 2014, Messe München Sehr geehrte Damen und Herren, „Ja, hat denn der nen Rad ab seine Patente zu verschenken?“ So oder so ähnlich dürfte von vielen die Reaktion auf die Ankündigung von Elon Musk gewesen sein. Der Firmengründer und Chef von Tesla kündigte am 12. Juni 2014 in einem Blogbeitrag an, die Patente für seine Fahrzeug- und Ladesysteme freizugeben – er werde keine Patentrechtsklagen einreichen, wenn man seine Technologien „in guter Absicht nutzen möchte“. Normalerweise sind Patente so etwas wie eine Lizenz zum Geld drucken. Das Geschäftsmodell ganzer Firmen beruht darauf, Patente aufzukaufen und Firmen die möglicherweise diese Patente verletzen in Grund und Boden zu klagen. Aber was steckt dahinter? Auf den ersten Blick wirkt die Freigabe wie ein wirtschaftlicher Offenbarungseid. In Wirklichkeit ist es ein - mal wieder - genialer Schachzug von Musk. Denn die Elektroauto-Projekte der meisten Automobilkonzerne stecken noch in den Kinderschuhen – zu geringe Reichweite und vor allem zu kleine Stückzahlen, deshalb sehr teuer. Gerade einmal ein Prozent der weltweit verkauften Fahrzeuge sind reine Elektroautos. Der Markt muss also größer werden. Deshalb wird sich Musk die Frage gestellt haben: „Wie bringe ich den Verkauf meiner Autos voran und wie erschließe ich neue Märkte?“. Die Antwort: Durch Großzügigkeit! Durch große Stückzahlen an Elektroautos beschleunigt sich der Ausbau der Infrastruktur automatisch und die Kosten für die Akkus sinken drastisch. Dann wäre es für Musk nicht das Schlechteste, wenn sein Supercharger - quasi durch die Hintertür - zum Standard für andere Elektroautos wird, denn die meisten könnten mit leichten Modifikationen tatsächlich am Supercharger laden. So würde Tesla auch noch mehr Strom verkaufen. Einfach clever, dieser Elon. In diesem Sinne: Join the eMobility Revolution. Mit freundlichen Grüßen Marco Ebner Chefredakteur eMove Mit begleitendem eCarTec Kongress Connecting Mobility Markets! 2 ■ eMove www.ecartec.de ■ 3 Inhalt 40 Elektromobilität und Energiespeicherung Interview mit Christophe Gurtner, Geschäftsführer, FORSEE Power 42 Vernetztes Fahrzeug: Spielerei oder Wegbereiter für eineerfolgreichere E-Mobilität 48 Neue Systeme für Fahrerassistenz und Fahrzeugvernetzung 52 Big Data für vernetzte Fahrzeuge 54Autohäuser stehen (noch) auf der Bremse 56 E-Mobility Reloaded 60Zuverlässigkeit über die gesamte Lebensdauer 64Elektromobilität in Österreich aus der Sicht der elektrotechnischen Normung 68 eQuad vereinfacht Test von neuen Fahrzeug-Technologien Ausgabe 02-2014 70 Vorrang für die Elektromobilität in Österreich 72 Elektromobilität in Österreich für den automobilen Einsatz 03 Editorial 76 Günstiger Niedrigvolt-Hybrid 06 BMW C evolution - Der lautlose Stadtflitzer 77Elektromotorrad made in Austria 10 Politische Unterstützung für die eCarTec Munich 2014 14Ein intelligentes Elektrotaxi für topische Megacities MATERIALICA - Lightweight Design for New Mobility 22 Elektritscher Lieferverkehr 78 Neue Zink-Magnesium-Beschichtung 26Schnellladesäulen entlang der A9 München - Leipzig 80 Karossenstrukturen für Elektrofahrzeuge 28Elektro-Lastenräder im städtischen Güterverkehr 82Superklebende Forschzungen 32 Radurlaub auf dem eBike: e wie entspannt 84Guide der Elektromobilität 36 „Eine Frage der Auslegung“ Interview mit Mathias Wechlin, Global Product Manager, IPT Technology 38Innerbetriebliches e-Carsharing im Tandem 06 14 4 ■ eMove 86Impressum 18 | 19 | 20 | 21 | 23 | 24 | 25 | 59 | 63 | 66 | 67 | 81 | 83 | News & Innovationen 28 42 64 77 www.ecartec.de ■ 5 BMW C evolution Der lautlose Stadtflitzer Der Energiespeicher Die Architektur der Batterie umfasst drei Speichermodule zu je zwölf Zellen mit einer Kapazität von 60 Ah und einer Nennspannung von 3,7 Volt. Bei den Zellen handelt es sich um Lithium-Ionen-Elemente prismatischer Bauart. Diese Zellen sind in 3 Packs zu je 12 Zellen in Reihe geschaltet, womit sich eine Spannungslage von 133 V ergibt. Dieses technische Konzept ermöglicht eine Batteriekapazität von 8 kWh. Die Reichweite beträgt mit diesen 8 kWh 100 km. Bei entsprechender Fahrweise und hoher Rekuperation lässt sich diese aber auch erhöhen. Vier unterschiedliche Fahrmodi stehen dem Fahrer hierfür zur Verfügung: Road, Eco-Pro, Sail und Dynamic. Dadurch kann der Fahrer die gewünschte Mischung aus Fahrdynamik und Effizienz selbst bestimmen. Im Energiespeicher befindet sich auch das Batteriemanagementsystem. Dieses überwacht jede einzelne Zellspannung und die Zelltemperaturen. Der entnehmbare Strom, der abhängig von der Temperatur und dem Ladezustand der Zelle ist wird kontrolliert und mit der Leistungselektronik des EAntriebes abgestimmt. Innovative Luftkühlung der Hochvolt-Batterie Der hohe technische Anspruch betraf insbesondere auch die Kühlung der Hochvoltbatterie. Hier galt es auf der einen Seite, zu tiefe Temperaturen, einen dadurch ansteigenden Innenwiderstand der Zellen und damit eine Leistungsabnahme zu verhindern. Im Sinne einer höchstmöglichen Lebensdauer der Zellen mussten auf der anderen Seite zu hohe Temperaturen unterbunden werden. Entgegen den bei elektrisch angetriebenen PKW eingesetzten Speicher-Kühlsystemen mit Kältemittel, kommt beim C evolution aufgrund der günstigeren Platz- und Gewichtsbilanz eine Luftkühlung zum Einsatz. Die Abfuhr der Wärme des Hochvoltspeichers erfolgt dabei vom Fahrtwind über einen in der Mitte des Batteriegehäuses platzierten, in Fahrtrichtung angeordneten Kühlluftschacht. Für eine möglichst effiziente Kühlung wurde der Boden des Speichergehäuses zudem mit in Fahrtrichtung angeordneten Kühlrippen versehen. Der E-Motor und Leistungselektronik Bei dem E-Antrieb handelt es sich um einen permanenterregten Synchronmotor. Die maximale Drehzahl beträgt 9200 U/min. Mit einer Nennleistung von 11 kW (15 PS) und einer Maximalleistung von 35 kW (47,5 PS) ist der C evolution kräftig motorisiert. Das maximale Drehmoment beträgt 72 Nm und steht über den Drehzahlbereich bis circa 4 500/min zur Verfügung. Mit dieser drehmomentstarken Motorisierung erzielt der C evolu- Querschnittmodell der BMW C evolution. Mit dem neuen C evolution schlägt BMW Motorrad ein neues Kapitel im Bereich „Urban Mobility“ auf. Der BMW MaxiScooter ist derzeit der erste und einzige E-Scooter im Premium Segment. Der mit einem Elektroantrieb ausgestattete C evolution, verbindet Fahrspaß und Dynamik mit den Vorteilen eines Zero-Emission-Fahrzeugs zu einem neuartigen Fahrerlebnis. Der Elektro-Maxi-Scooter zeigt, dass E-Mobilität Spaß machen kann. Beindruckender Spurt: Der BMW C evolution braucht von 0 auf 100 km/h nur 6,2 Sekunden. D er Antrieb des C evolution erfolgt in Form einer Triebsatzschwinge mit flüssigkeitsgekühltem Permanent-Synchronmotor über Zahnriemen und ein Hohlradgetriebe. Die Nennleistung beträgt 11 kW (15 PS), die Spitzenleistung 35 kW (47,5 PS). Damit erreicht der C evolution eine Höchstgeschwindigkeit von 120 km/h (elektronisch abgeregelt). Die üppig bemessene Kapazität der luftgekühlten Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie von 6 ■ eMove 8 kWh ermöglicht eine Reichweite von bis zu 100 Kilometern, bevor die Aufladung am Haushaltsstromnetz erfolgen muss. Die Ladezeit bei vollständig entleerter Batterie an einer haushaltsüblichen 220 V Steckdose mit einem Ladestrom von 12 A circa 4 Stunden (bei 220V / 16 A = 3h). Als Energiespeicher kommen die gleichen Lithium-Ionen-Speichermodule wie im BMW i3 zum Einsatz. In puncto Qualität und Lebensdauer erfüllen sie höchste Ansprüche. www.ecartec.de ■ 7 bestmögliche Feder-/Dämpferabstimmung sowie ein sensibles Ansprechverhalten realisiert werden. Die E-Maschine und deren Leistungselektronik sind flüssigkeitsgekühlt. Der Kühler befindet sich vorne rechts im Verkleidungsbug. Die Zirkulation des Kühlmittels übernimmt eine elektrische Flüssigkeitspumpe. BMW C evolution auf dem Rollenprüfstand im Werk Berlin. tion eine Beschleunigung von 0 bis 50 km/h in nur 2,7 s und 100 km/h in 6,2 sec. Die Höchstgeschwindigkeit wird bei 120 km/h elektronisch abgeregelt. Die für den Elektroantrieb erforderliche Antriebselektronik ist hinter dem Speichergehäuse technische daten installiert und sorgt für die Ansteuerung der E-Maschine im Motor Spannungsbereich von 100 bis Permanenterregter 150 Volt. Die Nennspannung Synchronmotor mit beträgt 133 Volt. Die AntriebOberflächenmagneten selektronik verarbeitet auch Fahrerwünsche, wie etwa die Höchstgeschwindigkeit Gasgriffstellung, Informatio120 km/h nen von der Bremsanlage und steuert den RekuperationsSpurt 0-100 km/h prozess. Sie entscheidet, ob 6,2 Sekunden und wie viel Rekuperations moment abhängig von FahReichweite rerwunsch und Fahrmodus am ca. 100 km Hinterrad aufgebracht wird. Batterie Der Antrieb des C evolution ist Luftgekühlte Lithium- als kompakte Einheit in Form Ionen Hochvoltbatterie einer Triebsatzschwinge ausmit Zusatzlüfter gelegt, bei der die hinter dem Batteriegehäuse positionierte Ladedauer 220V / 12 A E-Maschine, ein permanenca. 4 Stunden für 100% terregter Synchronmotor, als integrierter Teil der Schwinge Rekuperation fungiert. Aufgrund der räumAutomatische Rekuperalich nahen Anordnung von tion im Schubbetrieb und Schwingenachse und Ausbeim Bremsen, simuliertes gangswelle der E-Maschine Schleppmoment, konnte das Trägheitsmoment Reichweitenerhöhung um den Schwingendrehpunkt ca. 10 - 20% möglich gering gehalten und so eine 8 ■ eMove Ein besonderes Komfortmerkmal des C evolution stellt die Rückfahrhilfe dar. Die Aktivierung erfolgt von der linken Lenkerarmatur aus, und der Fahrer bekommt dies durch einen leichten Ruck signalisiert. Bei gedrücktem Aktivierungstaster kann der C evolution mit höchstens Schrittgeschwindigkeit rückwärtsfahren und so das Rangieren erleichtern. Onboard-Charger und DC/DC-Wandler Innerhalb des Energiespeichergehäuses ist auch der Onboard-Charger und DC/DC-Wandler untergebracht. Der Charger kann maximal 3,3 kW Ladeleistung abgeben. Dazu ist eine geeignete Steckdose mit dem entsprechenden Ladekabel notwendig. An einer Haushaltssteckdose mit dem Standardladekabel werden maximal 12 A entnommen, womit sich eine Ladezeit von circa 4 Std. ergibt. 80% werden bereits nach 2,45 h erreicht. Der DC/DC-Wandler ist im Onboard-Charger integriert und liefert für das 12 V-Bordnetz, 400 W Leistung. Damit werden alle anderen Steuergeräte und elektrischen Verbraucher versorgt. Eine 12 Volt-Batterie sorgt für die nötige Redundanz und Pufferung bei einem Ausfall. Sicherheit Bei der Entwicklung des C evolution konnte BMW Motorrad als Teil der BMW Group Synergieeffekte zu BMW Automobile nutzen. Neben der Verwendung der Speichermodule sowie elektronischer Komponenten, wie sie auch im BMW i3 zum Einsatz kommen, betraf dies insbesondere auch die elektrotechnische Sicherheit nach PKWStandards. Als erstes Zweirad mit Elektroantrieb erfüllt der C evolution die von den führenden Automobilherstellern ratifizierten Standards gemäß ISO 26262 für die Funktionssicherheit und ECE-R100 für die Hochvoltsicherheit. ■ Leading Semiconductor Innovations for Efficient and Powerful Electromobility With over 40 years’ experience as innovation and market leader in automotive and high-power electronics, we are ideally placed to help our customers meet the challenges of tomorrow’s mobility concepts. We bundle and successfully channel our broadline expertise into the evolution of semiconductor components for (hybrid) electric vehicles. Our new AURIX™ microcontroller family is the perfect fit for electric vehicles. Up to three independent CPU cores offer sufficient performance for complex motor control algorithms. Its rich safety and security features support certification up to ASIL D, and modern battery management, including billing processing. Advanced energy efficiency mechanisms ensure battery health, maintaining a balanced battery charging status even during long parking periods, for instance. Our HybridPACK™ 2 solution is an automotive-qualified power module for hybrid and electric vehicle applications designed for power ranges up to 100kW. Supporting junction temperatures of up to 150°C, this module accommodates a 3-phase six-pack configuration of trench field stop IGBT3 and matching emitter-controlled diodes. Maximum chip ratings are 800A/650V. Our next-generation EiceDRIVER™ family builds on our Coreless Transformer Technologies (CLT). EiceDRIVER™ SIL comes with a rich safety feature set. Using a thermally optimized exposed pad package, EiceDRIVER™ Boost can drive and sink peak currents of up to 15A. Implemented as a chipset, the two devices are ideal for most inverter systems in automotive applications where space savings, cost efficiency and ASIL C/D certification are priorities. www.infineon.com/electromobility www.ecartec.de ■ 9 Politische Unterstützung für die eCarTec Munich 2014 Aigner, Dobrindt, Gabriel, Hendricks und Wanka unterstützen die internationale Leitmesse für Elektro- & Hybrid-Mobilität in München mit ihrer Schirmherrschaft. Die eCarTec Munich 2014 findet vom 21. - 23. Oktober 2014 auf dem Gelände der Messe München statt. 10 ■ eMove A uch in diesem Jahr erhält die eCarTec Munich 2014 als internationale Leitmesse für Elektro- & Hybrid-Mobilität sowohl auf landes-, als auch auf bundespolitischer Ebene prominente Unterstützung. So haben neben Staatsministerin Ilse Aigner (Bayerische Staatsministerin für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie) – die die Schirmherr- schaft für den eCarTec Award als Bayerischen Staatspreis für Elektro- & Hybrid-Mobilität übernommen hat – auch Bundesminsterin Prof. Dr. Johanna Wanka (Bundesministerin für Bildung und Forschung), Bundesminister Sigmar Gabriel (Bundesminister für Wirtschaft und Energie), Bundesministerin Dr. Barbara Hendricks (Bundesministerin für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit) sowie Bundesminister Alexander Dobrindt (Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur), die Schirmherrschaft für die Elektromobilitätsmesse eCarTec Munich 2014 zugesagt. eCarTec Munich zeigt, wie dynamisch sich Elektromobilität in Deutschland entwickelt „Der Erfolg der eCarTec zeigt, wie dynamisch sich die Elektromobilität als umweltfreundliche Mobilitätstechnologie in Deutschland entwickelt. Die Messe trägt dazu bei, die industriepolitischen Herausforderungen dieser innovativen Technologie besser meistern zu können. Denn Elektromobilität ist eine große Chance für die Industrie in Deutschland. Mit ihr entstehen neue Wertschöpfungsketten, die neben der Automobilwirtschaft unter anderem auch die Energiewirtschaft und Informations- und Kommunikationstechnologien umfassen“, erläutert Wirtschaftsminister Sigmar Gabriel sein Engagement für die eCarTec Munich 2014. Und auch Verkehrsminister Alexander Dobrindt würdigt die Schlüsselrolle der Fachmesse eCarTec Munich beim Ausbau der Elektro- und Hybrid-Mobilität im In- und Ausland: „Messen wie die eCarTec leisten einen wichtigen Beitrag für die Akzeptanz der Elektromobilität. Mit unserem Elektromobilitätsgesetz schaffen wir einen attraktiven Rahmen, um der Elektromobilität einen kräftigen Schub zu geben. Wir wollen die Elektromobilität mit Privilegien ausstatten, damit sie für die Autofahrer im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen einen zusätzlichen Vorteil bieten – z.B. das Benutzen von Sonderspuren, eigene Parkplätze oder eigene Kennzeichen. Keine Kaufprämien, aber Maßnahmen, die die Akzeptanz für E-Fahrzeuge erhöhen.“ Bildungsministerin Prof. Dr. Johanna Wanka hebt vor allem die Bedeutung der eCarTec Munich im Bereich der Forschung hervor: «Für die Elektromobilität müssen wir das Auto neu denken. Der Schlüssel ist Forschung, vor allem für neue, leistungsfähigere Batteriegenerationen, deutlich effizientere Antriebe sowie Aus- und Weiterbildung von Ingenieuren und Fachkräften. Die Messe eCarTec und der dazugehörige Kongress bieten ein gutes Forum, um die noch anstehenden Aufgaben gemeinsam zu diskutieren und neue Lösungswege zu entdecken.“ Politisches Engagement bereichert Rahmenprogramm der eCarTec Munich 2014 Das Engagement der Landes- und Bundesregierung spiegelt sich auch im Rahmenprogramm der eCarTec Munich 2014 wider: So eröffnet Katherina Reiche, Parla- Sigmar Gabriel Bundesminister für Wirtschaft und Energie „Der Erfolg der eCarTec zeigt, wie dynamisch sich die Elektromobilität als umweltfreundliche Mobilitätstechnologie in Deutschland entwickelt. Die Messe trägt dazu bei, die industriepolitischen Herausforderungen dieser innovativen Technologie besser meistern zu können. Denn Elektromobilität ist eine große Chance für die Industrie in Deutschland. Mit ihr entstehen neue Wertschöpfungsketten, die neben der Automobilwirtschaft unter anderem auch die Energiewirtschaft und Informations- und Kommunikationstechnologien umfassen.“ Alexander Dobrindt Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur „Messen wie die eCarTec leisten einen wichtigen Beitrag für die Akzeptanz der Elektromobilität. Mit unserem Elektromobilitätsgesetz schaffen wir einen attraktiven Rahmen, um der Elektromobilität einen kräftigen Schub zu geben. Wir wollen die Elektromobilität mit Privilegien ausstatten, damit sie für die Autofahrer im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen einen zusätzlichen Vorteil bieten – z.B. das Benutzen von Sonderspuren, eigene Parkplätze oder eigene Kennzeichen. Keine Kaufprämien, aber Maßnahmen, die die Akzeptanz für E-Fahrzeuge erhöhen.“ www.ecartec.de ■ 11 6. Internationaler Kongress für Elektro- & Hybrid-Mobilität mentarische Staatssekretärin des Bundesministers für Verkehr und digitale Infrastruktur am 21. Oktober 2014 den eCarTec Kongress 2014. Ebenso hat Staatsministerin Ilse Aigner ihre Teilnahme an der Verleihung des eCarTec Awards als Bayerischer Staatspreis für Elektro- & HybridMobilität angekündigt. Der 1,5-tägige Kongress beschäftigt sich mit den Themenschwerpunkten „Von der Elektromobilität zum vernetzten Fahren“, „Antrieb“, „Erfahrungsberichte und Mobilitätslösungen“, „Infrastruktur und Ladetechnik“ sowie „Sicherheit und Batterie“. Zu den Referenten zählen unter anderem Fachexperten von Frost & Sullivan, Audi, BMW, SGS, TÜV, ABB und Bayern Innovativ. Messebegleitende Kongresse zur eCarTec Munich und MATERIALICA 2014: Expertenaustausch auf höchstem Niveau Als messebegleitendes Rahmenprogramm hat sich die eCarTec- und MATERIALICA-Kongressreihe zu einer zentralen Plattform für den internationalen Austausch und Wissenstransfer in den Bereichen Elektro- und Hybrid-Mobilität, intelligente Leichtbaumaterialien und Composites sowie leistungsfähige Batterietechnologien entwickelt. Zahlreiche hochrangige Experten aus Wirtschaft und Forschung werden auch in diesem Prof. Dr. Jahr wieder im Rahmen Johanna Wanka der eCarTec Munich und Bundesministerin MATERIALICA auf insgefür Bildung und samt 4 Fachkongressen Forschung über neueste Trends und innovative Technologi„Für die Elektro- en in den Themenfeldern mobilität müssen wir Elektromobilität, Fahrraddas Auto neu denken. und E-Bike-Entwicklung, Der Schlüssel ist Lightweight in AutomotiForschung, vor allem ve und Aerospace sowie für neue, leistungsfämobile und stationäre higere BatteriegeneraSpeichersysteme berichtionen, deutlich effiziten. Alle Kongresse finden entere Antriebe sowie zwischen dem 21. und Aus- und Weiterbil23. Oktober 2014 auf dem dung von Ingenieuren Gelände der Messe Münund Fachkräften. Die chen statt. Messe eCarTec und der dazugehörige Kongress bieten ein gutes Forum, um die noch anstehenden Aufgaben gemeinsam zu diskutieren und neue Lösungswege zu entdecken.“ 12 ■ eMove Ilse Aigner Bayerische Staatsministerin für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie „Elektromobilität ist weiterhin ein Megathema unserer Zeit. Ressourcenverknappung, Klimaerwärmung und die fortschreitende Motorisierung stellen die Fahrzeughersteller, aber auch Energieerzeuger, IT-Dienstleister, Netzbetreiber und andere Branchen vor neue Herausforderungen. Mit unserer Strategie im Bereich Elektromobilität möchten wir die Vorreiterrolle des Wirtschafts- und Technologiestandortes Bayern weiter ausbauen und das Thema Elektromobilität als zukunftsweisende und umweltfreundliche Technologie mitgestalten. Aus diesem Grund ist es uns auch ein besonderes Anliegen, den eCarTec Award zu unterstützen und als Bayerischen Staatspreis für Elektromobilität auszuloben.“ robert metzger Geschäftsführer MunichExpo V eranstaltungs GmbH „Wir freuen uns sehr, dass wir mit Frau Dr. Barbara Hendricks ein weiteres Mitglied der Bundesregierung als Schirmherrin gewinnen konnten. Das Engagement der Bundesministerien zeigt uns, dass das Thema Elektromobilität mehr denn je von zentraler Bedeutung für die Bundesregierung ist. So werden Fahrern von E-Autos ab 2015 weitere Privilegien erhalten – spezielle Kennzeichen sollen es den Städten ermöglichen Elektroautos freie Fahrt auf Busspuren oder Sonderparkplätze zu gewähren. Ermöglicht werden sollen auch vereinfachte Abschreibungsregeln für Unternehmensfuhrparks und deutlich mehr Ladestationen entlang von Autobahnen.“ 5. Internationaler Fahrradentwickler Kongress – Entwicklungsziele transparent gemacht Als begleitender Kongress der Fahrrad-Messe ISPO BIKE ist der Fahrradentwickler-Kongress „Entwicklungsziele transparent gemacht“ in den vergangenen Jahren zu einem wichtigen Branchentreff der internationalen Fahrrad-Szene geworden. In diesem Jahr findet der etablierte Kongress erstmals parallel zur eCarTec Munich und MATERIALICA statt und bietet somit eine optimale Vertiefung zum diesjährigen Messehighlight eBikeTec. Anerkannte Experten, Branchenkenner, Hersteller und Entwickler geben einen Überblick über den aktuellen Stand verbaubarer Materialen und Werkstoffe sowie Herstellungsverfahren einzelner Komponenten und diskutieren unter den vier Themenschwer- punkten „eBike“, „Ergonomie und Komfort“, „Engineering“ und „Betriebsfestigkeit“ über die kommenden Trends der Zukunft. 10. Internationaler MATERIALICA Kongress – Lightweight Design for new mobility Mit seinen ausgewählten Expertenvorträgen fokussiert der messebegleitende MATERIALICA Kongress wegweisende Lösungen und aktuelle Entwicklungen im Bereich moderner Werkstoffe für die Industriebranchen Automotive und Aerospace. Dabei reicht das Spektrum der Beiträge von generellen Global Trends über die neuesten Entwicklungen im Bereich der Herstellung von Verbundwerkstoffen bis hin zu neuartigen Fahrzeugkonzepten. Global Battery Tutorials Katherina Reiche (Parlamentarische Staatssekretärin des Bundesministers für Verkehr und digital Infrastruktur eröffnet der eCarTec Kongress sowie die Messe. Staatsministerin Ilse Aigner hat ihre Teilnahme an der Verleihung des eCarTec Awards (Bayerischer Staatspreis für Elektro- & Hybrid-Mobilität) angekündigt. In Kooperation mit Shmuel De (Leon Energy) Ltd. finden am ersten Messetag zwei Tutorials zum Thema Batterie statt. Das Programm der beiden Tutorials „EV Energy Storage“ und „Global Battery“ befasst sich mit derzeitigen und künftigen Anforderungen an mobile und stationäre Speichersysteme und zeigt die neuesten Entwicklung im Batterie- Bereich. ■ www.ecartec.de ■ 13 Ein intelligentes Elektrotaxi für tropische Megacities N ach einer Schätzung der Vereinten Nationen werden bis zum Jahr 2030 zwei Drittel der Weltbevölkerung in Städten leben. Besonders in Afrika und Asien treibt die Suche nach Arbeit immer mehr Menschen in die Ballungsgebiete. Die Infrastruktur der Städte muss an die wachsende Anzahl der Bewohner angepasst werden. Das gilt auch für das Straßennetz und das Transportsystem. Der dichte Verkehr bringt einige Probleme mit sich. So sorgen etwa die Abgase der Autos auf den überfüllten Straßen für eine hohe Luftverschmutzung in den Megacitys. Eine weitere große Belastung für die Einwohner ist der Verkehrslärm. Forscher vom Projekt TUM CREATE, das in Singapur angesiedelt ist, haben nun ein Elektrotaxi entwickelt, das speziell auf die Anforderungen von tropischen Megacitys zugeschnitten ist. TUM CREATE ist ein gemeinsames Forschungsprojekt der Technischen Universität München und der Nanyang Technological University (NTU), das von der National Research Foundation in Singapur gefördert wird. Es ist Teil des „Campus for Research Excellence And Technological Enterprise“ (CREATE) Programms. Elektromotoren gegen Smog und Lärm Fahrzeuge, die durch einen Elektromotor angetrieben werden, könnten viele Probleme der Verkehrsinfrastruktur in Megacitys lösen. Elektroautos stoßen keine Abgase aus, reduzieren also die lokale Luftverschmutzung und sind außerdem sehr leise. TUM CREATE startete das Projekt EVA im Herbst 2011 und hatte sich zum Ziel gesetzt, ein Elektrotaxi speziell für den Einsatz in Singapur zu Der Akku besitzt eine Kapazität von 50 Kilowattstunden, von denen bei der Schnellladung 35 Kilowattstunden genutzt werden. Die Batterie ist so konzipiert, dass sie innerhalb von 15 Minuten zu 70% aufgeladen werden kann. Bild: TUM Create 14 ■ eMove entwickeln. Nach nur zwei Jahren konnte das Team den Prototypen auf der 43. Tokio Motor Show im Jahr 2013 präsentieren. Insgesamt waren 30 wissenschaftliche Mitarbeiter und Experten - vor allem Ingenieure und Designer - aus verschiedenen Fachbereichen am EVA-Projekt beteiligt. Sie wurden von rund 40 Studenten unterstützt, die zwischen drei und neun Monate an der Entwicklung des Elektrotaxis mitarbeiteten. Kleiner Anteil, groSSe Strecken Singapur ist ein Stadtstaat in Südostasien. Etwa 5,3 Millionen Menschen leben dort auf 712,4 Quadratkilometern. Ungefähr 74% der Bevölkerung sind Chinesen, die restlichen Einwohner stammen überwiegend aus Malaysia und Indien. Dazu kommen noch rund eine Million Gastarbeiter, die in Singapur leben. Ein eigenes Auto ist in Singapur mit hohen Kosten verbunden. Daher nutzen die meisten Menschen das gut ausgebaute öffentliche Verkehrsnetz, um von einem Ort zum anderen zu kommen. Die etwa 27.700 Taxis füllen die Lücken im Verkehrssystem und fahren meist kürzere Strecken. Zwar machen die Taxis nur weniger als drei Prozent aller Fahrzeuge in Singapur aus, jedoch legen sie 15% aller gefahrenen Strecken zurück. Viele Taxis sind 24 Stunden am Tag im Einsatz und fahren in dieser Zeit im Durchschnitt 520 Kilometer. Werbung für Elektroautos Ein weiterer wichtiger Grund, weshalb sich die TUM CREATE-Forscher für die Entwicklung eines elektrischen Taxis entschieden, ist dessen Vorbildfunktion. Taxis sind überall auf den Straßen sichtbar und werden von vielen Menschen genutzt. So kann die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen in der Bevölkerung gesteigert werden. Nach dem bisherigen Stand der Technik eigneten sich Elektroautos allerdings nur bedingt für den Einsatz als Taxi. Sie besitzen meist eine geringe Reichweite und die Ladezeit der Batterien beträgt bis zu acht Stunden. Für die Taxiunternehmen, deren Fahrzeuge teilweise 24 Stunden lang im Dau- www.ecartec.de ■ 15 ummantelt. Dieses verhält sich wie Wachs: Steigt die Temperatur, wird es flüssig und nimmt dabei die überschüssige Energie auf. Aus Sicherheitsgründen wird ein Batteriemanagementsystem (BMS) der Firma Sensor-Technik Wiedemann (STW) eingesetzt. Bei der Anpassung des Systems an EVA war Sensor-Technik Wiedemann ebenfalls maßgeblich beteiligt. Das BMS misst ständig die Spannung und Temperatur der Lithium-Polymer-Zellen und überwacht zusätzlich den Batteriestrom und den Isolationswiderstand. Anhand der Messdaten errechnet es exakt den momentanen Ladezustand und die aktuelle Leistungsfähigkeit der Batterie. Von 0 auf 100 in zehn Sekunden Die Auslässe der Klimaanlage befinden sich über dem Kopf der Fahrinsassen. Zusätzlich gibt es in den Rückenlehnen und den Sitzflächen kleine Ventilatoren, die warme Luft vom Oberkörper wegsaugen. Bild: TUM Create ereinsatz sind, würde sich ein solches Auto nicht rentieren. Auch das Klima in Singapur stellte für das TUM CREATE-Team eine Herausforderung dar. Bei 23 bis 33 Grad Celsius herrscht dort eine Luftfeuchtigkeit von über 80%. Eine Klimaanlage im Auto ist daher unverzichtbar. Diese verbraucht aber wiederum sehr viel Energie. Innovatives Kühlsystem ermöglicht schnelle Ladung der Batterien Für EVA entwickelten die Forscher ein Schnellladesystem. Der Akku besitzt eine Kapazität von 50 Kilowattstunden, von denen bei der Schnellladung 35 Kilowattstunden genutzt werden. Die Batterie ist so konzipiert, dass sie innerhalb von 15 Minuten zu 70 Prozent aufgeladen werden kann. Damit verfügt der Motor über genug Energie, um eine Distanz von mindestens 200 Kilometern zurückzulegen. Der Fahrer kann den Akku also bequem während einer kurzen Pause laden und muss seine Fahrgäste nicht warten lassen. Bei der Ladung werden eine Spannung von bis zu 450 Volt und ein Strom von bis zu 360 Ampere angelegt, was in der Batterie Wärme erzeugt. Um zu verhindern, dass sich dies auf die Lebensdauer des Lithium-Polymer-Akkus auswirkt, haben die Forscher ein Kühlungssystem entwickelt, das drei Ansätze enthält. Und zwar halten sowohl eine aktive Wasserkühlung sowie ein Klimakompressor die Temperatur in den 216 Pouch-Bag-Zellen niedrig. Außerdem sind die Zellen auch mit einem Phasenwechselmaterial 16 ■ eMove Ein Elektromotor treibt die Vorderräder von EVA an. Die Leistung des Motors hat das TUM CREATE-Team auf 60 Kilowatt beschränkt, da EVA fast ausschließlich im Stadtverkehr eingesetzt wird. In Singapur herrscht eine Geschwindigkeitsbegrenzung von 90 Stundenkilometern. EVA erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 111 Stundenkilometern, um dem Fahrer etwa bei Überholmanövern etwas Spielraum zu geben. Das Taxi hat ein Drehmoment von 223 Newtonmetern und kann in zehn Sekunden auf 100 Stundenkilometer beschleunigen. Schick und energieeffizient Beim Design waren dem Team vor allem zwei Dinge wichtig: ein hoher Komfort sowie Energieeffizienz. EVA ist als Kompaktwagen mit Steilheck konzipiert. Das Auto ist 4,32 Meter lang, es misst vom Boden bis zum Dach 1,68 Meter und ist 1,79 Meter breit (ohne Seitenspiegel). Um Gewicht zu sparen, besteht die Fahrgastzelle fast ausschließlich aus karbonfaserverstärktem Kunststoff. Die Motorhaube ist aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt, damit hier Funksignale durchdringen können. Insgesamt wiegt das Auto 1,5 Tonnen, die Batterie alleine hat ein Gewicht von 500 Kilogramm. Durch den Einsatz von karbonfaserverstärktem Kunststoff konnte das Gewicht um ein Drittel reduziert werden. WeiSS und kinderfreundlich Damit verhindert wird, dass die hohe Sonneneinstrahlung den Innenraum aufheizt, sind die Fenster klein gehalten und dunkel getönt. Der Anstellwinkel der Fenster ist außerdem sehr steil, um der Sonne wenig Angriffsfläche zu bieten. Das TUM CREATE-Team wählte Weiß als Farbe für EVA. Um für Eltern einen optimalen Service zu bieten, ist in den Beifahrersitz von EVA ein BabySitz für Kinder im Alter von 9 Monaten bis 3 Jahren integriert. Dieser wird so positioniert, dass er gegen die Fahrtrichtung zeigt, damit die Eltern ihrem Baby gegenübersitzen. Auf der Rückbank befindet sich außerdem ein sogenannter ChildBooster: eine Plattform, die ausgeklappt werden kann und Kindern von 3 bis 12 Jahren eine erhöhte Sitzposition bietet, um den Gurt sicher anlegen zu können. Eigene Klimazonen für jeden Fahrgast Natürlich wäre ein Taxi ohne Klimaanlage in Singapur nicht denkbar. Um Energie zu sparen, haben die Forscher für EVA eine sogenannte Zonenklimaanlage entwickelt. Das bedeutet, jeder Sitz im Auto hat seine eigene Zone, in der die Kühlung regelbar ist. Die Auslässe der Klimaanlage befinden sich in der Decke und damit über dem Kopf der Fahrinsassen. Sie kühlt Kopf und Oberkörper. Der Bordcomputer erkennt, wie viele Passagiere sich im Auto befinden und weiß, welche Zonen gekühlt werden müssen. Zusätzlich zu der Klimaanlage in der Decke gibt es in den Rückenlehnen und den Sitzflächen kleine Ventilatoren, die warme Luft vom Oberkörper wegsaugen. Der Kofferraum wird nicht gekühlt. Um einen Energieverlust zu vermeiden, wurde daher das Gepäckfach vollständig vom Rest des Innenraums isoliert. Smartphone als Fernbedienung EVA ist aber nicht nur innovativ was das Energiesystem betrifft, sondern hat außerdem ein Infotainment-Angebot für die Fahrgäste. Infotainment ist aus den Begriffen Information und Entertainment zusammengesetzt. Das System bietet dem Fahrer und den Passagieren die Möglichkeit, bestimmte Funktionen im Auto zu kontrollieren. Mit seinem Smartphone klinkt der Fahrer sich in das Taxinetzwerk ein, wenn er einsteigt. So kann er beispielsweise das Fahrzeug auf- und abschließen. Aber auch der Kunde selbst hat die Möglichkeit durch eine auf seinem privaten Handy installierte App bestimmte Ein- stellungen vorzunehmen. Er kann zum Beispiel die Klimaanlage in seinem Bereich steuern. Außerdem ist es möglich, sich die aktuelle Fahrtroute auf einer Karte anzeigen zu lassen oder Musik und Internetradio zu hören. Die Musik ist ebenfalls individuell für eine Sitz-Zone einstellbar. Auch die Buchung und die Zahlung können per Smartphone stattfinden. Zellüberwachungseinheit (CSC) für 12 Lithium-Ionen Zellen. Bild: STW Noch nicht serienreif EVA existiert bisher nur als Prototyp. Für eine serienmäßige Produktion des Elektrotaxis müssten noch einige Anpassungen vorgenommen werden, um die Herstellbarkeit zu gewährleisten. TUM CREATE ist auf der Suche nach Partnern aus der Autoindustrie, um dieses Projekt gemeinsam umsetzen zu können. Auch müsste gesichert sein, dass genügend Ladestationen in der Stadt verteilt sind, damit die Fahrer das Auto regelmäßig aufladen zu können. Die Forscher sind daher momentan auf der Suche nach idealen Standorten für die Elektro-„Zapfsäulen“. Um eine Serienproduktion zu realisieren, werden noch Partner aus der Autoindustrie gesucht. Für andere tropische Megacitys ist das Konzept von EVA natürlich auch interessant. Es müssten dann allerdings noch Anpassungen am Gesamtkonzept vorgenommen werden. Da das Klima in Singapur ganzjährig sehr warm ist, hat EVA keine Heizung. In anderen Städten allerdings wird eine Heizung im Auto benötigt. Auch sind Höchstgeschwindigkeit und Reichweite bei EVA so angepasst, dass sie für die kurzen Fahrten innerhalb der Stadt ideal sind. In anderen Gegenden werden Taxis allerdings auch für Überlandfahrten eingesetzt. ■ Autoren Stefanie Reiffert, TU München, Corporate Communications Center, Pressereferentin Dipl.-Ing. Ulrich Huber, Projektmanager, Sensor-Technik Wiedemann GmbH www.ecartec.de ■ 17 BAUMANN SPRINGS KONTAKTELEMENTE Benutzung der Busspur F Bundesumweltministerin Barbara Hendricks will Vorteile für Elektro- und Hybridfahrzeuge schaffen. ahrzeuge mit Stromantrieb sollen künftig auf der Busspur fahren dürfen, zudem sind besondere Parkplätze geplant. Auch einige Hybridautos profitieren. Bundesverkehrs- und Bundesumweltministerium haben sich auf Eckpunkte für ein Elektromobilitätsgesetz verständigt, berichtet das Handelsblatt. Darin wird erstmals festgelegt, welche Art von Fahrzeugen künftig als Elektroautos gelten und deshalb Vorteile erhalten. „Neben reinen Elektrofahrzeugen wollen wir auch die besonders alltagstauglichen Plug-In-Hybride privilegieren - sofern sie einen echten Umweltvorteil aufweisen“, bestätigte Bundesumweltministerin Barbara Hendricks (SPD) dem Handelsblatt. „Voraussetzung dafür ist, dass ihre elektrische Reichweite groß genug ist, um Alltagsfahrten emissionsfrei zu bewältigen.“ Eine Plakette sollen Modelle erhalten, die entweder maximal 50 Gramm Kohlendioxid je Kilometer ausstoßen oder aber mindestens 30 Kilometer rein elektrisch fahren können. Den Entwurf des Elektromobilitätsgesetzes müssen die Minister noch abzeichnen. ■ Europäischer elektrolieferwagen D er innerstädtische Lieferverkehr ist ein ideales Einsatzfeld für Elektrofahrzeuge. Daher entwickeln europäische Ingenieure der Fédération Internationale des Sociétés d‘Ingénieurs des Techniques de l‘Automobile (FISTA) das Projekt Deliver: ein leichtes Nutzfahrzeug mit Elektroantrieb für genau dieses Einsatzgebiet. Das Ziel lautet: 40% weniger Umweltbelastung als konventionell betriebene Fahrzeuge. Was die Ingenieure der FISTA zeigen wollen, ist ein leichtes 18 ■ eMove Nutzfahrzeug mit einem zulässigen Gesamtgewicht von 2.200 Kilogramm. Die Zuladung liegt bei 700 Kilogramm. Daraus ergeben sich 18% mehr Ladekapazität im Vergleich zu einem heute üblichen Lieferfahrzeug gleicher Größe. Der vollelektrische Antrieb besteht aus Radnabenmotoren und einem zweistufigen Getriebe. 80 Li-NMC-Zellen bilden die Hochvoltbatterie. Die Mindestreichweite des Fahrzeugs liegt bei 100 Kilometern, und die Höchstgeschwindigkeit ebenfalls bei 100 km/h. ■ Ferrari soll als Hybrid kommen V om Hybridantrieb des Supersportwagens LaFerrari sollen künftig auch weitere Modelle des Sportwagenherstellers Ferrari profitieren. So denkt Ferrari darüber nach, den Nachfolger des 458 künftig mit Hybridtechnik anzubieten, sagte Ferrari-Chef Amedeo Felisa. „Grundsätzlich wäre das schon interessant“, so Felisa. „Allerdings müssen wir noch auf einen Entwicklungssprung bei der Batterietechnologie warten, der sich derzeit jedoch noch nicht abzeichnet.“ „Beim LaFerrari kostet die Elektrotechnik allein rund € 60.000. Dazu kommt noch der technische und finanzielle Aufwand, das durch den Hybridantrieb entstandene Mehrgewicht von rund 150 Kilogramm zu kompensieren“, so Felisa. Mit Hilfe der Turbound Hybridtechnik wolle Ferrari den Verbrauch seiner Autos stark senken ohne Einbußen bei Leistung und Fahrspaß. „Unser Plan ist es, die Emissionen unserer Modellpalette alle vier Jahre um rund 20% zu senken. Mithilfe neuer Turbomotoren und sogenannter Mildhybriden wird uns das auch gelingen. Wir haben gelernt, wie die Hybridtechnik so funktioniert, dass sie zu unseren Sportwagen passt. Entscheidend war, dass die Leistung erheblich steigen kann – bei gleichzeitig signifikant geringerem Verbrauch im Vergleich zu konventionellen Antrieben.“ ■ Schneller und zuverläSSiger durch AuTOMATiSierTe FerTigung geMeinSAMe enTwicklung eFFizienTe PrOzeSSvAlidierung AuTOMATiSierTe SchweiSSung Zusammen mit Ihnen entwickeln wir massgeschneiderte Lösungen und effiziente Prozessabläufe, die perfekt abgestimmt sind, auf Ihre spezifischen Anforderungen. Auf Wunsch fertigen wir Ihre Prototypen unter Serienbedingungen. Dadurch können Sie sich bereits in der Prototypenphase auf unsere Qualität verlassen. Die Fertigung und Schweissung Ihrer Teile erfolgt vollautomatisch. Damit halten wir Produktionszeiten niedrig und die Qualität konstant. kontaktieren Sie das BAuMAnn-Team: Oliver Osswald, Mobile: +49 151 649 644 78, E-Mail: [email protected], www.contact-elements.com AIDA Cruses erweitert Fuhrpark A m 04. Juni 2014 nahmen Michael Ungerer, President AIDA Cruises und Dr. Monika Griefahn (im Bild), Direktorin für Umwelt und Gesellschaft, die ersten Elektro-Autos im Fuhrpark von AIDA Cruises persönlich in Empfang. Die Fahrzeuge der Marke BMW i3 werden ab sofort an den Standorten in Rostock und Hamburg eingesetzt. „Mit den Elektrofahrzeugen können unsere Mitarbeiter kurze Strecken, beispielsweise von der Firmenzentrale in Rostock zum Kreuzfahrtterminal in Warnemünde, bequem und ohne den Ausstoß von CO2-Emissionen zurücklegen“, erläutert Griefahn. Die Fahrzeuge werden an den Ladestationen an den Firmensitzen mit 100% Ökostrom aufgeladen. Je nach Fahrweise lassen sich damit Strecken von 160 bis 200 Kilometern zurücklegen. Mit der Einführung der elektrischen Fahrzeuge setzt AIDA Cruises sein nachhaltiges Flottenmanagement konsequent fort. Bereits 2013 hatte die Kreuzfahrtreederei ihren Fuhrpark um Carsharing-Angebote und Firmenfahrräder ergänzt, die von den Mitarbeitern auch privat genutzt werden können. ■ www.ecartec.de ■ 19 EU: Einheitlicher Stecker für E-Autos 22 Kilowatt an jedem Ort. Es kann an Ladesäulen vom Typ2 oder herkömmliche Drehstromanschlüsse gekoppelt werden und ermöglicht dann die Verwendung von Steckern der Systeme CCS und/oder CHAdeMO. Eine ChargeBox für eines der beiden Systeme kostet € 15.000 plus Mehrwertsteuer, die Ausführung für beide Systeme € 16.500. ■ L Gary Matthews, Vize-Kanzler der Universität von Kalifornien San Diego (links), gemeinsam mit Jörg Lohr, RWEProjektleiter des Smart-ChargingTests, bei der Einweihung des ersten RWE-Ladesystems in den USA. (Bild: RWE) 20 ■ eMove Erstmals in Den USA E xperten der RWE Deutschland-Gruppe haben im Rahmen eines Großversuchs 26 Ladepunkte für Elektroautos auf dem Gelände der University of California San Diego installiert. „Wir freuen uns, intelligente Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge nach Kalifornien zu bringen“, sagt Dr. Arndt Neuhaus, Vorstandsvorsitzender der RWE Deutschland. „Wir sind uns sicher, dass wir dort einen Beitrag zu moderner, energieeffizienter Mobilität leisten können.“ Gemeinsam mit Daimler testet RWE in San Diego erstmals in großem Umfang eine neue Form der Datenkommunikation, die international als Norm ISO/IEC 15118 festgeschrieben wurde. „Die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge muss intelligent kommunizieren und steuern können. Hier gehören wir mit unseren RWE-Ladelösungen zu den Vorreitern“, sagt Lothar Stanka, Leiter Elektromobilität bei RWE Effizienz. An den Campus-Ladesäulen werden hochmoderne smart fortwo electric drive von Daimler laden. Die Universität von San Diego, auf deren Gelände 45.000 Menschen leben und arbeiten, erzeugt 90% ihrer Energie selbst. Um die Strombereitstellung flexibel, effizient und versorgungssicher zu organisieren und auf den Strombedarf abstimmen zu können, ist ein Smart-Grid erforderlich. Die optimale Steuerung von Erzeugung, Speicherung und Verbrauch lässt sich nur durch den gezielten Einsatz neuester Technologien realisieren. Der US-Bundesstaat hat sich ein ehrgeiziges Ziel gesetzt: 2020 sollen eine Million emissionsfreie Fahrzeuge auf seinen Straßen rollen, 2025 sogar 1,5 Millionen. Der Pilotversuch in San Diego wird als wichtiger Meilenstein auf dem Weg dorthin gesehen. ■ ange Ladezeiten, verschiedene Bezahlsysteme und vor allem unterschiedliche Stecker. Das Elektroauto bringt beim „Tanken“ so manche Tücke mit sich. Zumindest für das Steckerproblem hat die EU jetzt eine Lösung gefunden. Denn künftig soll es nur noch ein einheitliches Stecker-System für strombetriebene Fahrzeuge geben. Zum neuen europäischen Standard wird der in Deutschland bereits verwendete „Typ-2-Stecker“, der sogenannte „Mennekes-Stecker“. Die Entscheidung für den einheitlichen Stecker in Europa ist für die Nutzer von Elektroautos im öffentliche Raum sehr wichtig, aber auch für die Autobauer, die nun Planungssicherheit haben. Andere Märkte andere Stecker: so in Japan und den USA. Elektrofahrzeug-Hersteller aus diesen Ländern kritisieren deshalb auch die Entscheidung der EU, weil ihre E-Autos in Europa bei der in Aufbau befindlichen Ladesäulen-Infrastruktur durch den Steckerstandard benachteiligt seien. ■ neue duale rydenkohle-batterie P ower Japan Plus hat mit der dualen Ryden-Kohle-Batterie eine innovative Batterietechnologie auf den Markt gebracht. Die Batterie bietet eine Energiedichte, die mit der einer Lithium-Ionen-Batterie vergleichbar ist. Gleichzeitig zeichnet sie sich jedoch durch eine erheblich längere Lebensdauer sowie bessere Sicherheit und Cradle-to-CradleNachhaltigkeit aus. Die Ryden-Batterie basiert auf einer einzigartigen chemischen Zusammensetzung: sowohl die Anode als auch die Kathode bestehen aus Kohle. „Power Japan Plus ist ein Anbieter von Materialtechnik für eine neue Klasse von Kohlenstoffen. Die duale Ryden-KohleBatterie stellt einen Durchbruch in Sachen Energiespeicherung dar, der nötig wurde, um grüne Technologien wie Elektrofahrzeuge serienmäßig anbieten zu können“, so Dou Kani, CEO von Power Japan Plus. ■ Mobile Schnellladestation D as Schnellladen einer Elektroauto-Batterie geschieht mit Gleichstrom. Europäische Elektroautos nutzen dafür das Combined Charging System (CCS), asiatische Hersteller setzen auf das CHAdeMO-System. Die in Europa weit verbreiteten Typ2Ladesäulen mit Wechselstrom erfordern deutlich mehr Ladezeit. Die kompakte ChargeBox verwandelt diese nun für Flotten, Werkstätten oder bei Fahrveranstaltungen in einen Schnelllader. Das Gerät des Schweizer Unternehmens Designwerk ermöglicht ein Schnellladen mit erste induktive ladestation geht in serie E ine induktive Ladestation für Elektroautos hat der Hamburger E-Auto-Hersteller Karabag nun zur Serienreife gebracht. Die erste Anlage ist bereits am Hamburger Standort von Airbus im Einsatz. Auf Fahrzeugseite ist eine Ladeplatte nötig, um das Magnetfeld abzugreifen und wieder in elektrischen Strom zu verwandeln. Prinzipiell lässt sich jedes E-Mobil mit der nötigen Technik nachrüsten. Die Kosten dafür liegen zurzeit bei € 2.500, sollen aber mit Anlauf der Großserienproduktion auf rund € 300 sinken. Die Ladestation selbst schlägt mit rund €6.500 zu Buche. ■ AKASYSTEM Liefert immer so vieL energie, wie sie brAuchen High Performance Battery Systems mAde germ A i n ny HocHleistungs-litHium-ionen-Batteriesysteme für transporter, lastkraftwagen, scHiffe, BaHnen und meHr. Modular & frei skalierbar Energiedichte bis zu 140 Wh/kg Extrem kompakt Automotive zertifiziert Schnellladefähig Sicher, robust, zuverlässig www.ecartec.de ■ 21 www.akasol.com Student entwickelt faltbares Elektroauto E Elektrischer Lieferverkehr Ob Supermarkt, Apotheke oder Bäckerei Geschäfte und Unternehmen in Innenstadtlage benötigen regelmäßig Warenlieferungen. Doch der rege Lieferverkehr belastet die Stadtzentren mit Lärm und Abgasen. I Dr.-Ing. Volkmar Schau arbeitet an der FriedrichSchiller-Universität Jena, Fakultät für Mathematik und Informatik am Institut für Informatik und hat den Lehrstuhl für Softwaretechnik inne. n Zukunft könnten Elektroautos immer mehr zur sauberen und leiseren Alternative zu Benzin und Diesel werden. „Die Fahrt mit einem E-Mobil muss jedoch gut geplant sein“, sagt Dr.-Ing. Volkmar Schau von der FriedrichSchiller-Universität Jena. „Denn die Reichweite der Elektroautos ist derzeit noch relativ gering und die Infrastruktur zum Aufladen der Akkus noch unzureichend“, weiß der Informatiker. Schau und seine Kollegen vom Lehrstuhl für Softwaretechnik entwickeln daher gemeinsam mit Industriepartnern eine Erweiterung für Logistiksysteme, das Spediteure und Kurierfahrer beim innerstädtischen Einsatz von Elektroautos unterstützen soll. E-Mobilverkehr für Speditionen Spediteure müssen die Verkehrssituation auf der geplanten Route genau im Blick haben, damit die Waren pünktlich ankommen. Ist der Fahrer mit einem Elektroauto unterwegs, spielen eine Reihe von zusätzlichen Faktoren eine Rolle: „Fahrstil und -strecke, Wetterlage und die Art der Fracht beeinflussen die maximale Reichweite eines E-Mobils“, erklärt Volkmar Schau. „Es kann beispielsweise passieren, dass ein Fahrer eine 22 ■ eMove Tour im Sommer problemlos schafft, im Winter jedoch nicht“, so der Wissenschaftler. Denn die Leistung des Akkus verringert sich bei kalten Temperaturen um bis zu 30%. s wiegt 400 Kilogramm, hat einen Elektromotor, drei Räder, zwei Türen, ein Dach und Platz für drei Personen - das Origami-Auto, das der Grazer Student Helmut Brunner im Rahmen seiner Diplomarbeit am Frank Stronach-Institut entwickelt hat. Magna und die TU Graz haben das Projekt betreut, sagt Mario Hirz von der TU Graz: „Ziel war, ein Auto zu entwickeln, das so wenig Parkfläche benötigt wie ein Motorrad. Das gelingt, indem die Hinterräder sich in Richtung der Vorderräder schieben und sich so der Radstand auf in etwa die Hälfte reduziert. Das Fahrzeug ist im fahrbereiten Zustand etwas über drei Meter lang, im zusammengeklappten Zustand etwas über zwei Meter: Es wäre theoretisch möglich, mit diesen zwei Metern Länge auch quer zu parken“, so Hirz. Das faltbare Auto aus Aluminium und Kunststoffen ist als Leichtgewicht für die Stadt gedacht, für Kurzstrecken, kleine Parklücken und mittlere Einkäufe. Im vorderen Bereich des Autos - der Antrieb ist hinten - haben zwei Wasserkisten Platz. Wichtig sei auch gewesen, dass das Auto Platz für drei Personen bietet. Maximal 60 km/h schafft das Origami-Auto. „Sicherheitskonzepte sind eingebaut, auf die Bremsen wurde Wert gelegt, und das Auto sollte auch Airbags haben“, so Hirz. Außerdem im Fokus des Entwicklers: Das Auto sollte ressourcenschonend in Bau und Betrieb sein; der Elektromotor macht es emissionsfrei. Die Entwicklung ist abgeschlossen, nun beginne die Suche nach möglichen Sponsoren, so Hirz: „Im Sommer werden wir ein maßstäblich verkleinertes Modell als Prototypen bauen. Damit werden wir dann zu den Interessenten gehen, denn die wollen das immer sehen, vor allem unsere Besonderheit, die Faltbarkeit des Autos.“ Sollte es das Origami-Auto aus Graz auf den Markt schaffen, so kann sich Hirz „einen Preis von € 6.000 bis 7.000“ vorstellen. ■ Das Logistiksystem der Jenaer Wissenschaftler soll den Fahrer und den Spediteur während des Transports mit aktuellen Informationen zu Wetter, Verkehr und Fahrzeugzustand versorgen. Gleichzeitig teilt das System mit, ob die Tour noch zu schaffen ist, ob der Fahrer seinen Fahrstil anpassen oder besser eine Ladestation aufsuchen sollte und der Spediteur komplett umplanen muss. „Eine solche intelligente Tourenplanung und Fahrerassistenz ist nur möglich, wenn alle Komponenten perfekt zusammenspielen, also die externen Datenquellen, die Software und die mobilen Endgeräte, auf die die Informationen übertragen werden“, erläutert Schau. In dem Projekt „SmartCityLogistik“ erforschen die Informatiker den Einsatz von E-Mobilen anhand verschiedener Szenarien, wie der Auslieferung von Medikamenten. Ein ähnliches Konzept verfolgt das geförderte Projekt „eTelematik“ Schwerpunkt sind hier elektromotorisch betriebene kommunale Nutzfahrzeuge, an die Arbeitsgeräte angebaut werden können. ■ www.ecartec.de ■ 23 Vorstandssprecher DI Christinan Purrer sieht die Elektromobilität als starke Herausforderung und möchte die Dienstleistungsangebote seines Unternehmens zukünftig noch erweitern. Fixpreis für Elektroautos D ie Energie Steiermark baut ihre grüne Strom-Flotte massiv aus und startet mit einer großangelegten E-Mobility-Offensive: Ab sofort können Energiekunden des steirischen Landesenergieunternehmens die brandneuen Modelle Renault Zoe und VW e-up! für ein Jahr für nur € 299 pro Monat mieten. Mit einem „Rundum Sorglos“-Paket: Vollkasko, Service, Akkumiete und 8-fach Bereifung sind inklusive. Dazu kommt ein Strom-Bonus von 50 Euro auf die nächste Jahresrechnung. Und das Tanken an allen E-Zapfsäulen der Energie Steiermark ist gratis. Ebenso wie das Parken in fast allen Ballungszentren. ■ Neue halbleiter für sparsamere hybridmotoren T oyota hat gemeinsam mit Denso Halbleiter aus Siliziumkarbid entwickelt. Eingesetzt in der PCU von Hybridmodellen, können sie den Kraftstoffverbrauch weiter reduzieren. Erste Testfahrten mit entsprechend ausgestatteten Fahrzeugen sollen innerhalb eines Jahres in Japan erfolgen. Der gesamte Fahrstrom eines Elektromotors fließt durch die Leistungsregelung (PCU). Allerdings passiert das nicht verlustfrei: Rund 25% der elektrischen 24 ■ eMove neues hochvoltschütz Energie werden dabei in nutzlose Wärme umgewandelt, davon sind rund 20% allein auf die Halbleiter zurückzuführen. Ihre Effizienz wirkt sich somit direkt auf den Kraftstoffverbrauch aus. Mit den jetzt gemeinsam entwickelten Halbleitern aus Siliziumkarbid kann sich dieser bei Hybridfahrzeugen um bis zu zehn Prozent gemäß dem japanischen Testzyklus JC08 reduzieren. Dabei wird die Leistungsregelung für den Elektromotor künftig um bis zu 80% kleiner gebaut. Durch die verbesserte Effizienz können Kühler und Kondensator, die für 40% der Größe verantwortlich sind, ebenfalls deutlich verkleinert werden. ■ luftgekühlte brennstoffzelle D as britische Unternehmen Intelligent Energy hat in Japan eine neue luftgekühlte Brennstoffzelle vorgestellt. Bei der Entwicklung der Technologie hat das Unternehmen mit Suzuki zusammengearbeitet. „Unsere neue Gen4-Brennstoffzellen-Einheit hilft den Fahrzeugherstellern, ohne Abstriche bei der Leistung Platz zu sparen sowie Gewicht und Kosten zu reduzieren“, sagte James Batchelor, Geschäftsführer bei Intelligent Energy. Die neue Brennstoffzellen-Einheit ist ein kompaktes System, das für eine reibungslose Integration in Fahrzeuge mit Zweirad- und Allradantrieb konzipiert wurde. Die Einheit soll die Kosten und Risiken minimieren, die für Automobilhersteller mit einer Eigenentwicklung verbunden wären. Das Gerät bietet 3,9 kW Leistung im Dauerbetrieb und mehr als 4 kW für kurze Zeiträume. Das Gerät wurde entwickelt, um kleinen Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge mit Energie zu versorgen und kann auch als Range-Extender für größere Fahrzeuge eingesetzt werden. So könnte die Einheit dazu beitragen, die Reichweitenangst bei Elektrofahrzeugen zu verringern. Die Einheit hat umfangreiche Erschütterungs- und Vibrationstests sowie wiederholte thermische Zyklen über verschiedene Temperaturen erfolgreich absolviert. Die SMILE FC System Corporation hat bereits im letzten Jahr eine Produktionslinie zur Herstellung von Brennstoffzellen vom Typ Gen4 bestellt. ■ T Elektrisches Lotsenboot D ie Explorer ist ein sogenanntes SWASH-Schiff (Small Waterplane Area Single Hull) mit einem mittig unter dem Schiff gelegenen, torpedoförmigen Auftriebskörper. Aus dieser Röhre heraus wird das Boot auch angetrieben. Der Rumpf ernthält einen flexiblen und kompakten EcoProp-Hybrid, der mit seinem Diesel- und Elektromodus effizient und umweltfreundlich ist. Dieses Hybrid-Antriebssystem gewährleistet für jedes Fahrprofil einen wirtschaftlichen Betrieb: Ein Dieselmotor treibt das Schiff an; dabei kann nicht genutzte Energie von einem Generator genutzt werden um das Schiff mit Stom zu versorgen. Der EcoProp-Hybridantrieb der Explorer basiert auf dem ursprünglich für Busse entwickelten Antriebssystem ELFA. Herzstück ist eine elektrisch angetriebene Maschine, die als Motor und als Generator arbeiten kann. Fährt das Schiff mit Dieselmotor, treibt dieser auch den Generator an. Im Elektrobetrieb treibt der Elektromotor den Propeller an. Das Schiff erreicht in diesem Modus ein Drittel der möglichen Höchstgeschwindigkeit von 17 Knoten. Die Möglichkeit, eine längere Strecke ausschließlich elektrisch zurückzulegen, ist auch deshalb ein wichtiges Kriterium, weil das Schiff durch den mittig gelegenen Antriebskörper nur einen einzigen Dieselmotor hat. Aus Sicherheitsgründen ist aber für bestimmte Einsätze ein zweiter Antrieb vorgeschrieben. Diese Rolle übernimmt nun der Elektromotor. ELFA Hybridantriebe sind weltweit in Stadtbussen im Einsatz, unter anderem in London, München oder Hanoi. Für die Anwendung im Schiffsverkehr passte Siemens die Komponenten an die besonderen Bedingungen auf See an, um die Zulassung des Germanischen Lloyd einholen. ■ E Connectivity führt mit dem EVC 250 ein Hochvoltschütz ein, das speziell für die Anforderungen in Hybridfahrzeugen, reinelektrischen Fahrzeugen, Brennstoffzellenfahrzeugen sowie Batterieladesystemen entwickelt wurde und ohne druckgefüllte Kontaktkammern auskommt. Die Neuerungen des EVC 250 umfassen vergrößerte Kontaktabstände, eine verbesserte Schaltdynamik, die Feldoptimierung der Blasmagnete sowie Maßnahmen zur Kontrolle der Lichtbögen. Dadurch kann das Hochvoltschütz laut TE Kurzschlüsse von bis 6kA sicher tragen, Dauerströme von 250A führen und die Schalt-Aufgaben in Hybrid- und Elektrofahrzeugen erfüllen. Ein Druck- bzw. Befüllungsverlust könne nicht auftreten, damit entfällt der sonst erforderliche Wartungsaustausch. Durch eine vereinfachte Konstruktion mit optimierten Teilen ist eine voll automatisierte Produktion möglich. Neben der Standardversion mit getrennten Spulen zum Ansprechen und Halten mit automatischer, interner Umschaltung ist auch eine Einspulen-Variante für den Betrieb mit getakteter Ansteuerung (PWM) verfügbar. ■ tuner zeigen spannende leistung D er Tuner Abt sorgt normalerweise dafür, den Autos des Volkswagen-Konzerns zu einer ordentlichen Portion Mehrleistung zu verhelfen. Doch nun zeigen sich die Allgäuer von einer anderen Seite: Im Rahmen eines Projektes zur Elektromobilität im Allgäu hat das Unternehmen den ersten elektrifizierten VW Caddy an die Post übergeben. Das Fahrzeug leistet 65 kW / 88 PS und bietet 300 Newtonmeter Drehmoment. Bewusst setzt Abt bei der Batterie auf langlebige und bewährte Lithium-Eisen-Zell-Technologie. Der Aktionsradius des ECaddy liegt im realen Alltag bei rund 135 Kilometern, im genormten Fahrzyklus sind es 209 Kilometer. Eine Vollaufladung dauert rund zwölf Stunden, mit dreiphaisgem Stecker und 16 Ampere sind es dreieinhalb Stunden. Das Fahrzeug soll knapp € 42.000 kosten, insgesamt sollen bis zu 40 elektrische Lieferfahrzeuge an einschlägige Allgäuer Unternehmen übergeben und deren Leistung sowie die Nutzerprofile untersucht werden. Mögliche weitere gewerbliche Nutzer werden noch gesucht.■ www.ecartec.de ■ 25 rofahrzeugen anbieten. Es wird auch sichergestellt, dass die Fahrer überall Zugriff auf die Ladesäulen haben.“ Schnellladesäulen entlang der A9 München-Leipzig Ab dem 15. Mai 2014 können Fahrer von Elektrofahrzeugen erstmals auf der A9 zwischen München und Leipzig fahren, ohne sich über fehlende Nachlademöglichkeiten Sorgen machen zu müssen. Zum Nachladen der Batterie auf der 430 Kilometer langen Strecke stehen ihnen Schnellladesäulen zur Verfügung, die ihr Fahrzeug in weniger als einer halben Stunde wieder fit für die nächste Etappe machen. Damit hat das vom Bundesverkehrsministerium im bayerisch-sächsischen Schaufenster „Elektromobilität verbindet“ geförderte Forschungsprojekt einen seiner wichtigsten Meilensteine erreicht. Zur offiziellen Eröffnungsveranstaltung trafen sich heute der bayerische Innenminister Joachim Herrmann, die parlamentarische Verkehrsstaatssekretärin Dorothee Bär und der sächsische Wirtschaftsstaatssekretär Hartmut Fiedler sowie Vorstände der Projektpartner Siemens, E.ON und BMW auf halber Strecke der A9 in Nürnberg. I bei Partnern direkt an der Autobahn. Mit der Ladesäule m Rahmen des Schaufenster-Projektes „Bayern-Sachin Dessau wird in Zukunft die Verbindung mit dem sen Elektromobilität verbindet“ haben Siemens, E.ON Schaufensterprojekt in Berlin-Branund BMW entlang der A9 von denburg geschaffen. München über Nürnberg nach Leipzig acht Gleichstrom-Schnell„Die Akzeptanz der ElektromobiliRoland Busch, CEO des Siemens-Sekladesäulen errichtet und die dafür tät hängt entscheidend von einer tors Infrastructure & Cities und Mitnötige Infrastruktur aufgebaut. Daeinfachen Bedienung des glied des Vorstands der Siemens AG: mit ist jetzt ein reibungsloser elekGesamtsystems ab“ „Die Akzeptanz der Elektromobilität trischer Verkehr auf einer der am Roland Busch, CEO Siemens hängt entscheidend von einer einfameisten befahrenen Verkehrsachsen chen Bedienung des Gesamtsystems Deutschlands auf einer Gesamtlänge ab. Dazu muss die Ladeinfrastruktur in übergeordnete von 430 Kilometern möglich. Die Ladesäulen stehen in IT-Systeme eingebunden sein. So lassen sich nicht nur Schweitenkirchen, Ingolstadt, Lauf, Himmelkron, Selbitz, umfassende Dienstleistungen für die Fahrer von ElektHermsdorf, Schkeuditz und Dessau an Rastplätzen oder 26 ■ eMove „Forderungen nach emissionsfreien Fahrzeugen im Flottenmix und weitere signifikante CO2Reduzierungen erfordern revolutionäre Entwicklungsansätze. Wir haben die Marke BMW i gegründet, um das Thema Elektromobilität ganzheitlich angehen zu können. Die Schnelllade-Achse ist für uns ein weiterer Baustein, um Elektromobilität auch in Deutschland erfolgreich zu machen“, sagte Herbert Diess, Vorstand Entwicklung bei der BMW Group. Leonhard Birnbaum, E.ON-Vorstand für Märkte und Dienstleistungen: „Erst durch die Versorgung mit Strom aus erneuerbaren Quellen trägt die Elektromobilität zum wirklich nachhaltigen Umbau unserer Verkehrssysteme bei. Wir entwickeln deshalb auf Basis von regenerativer Energie neue Geschäftsmodelle und Bezahlsysteme und sammeln Betriebserfahrung, um das Fahren mit Elektrofahrzeugen umweltfreundlich und komfortabel zu machen.“ Den Fahrern der Elektrofahrzeuge werden in diesem Forschungsprojekt verschiedene Möglichkeiten der Bezahlung angeboten: mit dem Handy per SMS und über die europäische Roaming-Bezahlplattform Hubject, die im Sommer zur Verfügung stehen wird. Über die HubjectPlattform werden die Fahrer von Elektrofahrzeugen mit nur einem Vertrag und einer Karte überall in Europa an Ladesäulen verschiedener Anbieter Strom „tanken“ können. Für die ersten vier Wochen des Betriebs ist das Laden an den acht Ladesäulen kostenfrei. Dazu werden an den Standorten während der Öffnungszeiten spezielle Ladekarten ausgegeben. Nicht nur durch das Roaming, das einen anbieterübergreifenden Zugang zu den Ladestationen ermöglicht, sondern auch durch das einheitliche Steckersystem wird eine große Akzeptanzhürde beseitigt. Alle Säulen sind mit dem kombinierten Steckersystem „Combined Charging System“ (CCS) ausgestattet, auf das sich der europäische Automobilherstellerverband ACEA mit allen Mitgliedern geeinigt hat. Somit wird das Laden von Elektrofahrzeugen in ganz Europa nach demselben Standard ermöglicht. Das CCSSystem wurde von der Europäischen Union als einziger europäischer Standard von 2017 an für schnelles Laden mit Gleichstrom festgelegt. Eine Lademanagement-Software-Lösung von Siemens als Operationszentrale überwacht und steuert die Ladeinfrastruktur an der A9 und sorgt bei Störungen dafür, dass der Fehler rasch behoben werden kann. Zudem ermöglicht die Software die Einbindung der Ladesäulen in die IT-Systeme der Energieversorgungsunternehmen oder Anbieter von Mobilitätsdienstleistungen, um den Zugang zur Ladeinfrastruktur zu erhalten. Mit dem Startschuss für den Betrieb der Ladesäulen zwischen München und Leipzig beginnen die Projektmitglieder damit, die Betriebserfahrungen im Hinblick auf die Bezahlverfahren (per SMS und über Hubject) anonymisiert auszuwerten sowie die Nutzung der Ladesäulen nach standortrelevanten und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu untersuchen. Dabei werden auch Betriebs- und Servicekonzepte getestet. Zum Ende dieses Forschungsprojektes im Oktober 2015 werden alle gewonnenen Erfahrungen und Ergebnisse veröffentlicht.■ Entlang der A9 von München über Nürnberg nach Leipzig wurden acht GleichstromSchnellladesäulen errichtet. Damit ist jetzt ein reibungsloser elektrischer Verkehr auf einer der am meisten befahrenen Verkehrsachsen Deutschlands auf einer Gesamtlänge von 430 Kilometern möglich. www.ecartec.de ■ 27 Elektro-Lastenräder im städtischen Güterverkehr eine hohe Konzentration in den städtischen Kerngebieten auf. Beispielsweise machen in Berlin die wichtigsten zehn Postleitzahlen-Gebiete (darunter Mitte, Tiergarten, Charlottenburg) 74% aller Abholungen aus. Im Vergleich dazu werden dort 54% der Aufträge mit dem Fahrrad und 34% mit dem Auto realisiert. Waren Lastenrad-Aufträge früher noch eine Nische, verschicken mittlerweile die Kurierfirmen deutlich mehr Lastenrad-Aufträge. In Berlin verzeichnen sie ein Plus von 43%. Während es für einige Kunden weiterhin keine Rolle spielt, womit ihre Sendung transportiert wird, fordern andere mittlerweile aktiv das Lastenrad an. Eine Kurierfahrt mit dem Lastenrad ist durchschnittlich vier Kilometer lang. An einem typischen Einsatztag legen die LastenradKuriere, elektrisch unterstützt, 90 Kilometer zurück. Im beobachteten Zeitraum (Juli 2012 bis März 2014) sind die Lastenräder zum festen Bestandteil der Kurierlogistik geworden: Bei insgesamt 125.000 Aufträgen wurden etwa eine halbe Million Kilometer im operativen Tagesgeschäft zurückgelegt. Witterungsbedingte Ausfälle, etwa durch Eisglätte, waren nur an einzelnen Tagen zu verzeichnen. Meinung der Kuriere: Elektro-Lastenräder werden sich langfristig durchsetzen Die Nutzung von Elektro-Lastenrädern im innerstädtischen Güterverkehr birgt ein großes Potential hinsichtlich des Klimaschutzes und der Wirtschaftlichkeit von Kurier- und Expressdienste – zu diesem Ergebnis kommen Wissenschaftler des Instituts für Verkehrsforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Mit dem Projekt „Ich ersetze ein Auto“ wurde der Einsatz von Elektro-Lastenrädern im Kurierund Expressdienst getestet. D ie Verkehrsforscher untersuchten, wie sich Elektro-Lastenräder in den städtischen Kurierdienstalltag integrieren lassen. CO2-Emissionen und umweltbelastendes Verkehrsaufkommen in Großstädten könnte somit entgegengewirkt werden. Auch in Anbetracht der Feinstaubbelastung in deutschen Großstädten wie Stuttgart oder Berlin bildet die Nutzung von Elektro-Lastenrädern eine interessante Maßnahme zur Reduzierung des verbrennungsmotorischen Güterverkehrsaufkommens und somit auch der Feinstaubbelastung darstellen. Für das Projekt wurden seit Juli 2012 insgesamt 40 Fahrzeuge vom Typ iBullitt von der Firma 28 ■ eMove „Urban e“ in acht Städten, darunter Berlin, Hamburg und München, eingesetzt. Dabei konzentrierte sich der Einsatz vor allem in innerstädtischen, verkehrlich stark belasteten Gebieten. Die Elektro-Lastenräder wurden in den Alltag der Kurierund Expressdienstleistungsunternehmen eingebunden. „Monatlich kamen die Fahrzeuge bei bis zu 8.000 Aufträgen kontinuierlich zum Einsatz“, sagt Johannes Gruber, Projektleiter im DLR-Institut für Verkehrsforschung. Das entspricht über 8% aller von diesen Unternehmen durchgeführten Sendungen. Dabei weisen Lastenrad-Aufträge Vorteil der Elektro-Lastenräder ist der Transport größerer und schwerer Sendungen, die bisher nur mit dem Auto bewerkstelligt werden konnten. Diesbezüglich gaben 84% der befragten Lastenrad-Kuriere an, große und schwere Güter zu transportieren, um Autos zu ersetzen. Neben dem Transport einzelner schwerer Güter, ist die Kombination von mehreren kleinen Sendungen in der Cargobox ein weiterer Vorteil der Lastenräder. Durch die Kopplung von Aufträgen kann der Anteil der sogenannten „Lastkilometer“ (die vom Kunden bezahlte Auftragsdistanz) an der Gesamtfahrstrecke erhöht werden. Die Kuriere schätzen die größere Flexibilität, mit einem Elektro-Lastenrad vielfältigere Aufträge annehmen zu können. In Kombination mit den niedrigen Betriebskosten bietet dies einen Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Kurieren und damit höhere Verdienstmöglichkeiten. Es zeigte sich aber auch, dass die Fahrzeuge noch deutlich intensiver genutzt werden könnten und nicht jeder damit gefahrene Auftrag automatisch eine Kurierfahrt mit dem Auto ersetzt. Da nur wenige Autokuriere motiviert waren, langfristig auf ein Elektro-Lastenrad umzusteigen, waren die iBullittNutzer vorwiegend frühere klassische Fahrradkuriere. Gerade am Anfang ihrer Nutzungszeit behielten sie häufig ihre gewohnte, kleinteilige Sendungsstruktur bei. Jeder fünfte Lastenrad-Kurier ist auch der Meinung, dass sein Auftraggeber über nicht ausreichend große oder schwere Sendungen verfügt. Mit der Zeit berichten aber viele Nutzer von Lerneffekten, die zu einer besseren Auslastung der Fahrzeuge führt. So stiegen die Auftragszahlen je Lastenradkurier kontinuierlich. Insgesamt gaben die Kuriere an, dass etwa die Hälfte der von ihnen bewegten Güter nicht mit einem herkömmlichen Fahrrad zu transportieren gewesen wäre. Neben der Auswertung technischer Daten über Struktur, verwendete Transportmittel und räumliche Lage der Kurieraufträge, befragten die Verkehrsforscher die größtenteils selbständig operierenden Kuriere, um ihre Erwartungen und Erfahrungen bezüglich dieser Fahrzeuginnovation zu untersuchen. Neben den 46 iBullitt-Nutzern, die eines der Projektfahrzeuge im Durchschnitt 13 Monate regelmäßig genutzt haben, dienen die Angaben von weiteren 48 klassischen Fahrradkurieren sowie 77 Autokurieren einer fundierten „Um die Elektro-Lastenräder adäquat einzuBewertung der in der „Kuriersetzen, sind sowohl die Kuriere als auch die community“ herrschenden „Monatlich kamen die FahrzeuUnternehmen gefragt“, erläutert Johannes Einstellung gegenüber der Inge bei bis zu 8.000 Aufträgen Gruber. Der Berliner Wissenschaftler stellt novation Elektro-Lastenrad. kontinuierlich zum Einsatz“ fest, dass „sie Ideenreichtum, InnovationsJohannes Gruber, Projektleiter und Lernbereitschaft mitbringen müssen, In der Befragung hielten neun DLR-Institut für Verkehrsforschung um die Fahrzeuge sinnvoll einzusetzen und von zehn Kurieren den Einsatz neue Märkte erschließen zu können“. Hiervon Elektro-Lastenrädern in bei ist es auch wichtig, dass das Wissen über die Potentiihren Städten für sinnvoll. Zudem ist die Mehrheit der ale der Fahrzeuge nicht nur beim Fahrer, sondern auch in Befragten jeden Fahrzeugtyps (sowohl Auto-, Fahrrad- als der Kurierzentrale, bei den Callcenter-Mitarbeitern oder auch Lastenradkuriere) der Meinung, dass sich ElektroDisponenten, vorhanden ist. Der gesamte Prozess einer Lastenräder grundsätzlich im Kuriergeschäft durchsetzen Kurierdienstleistung muss darauf ausgerichtet werden. werden. „Damit hat sich das bereits positive Bild bestäDamit das iBullitt auch bei der Auftragsannahme korrekt tigt, das die gleichen Kuriere in einer ersten Befragung im gebucht werden kann, müssen Telefonisten und DispoJahr 2012 noch vor der praktischen Einsatzphase der Lasnenten geschult werden und IT- und Kommunikationstenräder geäußert haben“, erklärt Johannes Gruber. www.ecartec.de ■ 29 sich mit der Sicherheit, was zum Beispiel die Stabilität des Rahmens angeht, zufrieden. Weniger zufrieden beziehungsweise neutral stehen die Kuriere den Anschaffungskosten von bis zu € 5.000 gegenüber. Trotzdem werden auch nach Projektende alle Projektfahrzeuge von den Kurierunternehmen und den einzelnen Kurieren übernommen und weitergenutzt. „Wir können uns unsere Logistik ohne die iBullitts nicht mehr vorstellen“, bekräftigt Stefan Kerscher von der Rapid Kurierdienste KG in München seinen Entschluss, weiter auf die Elektro-Lastenräder zu setzen. In einigen der beteiligten Standorte ist eine Ausweitung der Lastenradflotte vorgesehen, einige Wettbewerber im Kuriergeschäft bieten neuerdings ebenfalls LastenradTransporte an. eBikeTec 2014 Special Show auf der eCarTec Munich 2014 6. Internationale Leitmesse für Elektro- & Hybrid-Mobilität www.ecartec.de 21. – 23. Oktober 2014, Messe München Elektro-Lastenrad versus Fahrrad versus Auto: Welches Fahrzeug macht das Rennen im Kuriergeschäft? Das Elektro-Lastenrad bietet gegenüber dem Fahrrad deutliche Vorteile. Als größten Vorteil wird die Möglichkeit der Kombination von Aufträgen angesehen, denn er ist zugleich auch Wettbewerbsvorteil. Ein weiteres Plus ist die geringere körperliche Belastung für den Kurierfahrer, der deshalb auch mehr Aufträge bearbeiten und dadurch ein höheres Einkommen erzielen kann. strukturen „fit“ für das Lastenrad gemacht werden. Auch auf strategischer Ebene sollte das Transportmittel eingebunden werden. Seine Vorteile lassen sich etwa für Marketing und Kundenakquise einsetzen. „Es empfiehlt sich, weitere innovative urbane Logistikkonzepte mit einzubeziehen - etwa die Kombination mit mobilen Depots oder Mikro-Konsolidierungspunkten. So können die individuellen Stärken unterschiedlicher Transportmittel ökonomisch und ökologisch sinnvoll eingesetzt werden“, konstatiert Gruber. Ideenreichtum bewies zum Beispiel das schwedische Möbelhaus Ikea in Hamburg, welches vom Hamburger Projektpartner als neuer „Key Account“ gewonnen werden konnte. Ab Sommer 2014 können Kunden ihre Einkäufe nun auch per Elektro-Lastenrad nach Hause geliefert bekommen. Insgesamt sind die Kuriere mit dem Elektro-Lastenrad zufrieden. Sowohl die elektrische Reichweite als auch die mögliche Zuladung nach Volumen und Gewicht sagt ihnen zu. Aber auch das Fahren an sich sowie die Geschwindigkeit gefallen den Kurierfahrern. Darüber hinaus zeigten sie 30 ■ eMove Zu den Nachteilen des Elektro-Lastenrads gegenüber dem Fahrrad gehört unter anderem die Abstellsituation nachts, denn die Elektro-Lastenräder werden auf den Betriebsgeländen abgestellt und dort über Nacht geladen. Bislang waren Fahrradkuriere es gewöhnt, ihr Fahrrad zu Hause abzustellen. Eine Konsequenz daraus ist die Gruppe der „Fahrzeugwechsler“: Kuriere fahren am Anfang oder am Ende des Tages mit dem Fahrrad und steigen im Laufe des Tages, etwa wenn eine Sendung zum Betriebsgelände gebracht werden muss, auf das Lastenrad um. Auch wird das Fahrrad gegenüber dem Elektro-Lastenrad als umweltfreundlicher angesehen. Zudem weist das Fahrrad eine höhere Geschwindigkeit und in den Augen der Kuriere einen größeren Spaßfaktor aus. Gegenüber einem Auto als Kurierfahrzeug kann das Elektro-Lastenrad aber gerade in den Kategorien Spaßfaktor, Umweltschutz und Parksituation beim Kunden punkten. Eine effiziente und ressourcenschonende Kurierlogistik wird also auch weiterhin auf die intelligente Verknüpfung verschiedener Verkehrsmittel angewiesen sein. ElektroLastenräder könnten sich hierbei als stützendes Element im Markt etablieren. ■ Mit begleitendem Kongress Connecting Mobility Markets! 5. Internationaler Fahrradentwickler Kongress Entwicklungsziele transparent gemacht Themenschwerpunkte: • • • • eBike Ergonomie & Komfort Engineering Betriebsfestigkeit www.ecartec.de ■ 31 Radurlaub auf dem eBike: e wie entspannt Vorteil der Movelo-Systems. Hier setzt man auf Akkuwechsel. Ähnlich dem Pferdewechsel bei den Postkutschenstationen aus vergangenen Tagen, wird beim Drahtesel der Akku gewechselt. Ein dichtes Netz von Akkuwechselstationen eröffnet Optionen für längere Touren bis zum Bodensee oder in die Schweiz hinein. In Testcentern wie z.B. in Oberstdorf können Elektro-Räder der Schweizer Marke Flyer ausprobiert werden, wahlweise für ein paar Stunden oder eine Woche. Vorreiter ist man auch in Sachen barrierefreies eBiken. eBike Tandem, Elektro-Dreiräder, eBike Doppelsitzer sowie das eBike Rollstuhlrad der Marke Draisin ermöglichen Menschen mit Handicap an der gemeinsamen Radtour im Familien- und Freundeskreis teilzunehmen. Ein Tourentipp ist die 450 Kilometer lange Radrunde-Allgäu. Auf und direkt neben dem Weg liegen nicht nur weltberühmte Sehenswürdigkeiten wie das Schloss Neuschwanstein, sondern auch die Geburts- und Wirkungsstätten angesehener Persönlichkeiten wie zum Beispiel dem Wasserdoktor Sebastian Kneipp und schmucke Barockstädtchen wie Bad Wurzach, Wangen und Isny. Praktisch: Der Gepäckservice Allgäu-Shuttle sorgt für ballastfreies Radeln (ab € 25 bei einer Etappenlänge bis 50 Kilometer, www.allgaeu. info; www.e-bike-allgäu.de; www.radrunde-allgaeu.de). Superlativ Bayerischer Wald Von der Nordsee bis zu den Alpen - ein Wegweiser zu den schönsten Fahrradregionen Deutschlands mit flächendeckenden Leihstationen, Tank- und Akkuwechselstationen. R adurlaub mit dem eBike liegt im Trend. Wen wundert’s: Das Radeln mit Rückenwind eröffnet auch untrainierten Fahrern ganz neue TourenMöglichkeiten. Das haben längst auch die Touristiker erkannt. Immer mehr Urlaubsregionen warten mit einer Armanda von eBikes samt Akkuwechsel- und -ladestationen auf. Watt statt Wadeln ist die Losung - von der windumtosten norddeutschen Küstenregion bis in die Bergwelt des Allgäus. Hier ein kleiner Überblick über die wichtigsten, „elektrisierten“ Regionen in Deutschland und ihre maßgeschneiderten Pauschalen für den e – wie entspannten Radurlaub. 32 ■ eMove Die Pionierregion Allgäu Trendsetter in Sachen eBike ist das Allgäu. Bereits 2006 engagierte man sich dort für die nötige Infrastruktur für eBike-Urlauber. Zunächst wurden sie milde belächelt, heute überflügelt die Flotte an elektronisch vorangetriebenen Rädern mit 300 Exemplaren fast jede andere Urlaubsregion in Deutschland. Mehr als 4.000 Kilometer beschilderte Radwege können damit bequem unter die Räder genommen werden. Bis zu 80 Kilometer Reichweite haben die Movelo-Räder, die auch für untrainierte Gelegenheitsradler die Berge schrumpfen lassen. Der große Auch im Bayerischen Wald setzen die Tourismusverantwortlichen seit einigen Jahren verstärkt auf Elektro-Fahrräder und erreichen damit auch die gemütlicheren Radurlauber, die sich bisher nicht an das Bergauf und Bergab der Mittelgebirgslandschaft gewagt haben. Dank Rückenwind aus der Steckdose werden auch Bergfahrten zum Genuss und 1.500 markierte Kilometer Radwege lassen sich garantiert muskelkaterfrei erkunden. Mehr als 300 Fahrräder mit Hilfsmotor stehen dafür an rund 90 Verleihstationen zur Verfügung. „Größte E-Bike-Region Europas“ nennen sich die Bayerwalder stolz. Möglich macht es eine Kooperation der Tourismusregion mit dem österreichischen Fahrradhersteller KTM und Eon Bayern. „Genussradeln mit dem eBike“ heißt die dreitägige Pauschale für grenzenloses Bike-Vergnügen im Naturpark Oberer Bayerischer Wald und Böhmerwald inklusive drei Übernachtungen, Leih-eMountainbike für zwei Tage, Picknicktaschen, Radkarte mit Tourenbeschreibung ab € 172 pro Person. Weitere Tourenvorschläge sowie Verleihstationen und radlerfreundliche Gastgeber finden sich im Internet unter www. bayerischer-wald.de. Panoramastarker Schwarzwald Bei konditionsstarken Trekking- und Rennradfahrern haben die Panoramastraßen und Höhenwege des Schwarzwaldes einen legendären Ruf. Nationalmannschaften kurbeln regelmäßig ihre Trainingsrunden auf die Berge. Und auch dort bekommen die Wadel-Freaks immer häufiger Konkurrenz von den Watt-Radlern, die die Schwarzwald-Höhen bequem und garantiert muskelkaterfrei erkunden. Damit dem Rad der Saft nicht ausgeht, stehen in der 11.000 Quadratkilometer großen Region insgesamt mehr als 200 eBike-Tankstellen. Ausgedehnte Wälder im Norden, hügelige Wiesen im Osten, sonniges Rebland und das breite Rheintal im Westen und Süden, dazwischen Täler und Berge – Radtouren im Schwarzwald sind so abwechslungsreich wie sonst nirgends. Zwei Topklassiker, die auch fürs eBike ideal sind: Der Schwarzwald-PanoramaRadweg (280 km) von Pforzheim nach WaldshutTiengen und der Naturpark-Radweg (260 km) um den Naturpark Schwarzwald Mitte/Nord. Pauschalen mit Gepäcktransport gibt es ab 399 Euro (www.schwarzwald-tourismus.de; www. emotions-schwarzwald.info; www.schwarzwaldpanoramaradweg.info). eBiking im Allgäu: Bereits 2006 engagierte man sich dort für eine nötige Ladeinfrastruktur für eBiker. Foto: Allgäu GmbH, Susanne LorenzMunkler Klein, aber elektrisierend: das Saarland Ein ganzes Bundesland ist „elektrisiert“! Bereits www.ecartec.de ■ 33 der Mosel – dank Wattunterstützung sind die zu bewältigenden 580 Höhenmeter null Problem. Abends ist Schlemmen angesagt, Genuss ist bei der Pauschale „Genussradeln mit dem eVelo“ Programm: Drei Übernachtungen in Drei- bis Viersternehotels, drei Schlemmermenüs (an der Saarschleife, in Perl und Merzig), Radkarte und Streckenbeschreibung, Leihrad sowie Gepäcktasche kosten € 299 pro Person im Doppelzimmer (www.evelo-saarland.de, www.tourismus.saarland.de). Rügen erkundet, darf das Kap Arkona mit seinen beiden Leuchttürmen und den Überresten der slawischen Tempelburg nicht verpassen. Weiterer Topspot: der Nationalpark Jasmund. Hier führt der Radweg entlang der Kreidefelsen hinauf zum Königsstuhl. Inselwechsel gefällig? Vom Hafen in Wiek aus geht es per Fähre auf die Insel Hiddensee, die sich seit Kurzem ebenfalls in die Reihe der eBike-Region einreihen darf. In Häfen, Hotels und während der Fährüberfahrten besteht die Möglichkeit, Akkus von Elektrofahrrädern kostenfrei zu laden und das autofreie Hiddensee erkunden (www.e-radgeber.de; www. ruegen.de; www.hiddensee.de). Stadt, Land, Fluss an der Weser Kartoffe+me mit elektrischem Fahrantrieb Unter dem Namen eVelo-Saarland werden eBikes für € 20 Tagespauschale zum Verleih angeboten. Bild: Tourismus Zentrale Saarland 34 ■ eMove 2009 setzte sich das Saarland das Ziel, das erste Bundesland mit einem landesweiten Netz an Verleihstationen für Elektroräder zu werden. Und das ist gelungen. Unter dem Namen eVelo-Saarland werden eBikes der Marken Flyer und Kettlar zum Preis von zwölf Euro für einen halben und € 20 für den ganzen Tag angeboten. Für sieben Tage kostet das eVelo € 110. Die Elektromotoren haben je nach Topographie, Straßenbeschaffenheit und Gewicht des Fahrers Reichweiten von 30 bis 60 Kilometer. Damit auch jeder sein Tagesziel erreicht, verteilen sich vierzehn Akkuwechselstationen über das kleinste Bundesland der Republik. Wo die sind, erfahren digitale Radler auf der kostenlosen Saarland Touren App fürs Smartphone, dazu gibt es ausführliche Beschreibungen, Höhenprofil, Sehenswürdigkeiten und lohnende Einkehrmöglichkeiten am Wegesrand. Eine landschaftlich reizvolle Tour führt beispielsweise von der Saarschleife bis zu den Grenzübergängen nach Frankreich und Luxemburg an Auch das Weserbergland verfügt über ein flächendeckendes Netz aus Verleih- und Akkuwechselstationen für eBikes von Movelo. Wer sein eigenes Elektrorad mit in den Urlaub bringt, der findet an insgesamt zehn Standorten Akkuladeschränke, an denen man das eigene Ladegerät kostenlos anschließen und neue Energie tanken kann. Selbst der beliebte Weser-Radweg ist flächendeckend „elektrisiert“: Vom Weserbergland über die Region Mittelweser führt der 500 Kilometer lange Radfernweg durch Bremen weiter durch die Wesermarsch nach Bremerhaven und durch das Cuxland weiter bis nach Cuxhaven. An zahlreichen Stellen kann man vom Rad auf ein Ausflugsschiff wechseln und damit die Blickrichtung ändern und vom Wasser aus auf die Weserlandschaft bewundern. Zu lang? Die fünftägige Tour „Mit dem E-Bike auf dem Weser-Radweg“ führt beispielsweise von Hannoversch Münden über Lippoldsberg, Holzminden und Bodenwerder nach Hameln und kostet inklusive vier Übernachtungen mit Frühstück, Leih-eBikes und Informationsmaterial ab 369 Euro pro Person im Doppelzimmer (www.weserbergland-tourismus.de). Von der Spree zur kleinen Meerjungfrau „Elektrisiert“ ist auch der Tourismusverband Mecklenburg-Vorpommern: Im April 2012 gab er den Startschuss für einen internationalen eBike-Fernradweg zwischen Berlin und Kopenhagen. Die Route ist 630 Kilometer lang und führt über Fürstenberg, Neustrelitz, Waren an der Müritz, Krakow am See und Güstrow nach Rostock. Dort setzt man mit der Fähre zum dänischen Hafen Gedser übersetzen, um danach die Radtour bis zur Hauptstadt Kopenhagen fortzusetzen. An 57 Ladestationen entlang der Strecke können sie ihre Akkus laden: Bei Hotels, Touristenbüros, Campingplätzen und Fährschiffen der Reederei Scandlines, die zwischen Rostock und Gedser verkehren, wurden die Ladegeräte installiert. An den Stationen finden die Radfahrer Ladesteckdosen, teils auch Schließfächer mit geladenen Akkus oder Boxen, in denen man das Rad einschließen und aufladen kann. Der maximale Abstand zwischen den Stromtankstellen beträgt 35 Kilometer (www.bike-berlin-copenhagen.com). eBikeVergnügen grenzenlos! ■ Autorin: Sabine Metzger [email protected] Insel-Hopping an der Ostsee Mehr als 250 Kilometer Radwege schlängeln sich über die Ostseeinsel Rügen. Ein Dorado für Pedalritter! Wären da nur nicht der Gegenwind und das hügelige Gelände. Hier ist ein Elektrofahrrad eine echte Alternative. Dank der Zusammenarbeit mit Movelo gibt es ein flächendeckendes Netzwerk an Akkuwechselstationen und Leihstationen für Elektroräder der Marke Swiss-Flyer. Und schon kann es losgehen, entlang der malerischen Küste, durch idyllische Fischerdörfer und ursprüngliche Birkenwälder. Wer das westliche www.ecartec.de ■ 35 „Eine Frage der Auslegung“ Induktion ist ein Zauberwort der Elektromobilität und wird immer mehr zur Option beim Aufladen batteriebetriebener Fahrzeuge gerade im öffentlichem Bereich. Das z.B. in den Niederlanden im Personennahverkehr eingesetzte kabellose Energieübertragungssystem Inductive Power Transfer (IPT) basiert auf magnetischer Resonanzkopplung. Die Technologie zeichnet sich durch Komfort und Sicherheit aus: Der Busfahrer kann den Ladevorgang bequem vom Cockpit aus über einen Monitor überwachen. D ie Initiatoren des Feldversuchs in Milton Keynes rechnen mit Einsparungen pro Elektro-Bus und Jahr von bis zu € 18.000. Wie kommt diese Summe zustande? Mathias Wechlin ist Global Product Manager bei der IPT Technology GmbH. Er koordiniert eine Projektgruppe die kabellose Energieübertragung von Elektrofahrzeugen erforscht und entwickelt. Wechlin: Sie haben einerseits einen wesentlich effizienteren Antrieb als mit Verbrennungsmotoren, hinzu kommen Stromkosten, die niedriger sind. Weitere Einsparungen ergeben sich aus der Möglichkeit, kleinere Batterien einzusetzen, womit sich die notwendigen Investitionen verringern. Dadurch werden die Fahrzeuge auch leichter und der Energieverbrauch pro Kilometer sinkt nochmal. Zudem müssen die Busse ihre Linie nicht extra verlassen, um zu Laden oder eine Batterie zu wechseln Das IPT-System lädt die Busse von der Fahrbahn aus. Wäre es nicht einfacher, von oben zu laden, das heißt, die Spulen von oben auf den Bus abzusenken? 36 ■ eMove Wechlin: Es wurden verschiedene Anordnungen diskutiert, beispielsweise eine Ladesäule am Straßenrand oder die Ladung von oben. Da sich die Ladestellen im öffentlichen Straßenraum befinden, muss beim Laden von oben darauf geachtet werden, welche anderen Fahrzeuge mit welchen Höhen dort noch unterwegs sind. Man denke nur an die vielen Doppeldecker-Busse in London. Bei Normal-Bussen wären dann sehr lange Absenk-Wege notwendig. Ein anderer Punkt ist die optische Erscheinung, die sicher nicht im Sinne eines jeden Stadtplaners wäre. Wie wartungsintensiv ist das IPT-Ladesystem? Häufige Aus- und An-Zyklen sowie mechanische und thermische Belastungen verringern doch die Lebensdauer des Systems. Wechlin: Das ist sicher richtig. Bei einzelne Elektronikkomponenten gibt es die Faustregel, dass ein Plus von zehn Grad Umgebungstemperatur um das Bauteil eine Halbierung der Lebensdauer bedeuten kann. Aber das ist auch eine Frage des Engineerings beziehungsweise der Auslegung. Bei unserem System haben wir eine sehr konservative Näherung, was Langzeiteffekte betrifft. Zudem verfügen wir über den Vorteil langjähriger Erfahrung mit kabellosen Systemen. Wir haben darüber hinaus sehr viel Sensorik eingebaut und bekommen so ein präzises Bild, in welche Richtung sich irgendwelche Schaltungsteile entwickeln könnten. Auf diese Weise können wir frühzeitig reagieren, wenn Abweichungen vom Sollzustand auftreten. Das System ist modular aufgebaut, das heißt, wir können sowohl die eigentliche Ladeeinheit als auch Teile innerhalb der Module wechseln, ohne große Montage- und Demontagearbeiten durchführen zu müssen. Es gibt natürlich auch mechanischen Verschleiß an der Straßenoberfläche, aber das haben wir auch im Griff, wie unsere induktiven Systeme in Turin zeigen, die dort jetzt schon zehn Jahre im Einsatz sind. Es gibt Vorbehalte gegen induktive Systeme wegen der möglichen Personengefährdung. Das Eindringen elektromagnetischer Felder in naheliegende, stromleitende Teile wie Blech, Eisen oder Münzen erzeugt parasitäre Ströme, die nicht nur den Wirkungsgrad verringern, sondern diese Bauteile auch erhitzen. Wechlin: Das ist ein Thema, das man berücksichtigen muss. Wie führen die magnetischen Feldlinien unserer Systeme so, dass sie dort hingehen, wo sie einen Nutzen haben und keine schädliche Wirkung erzeugen. Zudem lässt sich der Ladevorgang überwachen und auch ein Kontrollblick des Fahrers vor dem Auffahren auf die Ladestation stellt eine zusätzliche Sicherheitsstufe dar. Elektromagnetische Felder können aber auch zu anderen gesundheitlichen Risiken führen. Was ist mit Trägern von Herzschrittmachern oder Metallprothesen? Wechlin: Es gibt diverse nationale Standards und Vorschriften, die wir alle einhalten und deutlich unterschreiten. Was halten Sie von Systemen, die dynamisch laden und somit einen Betrieb von Elektro-Busen ohne Batterien ermöglichen? Wechlin: Für den Betrieb mit dynamischer Ladung müssen komplette Linien elektrifiziert werden. Weiter multiplizieren sich Umwelteinflüsse und Alterungseffekte, wenn auf kilometerlangen Strecken Elektronikeinheiten verbaut sind. Es wären schnelle Schaltungen notwendig. Damit würde sich ein sehr komplexes Gebilde aufbauen. Außerdem würden sehr lange elektrische Einspeiseleitungen entstehen, die zum einen Kosten und zum anderen Streckenverluste verursachen und so die Systemeffizienz drücken. Stichwort Netzlastmanagement. Neben einer gesteuerten Aufladung wäre doch auch eine Rückspeisung aus den Fahrzeug-Akkus denkbar. Wechlin: Das wird zwar immer mal wieder diskutiert, ist aber nur bedingt sinnvoll. Meistens hat man beim Bus einen fest definierten Verbrauch und es geht darum, genügend Energie ins Fahrzeug zu bekommen. Das Szenario gleicht ja nicht dem von Pkw, die einen großen Teil des Tages stehen und deren Batterien während der Nutzungspausen als Puffer genutzt werden könnten. Der Bus soll schließlich mindestens 95% der Zeit rollen. Wie schätzen Sie das Potenzial der induktiven Ladung per Hochfrequenztechnik ein? Wechlin: Theoretisch gibt es die Faustregel, je höher die Frequenz, desto kleiner werden die Komponenten. Mit einem häufigeren Feldwechsel wird die zu generierende Induktion höher. Sollen sehr hochfrequente Felder generiert und verarbeitet werden, braucht man aber auch entsprechend schnell schaltende Elemente. Auf dieser Seite gibt es heute natürliche Grenzen, schließlich müssen die Komponenten bezahlbar sein und zuverlässig arbeiten. Auch erreicht man mit hohen Frequenzen schnell Regionen, in denen andere Vorschriften gelten. Das heißt, es sind sehr viel mehr und andersartige Vorschriften, beispielsweise der Funk- und Radiotechnik, zu beachten. Typischerweise berücksichtigen diese keinerlei Aspekte einer Energieübertragungslösung. Ebenso sind Bauteile zur hochfrequenten Schaltung für die erforderlichen Stromgrößen derzeit nicht verfügbar. Bleibt man in den üblichen Spannungsbereichen, müssen viele Schalter parallel betrieben werden. Die Technik wird dann sehr komplex, teuer und störungsanfällig. Mit welcher Frequenz laden die englischen Busse und in welche Richtung wird Ihrer Meinung nach die Entwicklung gehen? Wechlin: Die aktuellen Systeme liegen im Bereich von 20 bis 40 Kilohertz. Mit heute verfügbarer Elektronik kann man Bereiche von 80 bis 90 Kilohertz erreichen. Bei den Entwürfen der Pkw-Standards zum kabellosen Laden ist die diskutierte Basis zwischen 80 und 85 Kilohertz angesiedelt. Es liegt also nahe, dies in künftige Standards beim Omnibus so zu übernehmen. ■ Das Interview führte Andreas Wolf, lastauto omnibus www.lastauto-omnibus.de www.ecartec.de ■ 37 Innerbetriebliches e-Carsharing im Tandem sitätsmitarbeitern für die Dienstfahrten zur Verfügung, während außerhalb dieser Zeiten das Fahrzeugt dem Tandem-Partner für den privaten Gebrauch zusteht, auch an den Wochenenden und im Urlaub. Sowohl die Universität als auch der Tandem-Partner zahlen für die Nutzung des Fahrzeugs jeweils € 250 im Monat. In diesem Betrag von € 500 sind neben den Leasinggebühren alle Kosten enthalten wie u.a. die Versicherung (Teil- und Vollkasko), die Energiekosten, Wartung, eventuelle Reparaturen etc. Auf dieser Weise werden die Betriebskosten für e-Mobilität „auf zwei Schultern gelegt“ und somit effektiv für jeden Partner halbiert! Geschäftsmodell zur Steigerung der Mobilität am Arbeitsplatz Bild: Marian Schrader Der Businessplan im Geschäftsmodell geht aber davon aus, dass auch die Leasingkosten in den kommenden Jahren mit den z.Z. noch hohen Einkaufspreisen der EMobile fallen werden. Aktuelle Modellbetrachtungen lassen annehmen, dass ein E-Mobil bei einem Preisverfall von 25% konkurrenzfähig sein kann gegenüber einem vergleichbaren, aktuellen Verbrenner, sodass auch das einfache e-Carsharing - ohne Tandem-Partner und ohne das Teilen des E-Mobils und Kosten - ein marktfähiges Geschäftsmodell wäre. Im Rahmen des Verbundvorhabens sollen die relevanten betriebswirtschaftlichen Faktoren hierzu untersucht werden, um ihren Einfluss auf das „optimale ökonomische Fenster“ definieren zu können. Seit Dezember 2013 wird an der Stiftung Universität Hildesheim die Alltagstauglichkeit von innerbetrieblichem Carsharing mit Elektroautos getestet. Unter der Leitung von Prof. Dr. Helmut Lessing vom Institut für Betriebswirtschaft und Wirtschaftsinformatik erprobt seine Arbeitsgruppe „Integration erneuerbarer Energien“ (IEE) ein innovatives Carsharing-Modell, bei welchem eine optimale Auslastung und eine nachhaltige Versorgung der Fahrzeuge erreicht werden soll. Weiterhin sollen alltägliche Hindernisse aufgedeckt und Verbesserungsvorschläge erarbeitet werden, die zu einer Optimierung des Geschäftsmodells führen sollen. Das TandemModell: So einfach wie möglich und so komplex wie notwendig. 38 ■ eMove D ie empirischen Untersuchungen zum innerbetrieblichen e-Carsharing sind Bestandteil eines der fünf Teilprojekte im Verbundvorhaben „eAutarke Zukunft“, welches von der IEE koordiniert wird. Das Verbundvorhaben ist Bestandteil des von der Bundesregierung geförderten „Schaufenster Elektromobilität“ der Metropolregion Hannover Braunschweig Göttingen Wolfsburg, dessen Ziel es ist, Elektromobilität in unterschiedliche Lebens- und Arbeitszusammenhängen zur Anwen- dung zu führen und sichtbar zu machen. Geschäftsidee: Innerbetriebliches Carsharing im Tandem Das an der Universität Hildesheim entwickelte „Tandem-Modell sieht vor, dass sich ein Mitarbeiter (Tandem-Partner) mit der Universität je ein Elektroauto teilen. In der Dienstzeit von 9:00-16:00 Uhr steht das Fahrzeug den Univer- Im e-Carsharing im Tandem spielen das Nutzerverhalten und die Streckenprofile eine wichtige Rolle. Wie oft und wie weit wird das Auto täglich gefahren? Wie ist die Verteilung zwischen privater und dienstlicher Nutzung? Systemschema des Tandem-Modell Diese und andere Fragen werden von der Arbeitsgruppe IEE in den kommenden zwei Jahren im laufenden Betrieb untersucht. Der laufende Betrieb Seit Mitte Dezember können zwei Tandem-Partner ein Elektroauto der Marke VW e-up! Ihr „Eigen“ nennen. Seit März sind weitere zwei Tandem-Partner dazu gekommen, sodass im Moment vier elektrisch betriebene Fahrzeuge verteilt auf zwei universitäre Standorte im Einsatz sind. Die e-Mobile müssen jeden Werktag um spätestens 9:00 Uhr an die Ladesäule angeschlossen werden (Ladeschrank mit vier mal 220 V/10A Anschlüssen), die über das universitäre Stromnetz versorgt wird. Ein Solarcarport wird z. Z. auf dem Universitätsparkplatz errichtet. Ein weiterer Solarcarport ist in Planung. Dadurch soll ein CO2neutrales Laden der Fahrzeuge gewährleistet werden. Zusätzlich zu den e-Mobilen ist die Anschaffung mehrerer Pedelecs angedacht, die auch über den Solarcarport oder an jeder beliebigen Bürosteckdosen aufgeladen und sowohl von Mitarbeitern als auch von Studierenden genutzt werden können. Für den Erfolg des Geschäftsmodells ist sowohl eine einfache Abwicklung der Reservierungsvorgänge als auch die reibungslose Übergabe des Autoschlüssels entscheidend. Hierfür hat die Arbeitsgruppe IEE ein Buchungsportal (zu finden unter: www.e2work.de) entwickelt, welches mittels eines Buchungsalgorithmus und unter Berücksichtigung verschiedener Parameter wie Restreichweite, Ladedauer, Nutzerprofil etc. die zeitliche Auslastungen der Fahrzeuge nach Universitätsstandorten anzeigt und auf dieser Weise die einzelnen Reservierungen koordiniert. Alle Entwicklungen folgen dem Credo: „So einfach wie möglich und so komplex wie notwendig“. Ausblick Im Dezember dieses Jahres werden Daten aus einem Jahr vorliegen. Dann wird sich zeigen, ob das Geschäftsmodell auch Aussichten auf einen Markterfolg hat. Zur Steigerung von Effizienz und „nachhaltiger“ Mobilität wird der Einsatz der Mobilitätskarte der Volkswagen AG sowie der Quicar-Technologie künftig angestrebt. Eines ist sicher: Alltagstauglich sind die E-Mobile bereits allemal. ■ Autoren Olexander Filevych (M.Sc.), Dipl.-Ing. Stephanie Biel (FH), Prof. Dr. Helmut Lessing, Institut für Betriebswirtschaft und Wirtschaftsinformatik, Universität Hildesheim www.ecartec.de ■ 39 Elektromobilität und Energiespeicherung Eine deutsch-französische Perspektive oder LEV, wo es mehr um hohe Energiedichte geht. Abhängig davon suchen wir die entsprechenden Batteriezellen aus. Dies bedeutet, dass wir nicht an eine bestimmte Zellentechnologie gebunden sind, sondern unserem Kunden eine ganze Bandbreite an Lösungen anbieten können. Bei unserer Arbeit genießen wir den Rückhalt eines der größten europäischen Energieversorger, der EDF Gruppe (Électricité de France). Des Weiteren verfügen wir über langjährige Partnerschaften mit den weltweit größten führenden Herstellern von Zellen und Akkumulatoren in Japan, Korea und Amerika. Nur ein Europäer fehlt hier noch. Welche Art von Partnerunternehmen interessiert Sie hierbei besonders auf dem deutschen Markt im Bereich Elektromobilität? FORSEE Power ist ein europaweit führender Hersteller von Energiespeichersystemen, Heimspeichern und Spezialbatterien mit mehr als 20 Jahren Erfahrung. Darüber hinaus entwickelt und produziert FORSEE Power individuelle Batterielösungen für die Elektromobilität, sowie für mobile und tragbare elektronische Geräte. Christophe Gurtner, Geschäftsführer von FORSEE Power, gibt Einblicke in die deutsch-französische Perspektive in Sachen Elektromobilität und Energiespeicherung. Bild oben: Energy & Power NMC Modul, Pouchzellentechnologie mit Flüssigkeitkühlung für große Systeme, wie z.B. Busse, LKWs) S eit diesem Jahr befindet sich ein neuer Mitstreiter auf dem deutschen Markt für Batterielösungen für die Elektromobilität und Energiespeicher: FORSEE Power. Herr Gurtner, was unterscheidet Sie von Ihren Wettbewerbern auf dem deutschen Markt? Christophe Gurtner: Zunächst einmal hat jeder Akteur auf dem deutschen Markt seine ganz eigenen Spezialgebiete und Kompetenzen. Was uns ausmacht, ist eine Kombination aus unserer langjährigen Erfahrung und den damit verbundenen Kenntnissen in der Entwicklung und Fertigung von Batterielösungen. Darüber hinaus 40 ■ eMove verfügen wir über Entwicklungs- und Produktionsstandorte in Europa, d.h. in Frankreich und Polen, sowie in Asien und vertreiben unsere Produkte auch in den USA. Außerdem verfügen wir über eine Vielzahl an Patenten im Bereich der Systemintegration, also mechanischer, thermischer und elektronischer Systeme sowie Hard/ Software Batteriemanagementsysteme. Mehr als eintausend Systeme von uns, die wir seit 2012 in Europa entwickelt und gefertigt haben, funktionieren seither tadellos in z.B. Bussen, Autos, Lastwagen und Energiespeichersystemen. Wir entwickeln und fertigen integrierte Systeme für unterschiedliche Anwendungen, wie z.B. für Hybridfahrzeuge, wo starke Leistung gefragt ist Gurtner: Neben weiteren Endkunden in Zentraleuropa sind wir sehr an wechselseitigen Partnerschaften oder eventuellen Beteiligungen interessiert, mit dem Ziel unser technologisches Portfolio und unsere Lösungskompetenz im Bereich der Batterieintegration zu ergänzen. Auch können wir uns vorstellen, Partnerschaften mit Unternehmen einzugehen, die für uns die endgültige Integration, die Inbetriebnahme und den Kundenservice für unsere großen Batteriesysteme für Busse, LKWs, Züge oder Energiespeicher übernehmen. Haben Sie schon erste Projekte mit deutschen Partnern umgesetzt? Gurtner: Ja, wir vertreiben unsere Lösungen bereits bei namenhaften deutschen Unternehmen. Bei den kleinsten Produkten, die mit unseren Batterielösungen arbeiten, handelt es sich um Geräte aus der Robotertechnik, wie z.B. einen Rasenmäher ohne Kabel, und aus der Medizintechnik. Auch haben wir z.B. ein Speichersystem von 430 kWh bei einem großen Industrieunternehmen im Automobilbereich und ein System von 40 kWh in einem deutschen Forschungsinstitut, welches für seine Kompetenz im Energiebereich bekannt ist, installiert. Welches sind Ihrer Meinung nach die Chancen und Risiken auf dem französischen und dem deutschen Markt im Bereich Elektromobilität und Energiespeicherung? Bewerten Sie den aktuellen gesetzlichen Rahmen in Frankreich als förderlich für eine nachhaltige Mobilität? Gurtner: Frankreich setzt sehr stark auf das elektrische Fahrzeug und subventioniert den Markt im großen Stil direkt, was in Deutschland nicht der Fall ist. Im Gegensatz dazu fördert Deutschland die Anschaffung von Systemen zur Energiespeicherung für den Eigenverbrauch, was für Frankreich nicht zutrifft. Beide Länder ergänzen sich. In Bezug auf den Markt für Elektrobusse scheint Frankreich den Deutschen etwas voraus zu sein, obwohl der deutsche Markt weitaus mehr Potential bietet. Des Weiteren haben wir in Frankreich eine große Anzahl an Herstellern von elektrischen vierrädrigen schweren Kraftfahrzeugen wie zum Beispiel Quads, welches in Deutschland weniger der Fall ist, und dies, obwohl auch hier das Marktpotential da wäre. Genug Gründe um uns genauer mit dem deutschen Markt zu beschäftigen. Welche Zellentechnologie stellt Ihrer Meinung nach die Zukunft für elektrische Fahrzeuge wie z.B. Busse oder Fähren dar? Gurtner: Es gibt nicht eine einzige Zukunftslösung sondern mehrere, die von der Anwendung abhängen: Bei der LastMiles Logistik überschreitet die tägliche Reichweite eines Fahrzeuges selten mehr als 60-80 km. Hier ist eine Batterie mit hoher Energiedichte und verhältnismäßig geringer Leistung notwendig, typischerweise eine Li-NMC. Für einen Hybridbus ist vor allem der Aspekt der Leistung wichtig, deshalb würde ich hier Superkondensatoren oder LithiumTitanat empfehlen. Bei einem Schnellladebus ist Lithium-Titanat notwendig, bei einem Bus oder LKW mit großer Reichweite, welcher über Nacht geladen wird, ist die Verwendung einer Batterie Li-NMC mit ca 200 kWh angebracht. All dies sind Lösungen, die wir bereits heute anbieten können. ■ Vielen Dank für das Gespräch. Christophe Gurtner ist seit 26 Jahren in der Batteriebranche tätig. Er arbeitete 13 Jahre für Saft Batteries in Deutschland und war zehn Jahre Geschäftsführer von Uniross Batteries. Vor drei Jahren gründete er FORSEE Power, dessen Geschäftsführer er ist. Energy & Power NMC Modul 7 kWh 18 kW - 90V www.ecartec.de ■ 41 Spielerei oder Wegbereiter für eine erfolgreichere E-Mobilität? Foto: Wikimedia.org, CC BY-SA 3.0 Vernetztes Fahrzeug Elektrofahrzeugen wird zukünftig ein präventives Lastmanagement – lokal im Haushalt wie auch auf Verbundnetz-Ebene – eine immer größere Rolle spielen. Eine größere Verbreitung von zeitvariablen Stromtarifen (auch einhergehend mit der Energiewende und dem sich damit entwickelnden Smart Grid) ist für die Zukunft ebenso wahrscheinlich. In den USA, wo zeitvariable Tarife bereits heute als Time of Use-Tarife bekannt sind, sind Preisunterschiede von 1000% zwischen Spitzenzeit nachmittags und Nebenzeit nachts möglich [2]. Dies macht eine intelligente Ladesteuerung notwendig, sofern der Vorteil der im Vergleich zu Verbrennern niedrigeren Betriebskosten nicht sofort wieder verloren gehen soll. Lösungsansätze – und neue Geschäftsmodelle Vor allem bei Reichweite und Ladedauer sowie dem hohen Anschaffungspreis sind aktuell keine Quantensprünge in der Entwicklung absehbar, so dass ein reines Austauschen von Verbrennungs- gegen Elektromotor in naher Zukunft keine Aussicht auf Erfolg bietet. Stattdessen sind Zwischenlösungen sowohl technischer als auch konzeptueller Art notwendig: Das mobile Internet, einer der wichtigsten technischen Trends unserer heutigen Gesellschaft, hält auch im „Vernetzten Fahrzeug“ Einzug, und verknüpft so physische mit informationeller Mobilität. Doch während bisherige Anwendungen wie Facebook- oder Twitter-Integration eher als Spielerei gelten können, kann eine Vernetzung im Falle von batterieelektrischen Fahrzeugen einen entscheidenden Beitrag zum Erfolg der E-Mobilität leisten. Doch um hier erweiterbare und wartbare Lösungen zu erzielen - gerade in Hinsicht auf die langen Produktentwicklungs- und -lebenszyklen in der Automobilindustrie - sind einige Grundsätze zu beachten. S eit Erstellung des „Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität der Bundesregierung“ im August 2009 hat sich auf dem Markt modellmäßig einiges getan so haben inzwischen auch die ersten deutschen Automobilhersteller ihre ersten rein elektrischen Serienmodelle wie BMW Das Problem der hohen den i3, Daimler die elektriAnschaffungskosten lässt sich sche B-Klasse oder VW den technisch nicht lösen e-Golf auf den Markt gebracht. Zahlenmäßig verläuft der Verkauf dagegen immer noch schleppend: Neben geringer Reichweite und langer 42 ■ eMove Ladedauer wird der Kunde vor allem durch die nicht flächendeckende und oft eingeschränkt zugängliche Ladeinfrastruktur in seiner Mobilität eingeschränkt (siehe etwa [1]). Auch der vergleichsweise hohe Anschaffungspreis stellt vor allem für Privatkunden ein erhebliches Kaufhemmnis dar. Weitere Herausforderungen sind mit einer zunehmenden Verbreitung der E-Mobilität absehbar: So geraten häusliche Stromanschlüsse in manchen Märkten (etwa USA oder Italien) bereits heute beim Laden eines Fahrzeugs an ihre Leistungsgrenze. Bei einer stärkeren Verbreitung von So können etwa die Probleme der geringen Reichweite und langen Ladedauer durch eine intelligente Navigationsfunktion abgemildert werden, die etwa die Route anhand von an der Strecke gelegenen, freien Ladesäulen berechnet, oder die eine intermodale Route erstellt und so das Elektroauto als einen Baustein in eine gesamthafte neue Mobilität integriert. Ebenso würde eine bereits bei Fahrtbeginn mögliche Ladesäulenreservierung dem Kunden die beruhigende Gewissheit geben, nicht an einer Ladesäule zu landen, die zwar routentechnisch optimal gelegen ist, aber von einem anderen Fahrzeug belegt wird. Das Problem der hohen Anschaffungskosten lässt sich technisch nicht lösen, vielmehr sind hier neue Mobilitätskonzepte gefragt. Carsharing-Systeme wie Car2go oder DriveNow bieten dabei eine optimale Plattform für Elektrofahrzeuge: Die Fahrzeuge werden meist nur für innerstädtische Fahrten von A nach B genutzt, wofür die elektrische Reichweite ausreichend ist. Durch die höhere Auslastung gegenüber Privatfahrzeugen werden die Anschaffungskosten auf alle Kunden verteilt, die zusätzlich von den niedrigen Betriebskosten profitieren. Gleiches kann je nach Fahrprofil auch für Flottenbetreiber gelten, Firmenstandorte bieten außerdem meist die Möglichkeit, die benötigte Ladeinfrastruktur selbst zu errichten. Abbildung 1 E-Smarts von Car2go am Potsdamer Platz in Berlin. Darüber hinaus sind weitere Einspar-Potentiale sowie neue Geschäftsmodelle für Fahrzeugbesitzer möglich, die gerade mit der Energiewende sowie der zunehmenden Verbreitung von dezentraler Energieerzeugung einhergehen: So bietet sich für Hausbesitzer mit privatem Elektroauto oder auch Flottenbetreiber die Möglichkeit, den benötigten Strom mittels Photovoltaik selbst zu erzeugen. Um den maximalen Nutzen zu erzielen, ist es notwendig, den Ladevorgang so zu optimieren, dass möglichst viel lokal erzeugter Strom selbst verbraucht wird. Bedingt durch die volatile Erzeugung aus Sonne und Wind wird es in Zukunft immer mehr notwendig sein, Stromverbraucher an der aktuell eingespeisten Leistung auszurichten (und nicht wie bisher die Erzeuger am aktuellen Verbrauch). Zu diesem Zweck kann ein Pool von Elektrofahrzeugen zusammengeschlossen werden, der so als Minuten- und sogar Regelleistungsreserve zur Netzstabilisierung dienen kann (siehe [3]). Besitzer der Fahrzeuge (privat oder auch Flottenbetreiber) können für die Bereitstellung ihrer Fahrzeuge eine finanzielle Vergütung erhalten. Des Weiteren könnten zukünftig Ele- www.ecartec.de ■ 43 kroautos als Energiespeicher dienen, indem sie Energie in Zeiten von Überangebot aufnehmen und in Zeiten von erhöhter Nachfrage wieder abgeben. Der Fahrzeugbesitzer kann so als Stromhändler auftreten und etwa von der Preisdifferenz zwischen Lade- und Abgabezeitpunkt profitieren. Vernetztes Fahrzeug als technische Voraussetzung Gemeinsame Voraussetzung für all diese Ansätze ist ein mit seiner Außenwelt vernetztes Fahrzeug - sei es, um dem Kunden Informationen anzuzeigen, für Ortung und Zugangsberechtigung bei Carsharing und Flottenbetrieb, und um den Ladevorgang des Fahrzeugs hinsichtlich der zuvor genannten Optimierungziele zu steuern. Die größte Herausforderung stellen hier die langen Entwicklungszyklen in der Automobilindustrie dar: Fahrzeuge, die heute entwickelt werden, kommen erst in 5-8 Jahren auf den Markt. Gerade in der E-Mobilität entwickeln sich aber Rahmenbedingungen aktuell ständig weiter (wie etwa beim Beispiel zur Regelleistungserzeugung, wo die regulatorischen Grundlagen aktuell noch erarbeitet werden). Ebenso entwickelt sich die Technologie der Außenwelt schneller weiter. Hierdurch ergibt sich noch mehr als bisher die Herausforderung, Funktionen nicht nur initial umzusetzen, sondern über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs weiterentwickeln oder auch nachrüsten zu können. Im Folgenden werden zwei Lösungsansätze zur Umsetzung von vernetzten Funktionen im Fahrzeug vorgestellt: Der erste Ansatz besteht darin, eine technische Plattform ähnlich moderner Smartphone-Betriebssysteme im Fahrzeug bereitzustellen. Die darauf laufenden Funktionen sind streng von der Plattform und damit vom Rest des Fahrzeugs getrennt und lassen sich so separat - auch über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs – weiterentwickeln. Falls allerdings eine tiefere Integration in die Fahrzeugelektronik unumgänglich ist (beispielsweise zur Steuerung des Ladevorgangs), kann der zweite Ansatz angewendet werden: Durch eine intelligente Funktionspartitionierung und generisch gestaltete Schnittstellen lassen sich relevante Funktionalitäten zu großen Teilen in ein Backend auslagern. Lösungsansatz 1: Der Plattform-Ansatz Seinen schnellen und überraschenden Erfolg ab 2007 gegenüber den damals marktbeherrschenden Mobiltele- 44 ■ eMove fon-Herstellern verdankte das iPhone (neben technischer Ausstattung und innovativem Touchscreen) der Tatsache, dass Apple nicht den Anspruch hatte, dem Kunden ein funktional perfektes Gerät auszuliefern, sondern vielmehr eine technische Plattform bereitzustellen (inkl. Konnektivität, Sensorik wie GPS und Kamera und Benutzerschnittstellen), die eine unabhängige Entwicklung und Bereitstellung von Funktionalitäten als Apps ermöglichte. Auf diese Weise bleiben selbst ältere Gerätegenerationen funktional für längere Zeit auf dem neuesten Stand. Andere Hersteller, vor allem um den Android-Entwickler Google, zogen schnell nach, der einstige Weltmarktführer Nokia verschlief den Trend dagegen und musste seine Mobiltelefon-Sparte inzwischen sogar an Microsoft verkaufen. Eine Betrachtung des Automobil-Marktes zeigt, dass sich dieser Plattformansatz auch hier immer mehr durchsetzt. Beispiele für In-Vehicle Infotainment(IVI)-Plattformen sind die Linux-basierte Plattform der GENIVI Alliance oder die auf der CES 2014 bekanntgegebene Androidbasierte Open Automotive Alliance um Google, Audi und GM. Selbst am Einsatz von Webtechnologien wie HTML5 im Fahrzeug wird verstärkt gearbeitet (siehe etwa [4]). Aber so viele Vorteile die Einführung einer solchen IVIPlattform auch bietet, so hält ihre Einführung auch einige Hürden bereit. Aus diesen Gründen lässt es sich manchmal nicht vermeiden, vernetzte Funktionen auf einem oder auch mehreren nativen Steuergeräten im Fahrzeug umzusetzen, wodurch diese wieder den zuvor beschriebenen Einschränkungen wie langen Entwicklungszyklen und der fehlenden Updatemöglichkeit unterworfen sind. Diesem Problem lässt sich mit einem durchdachten Systementwurf zumindest entgegenwirken. Dabei sind vor allem zwei Regeln zu berücksichtigen: »» Schichtenarchitektur in Verbindung mit einer durchdachten Funktionspartitionierung: Sicherheitskritische und fahrzeugnahe Funktionen sollten im Fahrzeug umgesetzt werden, alles andere in einem Backend. Als Faustregel Anwendungsfälle Technische Plattform In erster Linie handelt es sich dabei um eine strategische Entscheidung, bei der es nicht nur um die Auswahl der Technologie selbst, sondern auch um die des Technologiepartners geht. Ebenso ist die organisatorische Umsetzung erfolgsentscheidend. Noch weitaus mehr als bei der klassischen Funktionsentwicklung im Fahrzeug gilt es, die verschiedenen Fachbereiche einzubinden: Neben den Funktionsentwicklern und der für die Systemgestaltung auf Fahrzeugseite verantwortliche E/E (Elektrik/ Elektronik)-Architekturstelle muss der Offboard-IT-Bereich eng in die Entwicklung eingebunden werden, um so eine durchdachte Gesamtarchitektur des vernetzten Systems sicherzustellen. Einen Weg zu Analyse und Auflösung der Komplexität technischer und organisatorischer Schnittstellen kann hierbei die S.I.B Methode® bieten (siehe extra Kasten). Der zuvor vorgestellte Plattform-Ansatz stellt für reine Infotainment-Anwendungen eine nachhaltige und funktional erweiterbare Lösung dar. Für bestimmte Anwendungen wie etwa die zuvor angesprochene Ladesteuerung sind allerdings eine tie- »» Skalierbare Schnittstelle: Unterstützt werden muss diese Schichtenarchitektur durch eine generische Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Außenwelt. Diese darf nicht nach dem aktuell benötigten Wertebereich spezifiziert werden, sondern muss den Kontext des Systems berücksichtigen. Die Fallstudie weiter unten verdeutlicht dies anhand eines Beispiels. Die Architekturvariante in Abbildung 4 berücksichtigt diese Entwurfsregeln. Auf diese Weise gelingt es, spezifische und volatile Fachlogik in ein Backend-System auszulagern und damit die Entwicklungszyklen von Fahrzeug und Außenwelt zu entkoppeln. Somit wird es möglich, auch über den Lebenszyklus des Fahrzeugs auf neue Anforderungen zu reagieren. Tabelle 1: Vergleich zwischen Plattformund nativem Ansatz. Plattform-Ansatz Native Umsetzung mit generischer Schnittstelle Alle nicht-sicherheitskritischen vernetzten Vernetzte Funktionen mit Integration ins Funktionen Fahrzeugbordnetz Integrierte In-Vehicle Infotainment-Plattform Klassische E/E-Architektur, native Implementierung Bereitstellung modularer Funktionen der Funktion auf einem oder mehreren Steuergeräten (App-Prinzip) und Updatemöglichkeit Zugriff auf Fest definierte, lesende Schnittstellen auf das Klassische Integration ins Fahrzeug-Bordnetz Fahrzeug-Ressourcen Fahrzeug-Bordnetz (lesend und schreibend) Architektur Typischerweise Client-Server-Architektur Schichtenarchitektur aus Onboard- und Offboard-Anteilen, Logik kann beliebig in Fahrzeug oder Backend dadurch Entkopplung der verschiedenen Entwicklungszyklen partitioniert werden Intelligente Funktionspartitionierung (so wenig wie möglich und nur generische Logik im Fahrzeug) Schnittstelle Fahrzeug – Keine spezifischen Design-Anforderungen, da Kritisch, da auf Fahrzeugseite nicht änderbar Außenwelt auch auf Fahrzeugseite jederzeit anpassbar Fachlich skalierbares Schnittstellendesign notwendig Leistungsfähigkeit Unterstützung moderner Technologien Stark abhängig von der Hardware des jeweiligen Steuergeräts wie HTTP(S), XML, Browser-Funktionalität Typischerweise Konnektivität über Mobilfunknetz Vorteile Nachteile Lösungsansatz 2: Native Umsetzung mit generischer Schnittstelle gilt: So viel Logik wie nötig und so wenig wie möglich ins Fahrzeug. fere Integration in das Fahrzeug-Bordnetz sowie der Zugriff auf spezielle Hardware-Ressourcen wie die Ladeschnittstelle notwendig. Updatemöglichkeit, Funktionen im Direkter Zugriff auf Fahrzeugfunktionen möglich Fahrzeug halten mit Außenwelt Schritt Keine technischen Vorbedingungen notwendig Keine Steuerung von Fahrzeugfunktionen möglich Fehlende Updatemöglichkeit auf Fahrzeugseite Hohe initiale Investition Design-Fehler können nicht rückgängig gemacht werden Schlüssel- Strategische Entscheidung Funktionspartitionierung sowie Design der Herausforderungen benötigt, unter Umständen komplexe Onboard-Offboard-Schnittstelle entscheidend organisatorische Umsetzung Aktuelle Beispiele GENIVI (u. a. Volvo, BMW, Bosch, Nvidia), Open (Auswahl) Automotive Alliance (u. a. Google, Audi, GM), --- AutoLinQ (Continental), Tizen (Intel, Linux Foundation, Samsung) www.ecartec.de ■ 45 Abbildung 2: Architekturvariante 1: Nicht-skalierbare Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Backend Abbildung 3: Architekturvariante 2: Schichtenarchitektur und generische Schnittstelle zwischen Fahrzeug und OEM Backend Die folgende Fallstudie soll diesen Ansatz am Beispiel der bereits erwähnten intelligenten Ladesteuerung verdeutlichen (siehe vorhergehende Seite). Fallstudie: Intelligente und erweiterbare Ladesteuerung Ein Automobilhersteller möchte seinen Kunden eine Funktion anbieten, die ein backend-gestütztes Stromtarif-optimiertes Laden seines neuen Elektroautos an der heimischen Wallbox ermöglicht. Dazu wird eine Partnerschaft mit einem sogenannten Tarif-Aggregator geschlossen, der die Tarife aller Energieversorger auf dem Zielmarkt über eine Backend-Schnittstelle bereitstellt. Die technische Kommunikation zwischen Fahrzeug und Backend soll hier nicht näher betrachtet werden, möglich sind hier Mobilfunk, WLAN oder Power Line Communication (wie in der ISO 15118 als Value Added Service spezifiziert). Folgende Anforderungen werden an Funktionalitäten und Schnittstellen gestellt: »» Bereitstellung von Kosteninformationen: Der Tarif-Aggregator soll alle Tarife, typischerweise für einen Markt, in einer Form bereitstellen, die dem Fahrzeug die Berechnung eines kostenoptimalen Ladeplans ermöglicht. »» Schnittstelle Fahrzeug-Backend: Das Fahrzeug teilt die vom Kunden gewünschte Abfahrtszeit mit und erhält als Antwort einen Kostenverlauf für den Zeitraum zwischen aktueller Zeit und Abfahrtszeit. »» Ausführung eines kostenoptimalen Ladeplans: Das Fahrzeug muss auf Basis der erhaltenen Informationen einen kostenoptimalen Ladeplan abarbeiten. Im ersten Schritt wird die in Abbildung 2 gezeigte Architektur erarbeitet, die alle Anforderungen erfüllt. Das Fahrzeug ruft die Funktion Kosten(t) ab, die den Strompreisverlauf in Euro pro kWh darstellt, und berechnet basierend darauf einen kostenoptimalen Ladeplan. Im späteren Projektverlauf ergeben allerdings Marktabfragen, dass Kunden mit eigener Photovoltaik-Anlage ihre Elektrofahrzeuge vor allem mit ihrer lokal erzeugten Energie laden möchten. Da die zuvor entworfene Architektur diese neuen Anforderungen nicht ohne weiteres unterstützt, werden mehrere Szenarien bewertet. Die in Abbildung 3 gezeigte Architektur wird schließlich auf Basis der zuvor vorgestellten Entwurfsregeln umgesetzt, anstatt eine weitere Schnittstelle im Fahrzeug zum Backend des Photovoltaik-Anlagenbetreibers umzusetzen. Für den Automobilhersteller ergeben sich dadurch zusätzlich die folgenden Vorteile: 1. Durch die Einführung eines eigenen Backends hat der Fahrzeughersteller die Schnittstelle ins Fahrzeug komplett unter Kontrolle. Eine Schnittstellenänderung durch einen der Partner bricht nicht mehr die statische Schnittstelle im Fahrzeug, nötige Änderungen können vielmehr im eigenen Backend relativ schnell nachgezogen werden. 2. Die Logik zur Ladeplanberechnung wurde ins Backend ausgelagert. Auf diese Weise lassen sich bestehende Optimierungsfunktionalitäten zukünftig weiterentwickeln sowie völlig neue Funktionalitäten, wie etwa eine Integration in 46 ■ eMove ein Energiemanagement-System des Kunden, realisieren. 3. Die generische Schnittstelle zwischen Fahrzeug und OEM Backend unterstützt auch zukünftige Anforderungen: Das Fahrzeug überträgt mit Abfahrtszeit und benötigter Energiemenge alle nötigen Randbedingungen für eine backend-seitige Optimierung. Außerdem erhält das Fahrzeug anstatt spezifischer fachlicher Informationen nur noch einen generischen Leistungsverlauf, da mit den gegebenen Randbedingungen aus beliebigen Eingangsgrößen ein optimierter Leistungsverlauf berechnet und vom Fahrzeug abgearbeitet werden kann. vorgestellte Entwurfsansatz angewendet werden. Aber auch darüber hinaus sind skalierbare Schnittstellen und eine modulare Architektur Entwurfsziele, die in jedem vernetzten System, ob auf einer statischen oder erweiterbaren Plattform laufend, berücksichtigt werden sollten. ■ Dipl.-Ing. Markus Gulden Technologieberater, Zielpuls GmbH S.I.B.-Methode®: Erkennung und Reduktion von Schnittstellenkomplexität Socio-technical Interface Breakdown-Methode® Trend geht zur integrierten IVI-Plattform Auch wenn die heute in Fahrzeugen verbauten IVI-Systeme den Vergleich mit aktuellen Smartphone-Plattformen (noch) scheuen müssen, lassen die bereits bestehenden und kürzlich bekannt gegebenen Kooperationen eine rasante Entwicklung im Bereich Fahrzeug-Infotainment erwarten. Durch die Entwicklung von neuen Sicherheitskonzepten und -technologien wie Firewalls und Whitelists im Fahrzeug wird darüber hinaus zukünftig eine tiefere Integration in das Fahrzeug-Bordnetz möglich werden. Bis ein Hersteller eine derartige Plattform zur Verfügung hat, kann zur Entwicklung kurzfristig geforderter vernetzter Funktionen der zuvor Quellen: [1] Stromversorger bremsen BMW i3: „Die Ladesäule, an der Sie stehen, gibt es gar nicht“, Manager Magazin vom 26.2. 2014, http://www.manager-magazin.de/unternehmen/autoindustrie/fahrberichtbmw-i3-rwe-eon-vattenfall-etc-verschlafen-e-mobilitaet-a-955489.html [2] Pacific Gas and Electric Company, Electric Schedule E-7 residential Time-of-use service, Stand 28.5.2014, http://www.pge.com/tariffs/tm2/pdf/ELEC_SCHEDS_E-7.pdf [3] BMW Group, Gesteuertes Laden V3.0, http://www.erneuerbar-mobil.de/de/projekte/foerderung-von-vorhaben-imbereich-der-elektromobilitaet-ab-2012/kopplung-der-elektromobilitaet-an-erneuerbare-energien-und-deren-netzintegration/projektflyer-netzintergration/ flyer-gl-3.0.pdf [4] W3C Automotive and Web Platform Business Group, http://www.w3.org/community/autowebplatform/ [5] Isenberg et al., Enabling Rich Web Applications for In-Vehicle Infotainment, http://www.w3.org/2012/11/web-and-automotive/submissions/webautomotive1_submission_31.pdf Socio-technical Interface Breakdown (S.I.B.)-Methode® Womit wird Komplexität in heutigen innovativen Entwicklungsprojekten beherrschbar gemacht und wie kann ein deren erfolgreicher Abschluss sichergestellt werden? Diese Fragestellungen sind unter anderem zentraler Ausgangspunkt für den Geschäftserfolg innovativer Unternehmen. Die S.I.B. Methode® reduziert im Rahmen von innovativen Entwicklungsprojekten effektiv Schnittstellenkomplexität. Besonders die Wechselwirkung der technischen mit den organisatorischen Schnittstellen führt zu einem explosionsartigen Anstieg der Komplexität und somit zur erhöhten Wahrscheinlichkeit des Projektscheiterns bzw. -verzugs. Genau diese Schnittstellenkombinationen werden analysiert. Die Ergebnisse werden sodann bewertet und mittels genormter Darstellungswerkzeuge einfach und übersichtlich modelliert und dargestellt. Die S.I.B. Methode® ist ein Werkzeug zur Zusammenführung und Bewertung der unterschiedlichen Sichtweisen. Dies ermöglicht es, technische und koordinative Zusammenhänge für komplexe, Bereichsübergreifende Wertschöpfungsketten zu erfassen und zu bewerten, um so eine belastbare Machbarkeitsaussage innerhalb kürzester Zeit zu erstellen. www.ecartec.de ■ 47 Neue Systeme für Fahrerassistenz und Fahrzeugvernetzung Continental präsentiert im Rahmen des Forschungsprojekts UR:BAN (Urbaner Raum: Benutzergerechte Assistenzsysteme und Netzwerkmanagement) neue Systeme für Fahrerassistenz und Fahrzeugvernetzung für die Stadt. Die Systeme sollen den Fahrer im dichten Stadtverkehr zum einen unterstützen und die Sicherheit erhöhen und zum anderen vorausschauendes und umweltschonendes Fahren ermöglichen. Ziel ist es, die Zahl der Verkehrsunfälle auf innerstädtischen Straßen zu reduzieren und, wenn dies nicht möglich ist, die Unfallschwere zu mildern sowie die Verkehrseffizienz und den Fahrkomfort zu erhöhen. I n komplexen Verkehrsszenarien wie im Stadtverkehr ist es besonders anspruchsvoll, Gefahren zu erkennen und situationsgerecht zu reagieren. Um Autofahrer beim Durchfahren von Engstellen, bei Spurwechseln, im Längsverkehr und in Notsituationen zu unterstützen, werden von Continental in der Projektsäule „Kognitive Assistenz“ gemeinsam mit weiteren Automobilzulieferern und -herstellern leistungsfähige Assistenzsysteme 48 ■ eMove in der Stadt erforscht und prototypisch dargestellt. „Mit der Entwicklung neuer Assistenzsysteme zur sicheren Quer- und Längsführung im innerstädtischen Straßenverkehr wollen wir den Fahrer entlasten und schwere Unfälle in Städten vermeiden“, sagte Dr. Stefan Lüke, Leiter des Teilprojekts „Sichere Quer- und Längsführung“ und in der Continental Division Chassis & Safety im Bereich Zukunftsentwicklung für Fahrerassistenzsysteme & Auto- mation verantwortlich. Die vier Funktionen dieses Teilprojekts beinhalten Engstellen-, Gegenverkehrs- und Spurwechselassistenz sowie die umgebungsabhängige Geschwindigkeitsempfehlung durch haptisches Feedback. „Die Funktionen fördern einen gleichmäßigen Verkehrsfluss, steigern die Effizienz und reduzieren die Umweltbelastung im dichten städtischen Verkehr. Darüber hinaus tragen sie dazu bei, dass auch unsichere Verkehrsteilnehmer souverän und sicher ihren Weg durch den Stadtverkehr zurücklegen können.“ Der Schlüssel für diese Assistenzfunktionen liegt in der zuverlässigen Erkennung anderer aktiver und passiver Verkehrsteilnehmer sowie weiterer zu beachtender Objekte einschließlich der zum Teil sehr komplexen Umgebung in Städten wie beispielsweise Schilder, Ampeln oder parkende Fahrzeuge. Eine entscheidende Rolle spielt dabei die eingesetzte Umfeldsensorik: Vier Nahbereichsradare an den Fahrzeugecken, ein nach vorne schauender Fernbereichsradar sowie eine Stereokamera erfassen und erkennen das Umfeld vor, neben und hinter dem Fahrzeug und sorgen so für eine Rundumsicht. Der Engstellenassistent unterstützt den Fahrer beim Durchfahren enger Passagen, beim Vorbeifahren an Fahrzeugkolonnen in Nachbarfahrstreifen, an stehenden Hindernissen oder parkenden Fahrzeugen durch Lenkeingriffe ähnlich denen eines Spurhalteassistenten. Ist die verbleibende Durchfahrbreite zu gering für das eigene Fahrzeug, wird der Fahrer frühzeitig durch ein akustisches Signal und durch Anzeigen von Symbolen im Kombiinstrument gewarnt oder bei mangelnder Reaktion sogar durch eine automatische Sicherheitsbremsung unterstützt. Der Gegenverkehrsassistent bewertet, ob entgegenkommende Fahrzeuge beim Passieren einer Engstelle zum Problem werden könnten. Ist der Raum zu knapp, um gleichzeitig mit dem Gegenverkehr die Engstelle zu passieren, wird der Fahrer informiert, dass ein Anhalten notwendig ist. Der Spurwechselassistent mit Rundumsicht entlastet den Fahrer auf innerstädtischen Straßen mit mehreren Fahrstreifen. Dafür ermittelt dieses System die Position des eigenen Fahrzeugs im Fahrstreifen und überwacht mit Hilfe der Um- feldsensoren den Raum um das Fahrzeug herum – auch nach hinten. Basierend auf diesen Informationen kann der Assistent feststellen, ob ein gefahrloser Spurwechsel möglich ist und diesen auf Wunsch des Fahrers assistiert durchführen. Das Ziel der Funktion ist es, das Fahrzeug harmonisch und sicher auf den Nachbarfahrstreifen zu führen. Die Lenk- und Längsführungsassistenz kann der Fahrer dabei jederzeit durch Lenken oder Bremsen überstimmen und abbrechen. Eine umgebungsabhängige Geschwindigkeitsempfehlung soll das Fahren im gesamten Stadtverkehr sicherer und effizienter gestalten. Über Änderungen des angeforderten Motormoments und haptische Rückmeldungen am Accelerator Force Feedback Pedal (AFFP), einem aktiven Gaspedal von Continental, erhält der Fahrer direkt am Fuß eine Empfehlung, seine Geschwindigkeit eventuell zu reduzieren. Dadurch können Fahrer ihr Fahrverhalten vorausschauender planen, kritische Situationen früher erkennen und entspannter am Ziel ankommen. Neben der sicheren Quer- und Längsführung ist Continental ebenfalls an anderen Teilprojekten beteiligt. Bei der Erforschung von Fahrerassistenzpotenzialen im urbanen Raum steht im Rahmen der Verfeinerung des Umfeldmodells die zuverlässige Erkennung von Fußgängern und Technologisch stellt automatisiertes Fahren die Evolution des bereits eingeschlagenen Pfads der Fahrerassistenzsysteme dar. Dr. Stefan Lüke ist Leiter des Teilprojekts „Sichere Quer- und Längsführung“ und in der Continental Division Chassis & Safety im Bereich „Zukunftsentwicklung für Fahrerassistenzsysteme & Automation“ tätig. www.ecartec.de ■ 49 Welle erreicht.“ Mit intelligenter Infrastruktur die grüne Welle reiten Mit Fahrzeugvernetzung und Kommunikation mit der Infrastruktur erweitert Continental den Horizont des Fahrers und hilft den Verkehr im urbanen Raum sicherer, effizienter und komfortabler zu machen. Radfahrern im Vordergrund. Insbesondere zur Vermeidung von Unfällen mit Fußgängern wird an Noteingriffen mit kombiniertem Ausweichen und Bremsen gearbeitet. Der Schutz schwächerer Verkehrsteilnehmer gewinnt zunehmend an Bedeutung, zumal er auch in den Kriterienkatalog für den Euro NCAP-Crashtest zur Bewertung neuer Fahrzeuge mit aufgenommen wurde. Effizienter und sicherer Stadtverkehr durch Vernetzung und Kommunikation Dass der städtische Verkehr besser fließt, effizienter und sicherer wird, wenn Fahrzeuge mit Ampelanlagen sprechen und Informationen aus dem Internet bekommen, zeigt Continental im Projekt „Vernetztes Verkehrssystem“ von UR:BAN. Bereits bei simTD, einem der bisher weltweit größten Forschungsprojekten zu Carto-X-Technologie (C2X), wurde die Alltagstauglichkeit von C2X unter Alltagsbedingungen und die Verbesserung der Verkehrssicherheit und Aufrechterhaltung des Verkehrsflusses nachgewiesen. „Im Prinzip vernetzen wir Fahrzeuge mit intelligenter Infrastruktur. So schaffen wir einen erweiterten elektronischen Horizont, der vorausschauendes Fahren über die Sichtweite des Fahrers hinaus ermöglicht“, erklärte Dr. Hongjun Pu, Projektmanager für Advanced Technologies im Continental Geschäftsbereich Infotainment & Connectivity. „Haben wir zum Beispiel Informationen über Schaltzeiten von Ampelanlagen und wissen zugleich, wo sich ein Fahrzeug bewegt, können wir vorausberechnen, in welchem Geschwindigkeitsbereich das Fahrzeug die grüne 50 ■ eMove Über das mobile Netz bekommt das Fahrzeug ortsbezogene Daten zu den Ampelschaltungen. Diese werden im Fahrzeug dann zusammen mit Positionsdaten, beispielsweise vom M2XPro-Modul (Motion Information to X Provider) von Continental, zu einer Geschwindigkeitsempfehlung entlang der wahrscheinlichsten Route (Most Probable Path) für die nächsten Kilometer berechnet. Continental kann so auf Basis von Daten vorhersagen, wie man im urbanen Verkehr möglichst flüssig und effizient vorankommt. Fahrzeughersteller können dieses Prinzip nutzen, um den Fahrer entweder direkt zu informieren oder beispielsweise die Längsregelung, im Einklang mit der Abstandsregelung zum Vorausfahrenden, anzupassen. Nähert sich ein Fahrzeug dann einer Kreuzung, kommuniziert die Ampelanlage über den für die Fahrzeug zu Fahrzeug und Infrastruktur Kommunikation definierten WLAN Standard ITS-G5 direkt mit dem Fahrzeug. Mithilfe dieser unmittelbaren Kommunikation erhält das Fahrzeug zuverlässige und präzise Daten der Kreuzung, zu Ampelphase, Kreuzungsgeografie und -geometrie sowie geltenden Geschwindigkeitslimits über die sogenannten Nachrichtenpakete MAP (Intersection Topology) und SPaT (Signal Phase and Timing). So können auch aktuelle Ereignisse wie Notschaltungen oder ausfallende Fahrstreifen bei Baustellen an das Fahrzeug weitergegeben werden. Der Fahrer erfährt auf welchem Fahrstreifen er sich einordnen muss und mit welcher Geschwindigkeit er noch bei Grün über die Ampel kommt oder doch bei Rot stoppen muss. „Das macht den Verkehr zum einen flüssiger, kann aber auch dafür verwendet werden, eine Segelstrategie mit Energierückgewinnung rechtzeitig vor einem unvermeidbaren Stopp einzuschalten oder die Start-Stopp Automatik kurz bevor die Ampel auf Grün schaltet, für den Start des Motors vorzubereiten“, erläutert Pu. „Mit der Kombination aus direkter und indirekter Kommunikation zwischen Fahrzeug und Infrastruktur, können wir sowohl den Horizont des Fahrers mit Daten aus dem Internet erweitern, als auch unmittelbare Ereignisse an Kreuzungen in die Fahrstrategie einberechnen.“ ■ sMove360° 4. Internationale Fachmesse für Connected Car www.smove360.de 21. – 23. Oktober 2014, Messe München mit vielen verschiedenen Kongressen Connecting Mobility Markets! www.ecartec.de ■ 51 für vernetzte Fahrzeuge Auto eine IPAdresse bekommt. Von einer permanenten Vernetzung mit kontinuierlichen Fahrzeug- und Fahrer-Rückmeldungen profitieren dann Entwicklung, Produktion, Vertrieb und Kundenservice gleichermaßen. Es entsteht beim Autohersteller eine Art „Product Lifecycle Management“ unter Einbeziehung des Kunden und es ergeben sich ganz neue Geschäftsmöglichkeiten. Daten müssen in die richtigen Zusammenhänge gebracht werden „Wollen die Autohersteller ihre vernetzten Kunden langfristig an sich binden, müssen sie ihre Vertriebsprozesse fit machen für ein proaktives Kundenmanagement“, erklärt Horst Leonberger, Leiter des Konzerngeschäftsfelds Vernetztes Fahrzeug bei der Telekom. Ziel der OEM muss es sein, eigene autospezifische Services zu vermarkten und ein eigenes Ecosystem aufzubauen. Hierbei unterstützt T-Systems die Autohersteller tatkräftig: Um Produktfehler schneller orten zu können, vor allem die sogenannte „gefühlte Fehlersuche“ ihrer Werkstattspezialisten zuverlässiger zu machen, suchen gleich mehrere deutsche Automobilbauer jetzt gemeinsam mit T-Systems die Lösung in Big Data-Analytics. Täglich anfallende Millionen von Diagnosedaten der weltweit bis zu 350 000 Vertragswerkstätten werden schnellstmöglich abgeglichen. Ursachen eines Defekts werden eingrenzt, die Lösung eines Problems dem Kunden schnell präsentiert. Bild: Deutsche Telekom Autohersteller (OEMs) stehen heute vor der Herausforderung, ihre Produkte und Dienstleistungen noch kundengerechter zu gestalten, damit sie im starken Wettbewerb bestehen können. Der Autokäufer von heute erwartet nicht nur perfekte Qualität bei seinem Neuwagen, er bringt In Zukunft sind Fahrzeuge, Kunden, Umgebung, Werkstatt und Hersteller auch hohe Erwartungen an Leonline miteinander über die Cloud verbunden. Die zunehmende Digitalisiebensdauer und Garantie- und rung und Vernetzung der modernen Fahrzeuge nimmt schon heute starken Kulanzleistungen mit. Gleichzeitig erwartet er von der BranEinfluss auf die Produktentwicklung. Durch Facebook & Co verändern sich che zunehmend Lösungen für Kundenansprache und Serviceangebote. Mobilität, die auch andere Verkehrsträger einschließen und nicht beim Produkt Auto haltmachen. Für die Autoindustrie gilt daher, aus der stark ie Informations- und Datenmenge, die durch zunehmenden Datenmenge diejenigen Informationen eine umfassende Vernetzung von Personen, herauszufiltern, die für sie relevant sind und die beispielsUnternehmen und einzelnen Gegenständen weise dazu beitragen können, einen engeren Kundenentsteht, wächst jede Sekunde weiter. Für 2011 kontakt herzustellen. D.h. die verschiedenen Datenquelvermeldete das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analylen - inklusive Fahrzeugdaten, Kommunikationsdaten se- und Informationssysteme (IAIS) gerade, dass weltweit aus Social Media und Kundenkommunikation - müssen 1,8 Zettabyte an Daten produziert wurden (1 Zettabyte aggregiert, nutzbar gemacht und entsprechend ausgeist eine 1 mit 21 Nullen). Auch in der Automobilbranche wertet werden. Hier kommen die verschiedensten Big schnellt das Datenaufkommen in die Höhe, und zwar Data-Analysemöglichkeiten zum Einsatz (siehe Kasten). durch neue Telematiksysteme, immer mehr Computerchips, Applikationen, Elektrokomponenten und verBig Data bietet neue Möglichkeiten schiedene Einzelteile, die ebenfalls Daten zum Einsatz, und Geschäftsfelder Verschleiß oder Fehlern liefern. Im Bereich Industry Solutions Automotive & Mobility bei der Deutschen TeleIn Zukunft kommunizieren Fahrzeuge untereinander, mit kom wird prognostiziert, dass in den nächsten Jahren die dem Fahrer, dem Hersteller, ihrer Umgebung und vielfältiübermittelten Daten pro Fahrzeug im Monat von circa 4 gen Serviceanbietern. Das alles wird möglich, sobald das MB auf 5 GB anwachsen werden. Gleichzeitig steigt die D 52 ■ eMove Da Big Data auch mobilitäts- und standort-basierte Services umfasst, ist unter anderem eine mobile Unterstützung bei der Reiseplanung und dem Informations-Management von aktuellen Verkehrs- und Wettermeldungen möglich. In Kombination mit den persönlichen Kalenderdaten wird so ein neuer Service möglich - „Predictive Travel & Traffic Management“. Ein Wandel vom reinen Autoproduzenten zum Mobilitätsanbieter steht bevor. Händler können die Auslastung ihrer Werkstätten bewusst steuern und optimieren, in dem sie dem Kunden dann einen Rabatt gewähren, Bild: Deutsche Telekom Big Data Anzahl der vernetzten Fahrzeuge insgesamt. Nach einer Studie der Unternehmensberatung Oliver Wyman sollen im Jahr 2016 bereits 80% der global verkauften Autos vernetzt sein. Damit werden dann weltweit etwa 210 Millionen vernetzte Wagen auf den Straßen rollen. Eine Explosion der zu übertragenden und zu verarbeitenden Datenmengen ist zu erwarten. wenn er zu einem bestimmten, von ihnen vorgeschlagenen Termin kommt. Und Versicherungen haben durch neue Services wie das Rückverfolgen oder Sperren gestohlener Fahrzeuge die Möglichkeit, dem Fahrer eines vernetztes Fahrzeugs günstige und auf ihn zugeschnittene Tarife anzubieten. Nach einer Studie der Unternehmensberatung Oliver Wyman sollen im Jahr 2016 bereits 80% der global verkauften Autos vernetzt sein. Telematikdienste für Flottenmanagement Auch Flottenbetreiber können ihre Autos und Lkws durch die intelligente Auswertung elektronischer Fahrzeugdaten besser auslasten. Der zur Cebit 2013 vorgestellte „Mobility Manager“ von T-Systems sammelt elektronische Fahrzeugdaten und überträgt sie an eine zentrale Datenbank in der Cloud. Dort werden sie nahezu in Echtzeit ausgewertet und mit weiteren Daten, etwa zur aktuellen Verkehrslage, zusammengeführt. Daten über das Fahrverhalten erlauben es, besonders spritsparendes Fahren zu honorieren. Auch hilft beispielsweise die Smartphone-Anwendung „Smart Tanken“, die nächstgelegene Tankstelle zu finden, bei der der Flottenbetreiber einen günstigen Rahmenvertrag hat. Der Dienst „Parkmanager“ unterstützt Fahrer, verfügbare Parkplätze in Parkhäusern entlang der eigenen Geo-Position zu finden. ■ www.ecartec.de ■ 53 technischen Fragen die Durchschnittsnote 3,5 auf einer Schulnotenskala. Bei der Begeisterungsfähigkeit der Verkäufer (Durchschnittswert von 3,9) und der Verkäufereinstellung zum Thema E-Mobilität (Durchschnittswert von 4,1) herrschen ebenfalls erhebliche Defizite. „Die Verkäufer als Schlüsselpersonen können häufig ihre Produkte nicht richtig vermarkten, weil sie weder die Kundensegmente der Early Adopter gut genug kennen und entsprechend adressieren können noch die nötige Begeisterungsfähigkeit besitzen. Die aber ist gerade bei potenziellen Käufern einer neuen Technologie wie Elektromobilität besonders wichtig. Auch bietet sich noch ein erhebliches Potential, Elektromobilität für neue Käuferschichten erlebbar zu machen und so zu erschließen. Das gelingt durch verbesserte Beratung und Präsentation insbesondere der Vorteile bzw. Value-added-Services auf der Verkaufsfläche“, sagt Jürgen Sandau. Kurzfristige Probefahrten sind sehr selten möglich Autohäuser stehen (noch) auf der Bremse Kienbaum-Studie zum Vertrieb von Elektrofahrzeugen A utohäuser tun sich schwer mit dem Vertrieb von Elektroautos: Autoverkäufer haben häufig eine ablehnende Haltung gegenüber Elektrofahrzeugen und können auf technische Fragen nicht zufriedenstellend antworten. Das ist das Ergebnis einer Studie zum Vertrieb von elektrisch betriebenen Fahrzeugen der Managementberatung Kienbaum. Für die Analyse wurden 52 Autohäuser von 18 verschiedenen Marken anhand von fünf Dimensionen bewertet. mit jedoch schon alle Probleme gelöst? Bei weitem nicht - denn der Engpass auf dem Weg von der guten Idee zum erfolgreich verkauften Elektrofahrzeug scheint sich in der Wertschöpfungskette lediglich nach hinten verschoben zu haben: in den Vertrieb“, sagt Jürgen Sandau, Leiter der Studie und Direktor bei Kienbaum in der Global Practice Group Automotive. Verkäufern mangelt es an Begeisterung und Fachwissen „Spätestens mit der Modelloffensive der vergangenen zwölf Monate bei vielen Herstellern ist Licht am Horizont in Bezug auf die Elektromobilität zu erkennen. Sind da- Das Verkaufspersonal der Autohäuser steht den E-Autos häufig noch skeptisch gegenüber. In der KienbaumStudie erzielen die Verkäufer bei der Beantwortung von 54 ■ eMove Die von Kienbaum überprüften Autohäuser präsentieren und positionieren ihre Elektrofahrzeuge nicht optimal: So werden E-Autos beispielsweise zumeist nicht besonders ansprechend positioniert gegenüber Autos mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren. Bei nur 14% der Autohäuser war es überhaupt möglich, sich ein Elektrobzw. Plugin-Hybridfahrzeug anzuschauen. Nur sechs Prozent konnten eine kurzfristige Probefahrt realisieren. „Das Innovative am E-Auto zu erleben, genau das ist es aber, was die potenziellen Käufer benötigen und begeistert. Gerade im Bereich Elektromobilität spielt die emotionale Vermarktung eine große Rolle - der Kunde muss professionell beraten und von den Vorzügen der noch unbekannten Technologie überzeugt werden, wozu insbesondere auch das Fahrerlebnis zählt. Denn Elektromobilität ist mehr als eine Öko-Entscheidung“, sagt Kienbaum-Berater Jürgen Sandau. Positivbeispiel: Tesla zeigt, dass es auch anders geht Es gibt auch positive Beispiele für die Präsentation und Vermarktung von Elektroautos: Die Autohäuser der Marke Tesla konnten mit einem modernen und innovativen Store-Design und mit technischen Mitteln zur Unterstützung des Verkaufs (z. B. interaktive Touchpads und Imagevideos) überzeugen. Damit schneidet der E-Mobiliy-Vorreiter Tesla weitaus besser ab als andere Marken wie Mercedes-Benz und VW. Insgesamt scheinen die Hersteller jedoch für das Thema Elektromobilität vertriebsseitig noch nicht ausreichend vorbereitet zu sein. Während bei Einführung neuer konventioneller Modelle zum Beispiel spezielle LaunchTrainings für Händler stattfinden, scheinen die meisten Verkäufer kein entsprechendes Trainings-Angebot speziell für Elektrofahrzeuge genossen zu haben. Auch die Incentivierungsmodelle für die Händlerorganisation sind vielerorts nicht auf den Absatz von Elektrofahrzeugen ausgerichtet, weil diese in der Regel zunächst noch deutlich erklärungsbedürftiger und damit beratungs- und zeitintensiver sind. „Sowohl bei der Konzeption solcher Trainings für die neuen Verkaufsherausforderungen bei E-Autos als auch bei an Elektrofahrzeuge angepassten Vergütungsmodellen haben die Autokonzerne großen Nachholbedarf“, sagt Jürgen Sandau. ■ Drive System for Mobility • Traction or Gen-Set • Up to peak 100kW • Powered with 250V-400V www.KolektorDrives.com • [email protected] www.ecartec.de ■ 55 E-Mobility Reloaded Die Batterie gilt als Knackpunkt für die Entwicklung von leistbaren und leistungsfähigen Elektroautos. AIT forscht in Zusammenarbeit mit der Industrie an den nächsten Generationen elektrischer Energiespeicher. I n unseren Städten herrscht dicke Luft. Der Straßenverkehr bläst Unmengen von Stickoxiden, Feinstaub und CO2 in die Luft – das macht uns zuweilen das Atmen schwer und trägt zudem in erheblichem Ausmaß zum Klimawandel bei. In Österreich und auch auf europäischer Ebene gilt daher die emissionsfreie Elektromobilität als umweltfreundliche Alternative zur benzin- und dieselgetriebenen Fortbewegung auf vier Rädern. zweifellos sagen, dass ein leistungsfähiger und kostengünstiger Energiespeicher ein wichtiger Türöffner für die Elektromobilität der Zukunft ist“, so Atanaska Trifonova, Themenkoordinatorin für Elektrische Energiespeicher am AIT Mobility Department. Auf den Punkt gebracht Die Luftqualität in unseren Städten und der Klimawandel erfordern dringend neue umweltfreundliche Lösungen So sollen bis 2020 etwa in Deutschland eine Million und für den Individualverkehr. Wenn es nach der österreichiin Österreich 250.000 Elektrofahrzeuge auf den Straßen schen Regierung geht, sollen bis unterwegs sein. Zu den größten 2020 250.000 Elektroautos auf den Hindernissen auf dem Weg in diese österreichischen Straßen unterwegs ambitionierte elektrische Mobilitäts„Ein leistungsfähiger und kostensein. Der Weg dorthin ist allerdings zukunft zählt der Energiespeicher. günstiger Energiespeicher ist ein noch mit zahlreichen wissenschaftliObwohl in den vergangenen Jahwichtiger Türöffner“ chen Herausforderungen gepflastert ren in puncto Reichweite, LadezeiAtanaska Trifonova – vor allem im Bereich Energiespeiten und Kosten bereits Fortschritte AIT Mobility Department cher. Gefordert sind in erster Linie erzielt wurden, sind dennoch weieine hohe Kapazität, lange Lebenstere Verbesserungen notwendig, dauer, hohe Effizienz und gute Umweltverträglichkeit. um die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen bei der BevölDas AIT Mobility Department hat sich in den vergangekerung zu steigern und somit der Elektromobilität auf nen Jahren umfangreiches Knowhow auf diesem Gebiet breiter Basis zum Durchbruch zu verhelfen. „Man kann 56 ■ eMove erarbeitet und stellt der Industrie von der Materialoptimierung bis zum Testen der Batterie alle Services aus einer Hand zur Verfügung. Die Schwerpunkte liegen auf der Optimierung der Lithium-Ionen-Technologie, aber auch auf Energiespeichern für die Post-Lithium-Ära. One-Stop-Shop für die Industrie Die derzeit bereits am Markt befindlichen Fahrzeuge setzen auf Lithium-Ionen-Technologie, wie sie auch in Laptops und Smartphones schon längere Zeit zum Einsatz kommt. Das Prinzip: Beim Laden werden Lithiumionen von der Kathode (meist einem Lithium-Metalloxid) durch eine Elektrolytlösung zur Anode (üblicherweise aus Grafit) gepumpt und dort eingelagert. Beim Entladen fließt Strom für den Antrieb, und die Ionen wandern wieder zurück zur Kathode. Für den Einsatz im Fahrzeug sind natürlich wesentlich höhere Anforderungen zu erfüllen als bei Laptop und Co. Neben Sicherheit, Kosten und Lebensdauer definiert sich die Qualität einer Batterie vor allem über die Energiedichte, die ein wichtiges Maß für die erzielbare Reichweite des Fahrzeugs ist, sowie die Leistungsdichte, von der unter ande- rem Beschleunigung, Fahrgeschwindigkeit und Ladezeiten abhängen. „Obwohl der LithiumIonen-Akku vor allem mit seiner hohen Energiedichte und langen Lebensdauer punkten kann, gibt es derzeit keine Technologie, die alle Anforderungen zu 100% erfüllt“, so Trifonova. „Es gilt also immer, den bestmöglichen Kompromiss zu finden. Und das geht nur, wenn man den gesamten Wertschöpfungsprozess der Batterieentwicklung im Auge hat.“ Das AIT Mobility Department beschäftigt sich als einzige Forschungsgruppe österreichweit ganzheitlich mit diesem Thema – von der Entwicklung von Materialien und Batteriemanagementsystemen über Modellierung, Simulation und Prototyping bis hin zur umfassenden Validierung und Prüfung von Zellen, Modulen und Systemen nach industriellen Testprotokollen. Hochspannung garantiert Um für die künftigen Entwicklungen auf dem Batteriesektor gerüstet zu sein, wurden in den letzten Monaten entscheidende Erweiterungen in der Laborinfrastruktur vorgenommen. „Der Markt für elektrochemische Energiespeicher ist sehr dynamisch und die Anforderungen an Forschung, Entwicklung und Prüfung sind dementsprechend hoch“, erklärt die Expertin. So geht der Trend dahin, dass die Nennspannungen der Einzelzellen in den nächsten Jahren stark ansteigen werden. Für die Industrie ist es daher wichtig, möglichst früh im Entwicklungsprozess abschätzen zu können, ob die eingesetzten Materialien für die Hochspannungszellen der Zukunft auch wirklich geeignet sind. Das Department hat deshalb die Möglichkeit geschaffen, die Grundstoffe der Batterie – also Elektroden und Elektrolyte – in einer industrienahen Testumgebung unter verschiedenen klimatischen Bedingungen auf Herz und Nieren zu prüfen. Aber auch die Systemspannungen der Fahrzeuge werden in den kommenden Jahren stark nach oben gehen. Immerhin arbeiten in heutigen Elektroautos wie dem Nissan Leaf oder dem Renault Kangoo bereits Batterien mit 360 bis 400 Volt. Um diesem Trend gerecht zu werden, wurde unter anderem eine leistungsfähige 600 Volt Testanlage installiert, mit deren Hilfe gesamte Batteriepacks zusammen mit der Elektronik, dem Kühlsystem und dem Batteriemanagementsystem getestet werden können. Bild links: Explosionsgeschützter Klimaschrank mit Zyklierer. www.ecartec.de ■ 57 Kraftpaket aus Europa Eingesetzt wird dieses Knowhow nicht nur für Kundenservices, sondern auch in zahlreichen nationalen und internationalen Forschungsvorhaben, wie etwa im europäischen Großprojekt EuroLiion. Das Konsortium aus Industrie und Forschung hat sich das ehrgeizige Ziel gesetzt, eine Lithium-Ionen-Batterie mit einer Energiedichte von über 200 Wh/kg zu entwickeln – das wäre eine Steigerung von ca. 30% gegenüber derzeit verwendeten Energiespeichern. Durch den Einsatz einer Silizium-basierten Anode, modifizierten Kathodenmaterialien und neuen Elektrolyten soll eine Batterie entwickelt werden, die hohe Reichweiten, kurze Ladezeiten und geringe Kosten garantiert. In einem ersten Schritt definierten die ExpertInnen des AIT die Mindestanforderungen für die neuen Komponenten und lieferten damit die Basis für die Materialentwicklung. Die fertigen Zellen werden anschließend umfassenden elektrischen und klimatischen Tests unterworfen. Damit soll überprüft werden, ob die neue Technologie auch den realen Betriebsbedingungen gewachsen ist. SmartBatt Prototype & Module 58 ■ eMove Parallel dazu wird die Zelle in ein hochauflösendes elektrothermisches Modell gegossen. Diese virtuelle Zelle ermöglicht die Simulation von Alterungsprozessen und unterschiedlichen Anwendungsfällen und erleichtert die Integration in das Fahrzeugkonzept. Den Abschluss bildet eine Lebenszyklusanalyse, die neben den technischen Aspekten auch die Kosten, Umweltverträglichkeit und langfristige Verfügbarkeit der eingesetzten Materialien berücksichtigt. Das Konsortium umfasst neben namhaften europäischen Forschungseinrichtungen wie der TU Delft und der Universität Cambridge auch Batterieunternehmen und führende Fahrzeughersteller wie Renault und Volvo. „Die Entwicklung ist daher stark an den praktischen Anforderungen der Automobilindustrie ausgerichtet“, so Trifonova. „Damit soll sichergestellt werden, dass die im Rahmen dieses Projekts entwickelte Technologie sehr rasch Eingang in den Markt findet.“ Forschung für die nächste Batteriegeneration Am Mobility Department denkt man aber auch schon über das Lithium-Zeitalter hinaus. „Theoretisch sind natürlich auch andere Leichtmetalle für den Bau von Batterien geeignet. Ein ernst zu nehmender Kandidat für die nächste Batteriegeneration ist zum Beispiel Magnesium“, erläutert Trifonova. Dieser Ansatz wird im FFG-Projekt MagIC zusammen mit VARTA micro innovation, AVL und der Technischen Universität Graz verfolgt. Durch eine hauchdünne Magnesiumfolie als metallische Anode, eine Magnesiumverbindung als Kathode und einen verbesserten Elektrolyt soll der Leichtmetall-Energiespeicher einen wesentlichen Schritt in Richtung nächster Batteriegeneration darstellen. Der Vorteil dieses zukunftsrelevanten Konzeptes besteht darin, dass die geplante Zelle eine doppelt so hohe Energiedichte aufweist wie Lithium-Ionen-Zellen und durch die Magnesiumanode auch um einen Faktor 24 günstiger ist. Zudem verfügt Österreich über reiche Magnesiumvorkommen – anders als bei Lithium, das großteils aus Südamerika stammt. Der Haken: Mit dem völlig neuen elektrochemischen System betritt man absolutes Forschungsneuland, denn die einzelnen Komponenten müssen komplett neu entwickelt und aufeinander abgestimmt werden. „In Europa sind wir die ersten, die mit konkreten Entwicklungen auf diesem Gebiet begonnen haben“, meint Trifonova. „Mit diesem Vorstoß sollen die österreichischen Kompetenzen im Bereich Magnesium-IonenZelle gebündelt werden, um der heimischen Industrie einen Vorsprung bei dieser zukunftsträchtigen Technologie zu verschaffen.“ Das Interesse an der Magnesiumzelle ist auf europäischer Ebene bereits sehr groß – kurz nach dem Start des Projekts im Vorjahr meldeten Forschungsgruppen aus Deutschland und Schweden Interesse an einer Zusammenarbeit an. ■ 350 km/h schnelles Elektromotorrad D as US-Unternehmen Lightning Motorcycles hat ein extrem schnelles Elektromotorrad mit Straßenzulassung präsentiert. Der um die 149 kW/203 PS starke E-Motor der LS-218 ermöglicht laut dem Hersteller eine Höchstgeschwindigkeit von 350 km/h. Bei moderatem Tempo reiche eine Akkuladung für rund 160 Kilometer, die Batterie lasse sich in weniger als 30 Minuten an einer Schnellladestation wieder aufladen. Optisch unterscheidet sich das vollverkleidete Modell kaum von konventionell angetriebenen Sportmaschinen. Lightning Motorcycles vertreibt die LS-218 über seine Homepage zu Preisen ab 38.888 US-Dollar (rund € 28.370). ■ superbike aus modena A us Modena, der Wiege des italienischen Motorsports, kündigt sich das erste elektrische Superbike mit Straßenzulassung an: Energica Ego lautet der Name des Elektromotorrads, das mit beeindruckenden technischen Daten aufwartet. Angetrieben wird es durch einen ölgekühlten, Permanentmagnet-Elektromotor, der 100 kW und ein Drehmoment von 195 Nm leisten soll. Dieser beschleunigt das Motorrad in weniger als 3 Sekunden auf Tempo 100, die Spitzengeschwindigkeit ist auf 240 km/h beschränkt. Der Stahlrohrrahmen mit der Schwinge aus gegossenem Aluminum beinhaltet die Akkus, die mit einer Kapazität von 11,7 kWh bei sanfter Fahrweise eine Reichweite von bis zu 190 km ermöglichen sollen. Auf der Rennstrecke reichen sie allerdings nur 50 km weit. Die weitere Ausstattung des Ego ist eines Suberbikes würdig: 17“-Räder aus geschmiedetem Alumium, Marzocchi-Gabel und Öhlins-Federbein, Bremsen aus dem Hause Brembo und ein abschaltbares ABS von Bosch. Das Gesamtgewicht beträgt 258 kg. ■ Die Energico Ego beschleunigt in weniger als 3 Sekunden auf Tempo 100. flüsterLeises hybrid-motorrad S pezialtruppen sollen sich in unwegsamem Gelände leise an Gegner heranschleichen können. Deshalb soll ein Motorrad mit Elektro- und Benzinantrieb entwickelt werden. Die DARPA, der Entwicklungsarm des US-Verteidigungsministeriums, hat die Entwicklung eines Hybrid-Motorrads in Auftrag gegeben. Logos Technologies soll ein geländetaugliches Zweirad entwerfen, das sowohl leises Fahren mit Elektroantrieb, als auch einen schnellen Rückzug mit Benzinmotor ermöglicht. DARPA stellt für eine sechsmonatige Forschungsphase 100.000 Dollar zur Verfügung. Logos Technologies plant, ein fertiges Elektro-Motorrad des Herstellers BRD Motorcycles umzubauen. Das Modell RedShift MX ist ein vollelektrisches Motocross-Gerät, das am Markt für 15.000 Dollar erhältlich ist. Das Modell soll um einen zusätzlichen Verbrennungsmotor erweitert werden. In der reinen Elektro-Konfiguration stehen 40 PS und zwei Stunden Fahrzeit bei voller Ladung zur Verfügung. Wie weit das Militär-Hybrid-Bike kommen wird, hängt vom Volumen des zusätzlichen Benzintanks ab. ■ RedShift MX Motorrad, das als Basis für ein ultraleises Militär-HybridMotorrad dienen soll. www.ecartec.de ■ 59 tionalität viel Energie benötigt. Zusatzanwendungen wie zum Beispiel elektrische Boost-Funktionen und selbst elektrisches Gleiten werden ebenfalls möglich. Durch Rekuperation wird die Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt und in der 48-Volt-Batterie gespeichert. Bis zu 15% Kraftstoff können so bei NEDC-Zyklus gespart werden. Der Autor des Artikels Dr. Peter Birke hat 1997 seinem Doktorabschluss in Materialwissenschaft gemacht. Nach Stationen im Fraunhofer Institut und bei VARTA wechselte Birke 2005 zur Continenatal AG, wo er verschiedene leitende Positionen im Fachbereich Hybrid Electric Vehicle übernahm. Heute hat Birke die Leitung Advanced Cell & Battery Technology bei der SK Continental E-motion. Je höher die Speicherdichte der Batterierohstoffe ist, desto effizienter wirken diese in der Batterie Zuverlässigkeit über die gesamte Lebensdauer Mit modernen Lithium-Ionen-Batteriesystemen auf der sicheren Seite In einem sind sich viele Automobilhersteller und die Zulieferindustrie einig: Moderne Lithium-Ionen-Batteriesysteme bilden heute die technologische Basis für Hybrid- und Elektroautos. Während die Absatzzahlen von komplett elektrisch betriebenen Fahrzeugen noch verhältnismäßig gering sind, haben gerade die Hybridsysteme, in denen ein konventionell betriebenes Fahrzeug durch elektrische Anwendungen maßgeblich unterstützt wird, bereits den Status der Massentechnologie erreicht. 48-Volt-Systeme stellen dabei die perfekte Komponente für Hybridfahrzeuge dar. D iese Technologie ist nicht nur kostengünstig in bereits bestehende Automobil-Serienstrukturen integrierbar, sie bietet auch jede Menge Vorteile in der Anwendung und natürlich für die Umwelt. Damit diese Batterietechnologie eine größtmögliche Sicherheit über die gesamte Lebensdauer bietet, ist allerdings auf Herstellerseite eine Menge Erfahrung gefragt. Denn wie für alle Lithium-Ionen-Batterien gilt: Erst eine Vielzahl von Tests, die richtigen Rohstoffe und Systemkomponenten bestimmen über Zuverlässigkeit auch in Extremsituationen. 60 ■ eMove Die Vorteile von 48-Volt-Systemen überzeugen: Denn 48-Volt-Systeme lassen sich einfach und ohne maßgebliche Veränderung des Antriebsstranges oder der Isolierung, etwa des Kabelbaums, in konventionell betriebene Fahrzeuge integrieren. Auf der Leistungsseite bieten 48-Volt-Batteriesysteme endlich eine zuverlässige Energiequelle für das in den letzten Jahren durch viele Verbraucher stark belastete Bordnetz. Die 48-Volt-Batterie unterstützt maßgeblich den elektrischen Motor, der durch die Start/Stopp-Funk- Um diese Vorteile perfekt nutzen zu können, bedarf es zweifelsohne einer perfekten Abstimmung aller notwendigen Fahrzeugkomponenten. So wird für die Start/ Stopp-Funktionalität ein Startergenerator mit Leistungselektronik benötigt, ein bidirektionaler DC/DC-Converter sorgt für den Energieaustausch zwischen 48-Volt- und 12-Volt-Netz. Dazu kommen die Lithium-Ionen-Batterie und das Antriebs- und Energiemanagement. Je besser diese Solisten zusammenarbeiten, desto zuverlässiger funktioniert das Gesamtorchester – idealerweise kommt dabei das Gesamtsystem als Einheit aus einer Hand. Auf Komponentenebene ist also stets die Kompetenz und Erfahrung eines automotiven Systemlieferanten gefragt. Die Zuverlässigkeit muss dabei über die gesamte Lebensdauer betrachtet werden. Das gilt generell für alle Batteriesysteme – auch im Hochvoltbereich. Im Besonderen aber für Lithium-Ionen-Batterien, die eine hohe Energiedichte besitzen und dennoch ein hohes Maß an Sicherheit bereits auf der Zellebene bieten. Vorausgesetzt, dass die Zellen aus verschiedenen Ebenen betrachtet und entsprechende Tests definiert werden. Entscheidend für die Zuverlässigkeit über die gesamte Lebensdauer ist deshalb bereits die Wahl der Aktivmaterialien, die wiederum im direkten Zusammenhang mit der Energiedichte stehen. Grundsätzlich gilt: Je höher die Speicherdichte der Batterieaktivmaterialien ist, desto höher sind die Herausforderungen an das Sicherheitsmanagement. Hier ist das Know-how des Zellherstellers gefragt, Sicherheit und Energiedichte bereits auf Zellebene effizient zu vereinigen – von der Auswahl des Elektrolyten mit hochsiedenden Carbonaten bis zum Einsatz eines besonders sicherheitsorientierten Separators. So bietet der koreanische Zellhersteller SK Innovation einen keramikbeschichteten Separator an, der Sicherheit und gleichzeitig eine hohe Leistungsfähigkeit bereitstellt. Höhere Sicherheit durch Pouch-Zellen Auch die Wahl einer Pouch-Zelle mit einer Aluminium- Kompakte Abmessungen, viele Vorteile: Eine 48V-Batterie des deutsch-koreanischen Herstellers SK Continental E-motion verbundfolie statt einer Zelle im Hardcase, also einer festen Metallhülle, kann die Sicherheit erhöhen. Eine Hardcase-Zelle besitzt eine Art Sollbruchstelle, die bei einem Druckaufbau exakt oberhalb der zu vertretenden Toleranzgrenze öffnen muss – dabei können bereits hohe Drücke und Temperaturen anliegen. Zudem kann sich dieser Öffnungsmechanismus über den Lebenszyklus der Batteriezelle verändern – etwa weil sich gealterte Zellen im Gesamtaufbau verziehen. Daher müssen diese Zellen aufwendig unter hohem Druck verspannt werden, um sie stets so in Form zu halten, dass sie sich im definierten Rahmen öffnen. Bei einer Pouch-Zelle ist diese Situation viel komfortabler. Die Siegelnaht öffnet bei hohen Temperaturen und Druck rechtzeitig und kontrolliert, unabhängig von einer mechanischen Verspannung; und das ganz ohne Einschränkungen in der Lebensdauer bei einem Betrieb innerhalb der Toleranzen. Um eine im Gesamtsystem langfristig funktionierende Batterie mit möglichst homogenem Leistungsverlauf über die gesamte Lebensdauer garantieren zu können, ist auf Zellebene die wichtige Kenntnis der Kapazität und des Innenwiderstands (der direkt die Verlustwärme beeinflusst) besonders zum Lebensdauerende gefragt. Diese hängt wiederum wesentlich von der Ausgestaltung der Betriebszyklen ab. Ist der Speicher „zu klein“, kann er zum Lebensdauerende nicht mehr den Anforderungen an die Sicherheit genügen, da die Zelle zu wenig Kapazität und einen zu hohen Innenwiderstand aufweist. Ist der Speicher „zu groß“, ist er vom Volumen, Gewicht und Kosten her nicht mehr attraktiv. Hier gilt es, die „Energie“ exakt bereitzustellen, erst dann sind die Hausaufgaben perfekt erledigt. Erst www.ecartec.de ■ 61 fristig die Zuverlässigkeit, denn eine Zelle, die weniger altert und höhere Kapazitätsreserven am Lebensdauerende bereitstellen kann, kann auch unvorhergesehene Belastungen besser meistern. Von der richtigen Zellchemie bis zur Systemebene – erst umfangreiche Tests und Simulationen garantieren Sicherheit auf allen KomponentenEbenen durch komplexe Simulation können wesentliche Lebensdauervorhersagen erreicht werden. Diese Simulation muss viele Parameter berücksichtigen und zählt zu einer der wesentlichen und wichtigen Kernkompetenzen eines Systemlieferanten – unabhängig, ob es sich um eine 48-Volt-Batterie handelt oder um ein Batteriesystem für Hybridfahrzeuge oder vollelektrisch angetriebene Fahrzeuge. 48-Volt-Batteriesysteme bieten zusätzliche Sicherheitsvorteile 48-Volt-Batterien weisen gegenüber Hochvoltbatteriesystemen für Hybridfahrzeuge (HEV) – die typischerweise zwischen 200 und 400 Volt arbeiten – eine deutlich geringere Spannung auf, müssen auf der anderen Seite jedoch viele bekannte HEV-Funktionen trotzdem mit abdecken. Die Batteriezellen müssen deshalb sehr robust und auf höchste Leistung ausgelegt sein. Dies ist mit heutigen Li-Ionen-Zelltechnologien möglich, wenn in der Entwicklung die eben erwähnten Parameter beachtet werden und die Qualität der verwendeten Rohstoffe stimmt. Man kann die Erweiterung der Anwendungsgebiete zusätzlich durch eine Erhöhung der Kapazität unterstützen. Damit die Strombelastung durch die Zelle einfacher realisiert werden kann, kann bei gleicher Leistungsauslegung (Lagendicke) die Zahl der Zelllagen erhöht werden. Die Zelle wird so weniger belastet und altert weniger im Betrieb. Dadurch entstehen weniger Verlustleistung und weniger Wärme. Die Kühlung kann daher viel einfacher und kompakter ausgelegt werden. All diese „Features“ steigern lang- 62 ■ eMove Der naheliegende Grund, weshalb ein 48V-LiIonen-Batteriesystem zusätzliche Sicherheitsvorteile als ein Hochvoltsystem besitzt, ist jedoch die geringere Spannung, die mit unter 60 Volt auch erheblich zur Personensicherheit im Falle von Wartung/Reparatur oder etwa im Falle eines Unfalls beiträgt. Naheliegend: Je geringer die verwendete Spannung ist, desto weniger schwerwiegend sind Unfälle durch die Berührung stromführender Leitungen. Das entsprechende Personal benötigt nicht zwangsläufig eine Hochvoltqualifikation, sollte dennoch natürlich auf das System geschult sein. Zudem ist der Energiegehalt relativ gering. Eine 60Ah-12VBlei-Säure-Batterie weist 720 Wh auf, eine 48V10Ah Li-Ionen-Batterie nur 480 Wh. Hier gilt der einfache Dreisatz: Je weniger Energie gespeichert ist, desto weniger kann im Falle eines Unfalls auch freigesetzt werden. Zuverlässigkeit und Sicherheit mit 48V-Batteriesystemen Zusammengefasst sind 48-Volt-Batteriesysteme also nicht nur perfekt positioniert in der Anwendungsvielfalt zwischen 12-Volt- und HEV-Batteriesystemen im Hochvoltbereich, sie bieten auch eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit. Die Frage, ob 48-Volt-Batteriesysteme nicht schon deshalb auch der „bessere“ HEV-Energiespeicher sind, muss indes individuell vom Fahrzeughersteller beantwortet werden. Schließlich ist die Bandbreite der Konzepte auf dem Weg zur vollelektrischen Mobilität groß und die jeweiligen Lastenhefte der Hersteller an die Zulieferbetriebe entsprechend umfangreich. Hier werden die Unternehmen punkten, denen der Spagat gelingt, schnell und flexibel integrierte Batteriesysteme bedarfsgerecht für die jeweiligen Anforderungen entwickeln zu können, ohne dabei Parameter wie Sicherheit und Zuverlässigkeit zu vernachlässigen. ■ Autor Dr. Peter Birke Leiter des Fachbereichs Advanced Cell & Battery Technology, SK Continental E-motion pionier Tesla bereits Marktführer mit seinem Model S. Die Marke aus dem Silicon Valley setzte im Jahr 2013 16.150 Einheiten seiner Oberklasse-Limousine in den USA ab. Dabei profitiert der Hersteller bereits von den Kaufprämien für Elektrofahrzeuge. ■ Bis 2025 sollen 3,3 Millionen Elektroautos über amerikanische Straßen rollen. Bisher konnten die hochfliegenden Erwartungen nicht erfüllt werden. 3,3 Millionen elektroautos in den Usa D ie Staaten Kalifornien, Connecticut, Rhode Island, Vermont, Massachusetts, Maryland, New York und Oregon haben ein detailliertes Programm ausgearbeitet, um Anreize für Privatleute und Geschäftskunden zu schaffen, sich ein Elektromobil zuzulegen. Zunächst sei es wichtig, eine funktionierende Infrastruktur bereitzustellen. Der Bau von Ladestationen an öffentlichen Parkplätzen, am Arbeitsplatz und entlang der Interstate-Autobahnen soll deshalb ausgeweitet werden. Des Weiteren sollen Flottenkäufer ermutigt werden, Elektrofahrzeuge anzuschaffen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Standardisierung von Ladestationen. Im Dezember 2013 belief sich jedoch die Zahl der Plug-in Fahrzeuge in den USA noch auf lediglich 180.000. Für die Zeit zwischen 2012 und 2020 gehen die Analysten von IHS von knapp zwei Millionen verkauften Elektroautos in den gesamten USA aus. Es fehlt also noch ein gutes Stück, um das hohe Ziel von 3,3 Millionen im Jahre 2025 zu erreichen. Dennoch sind die IHS-Experten überzeugt, dass die Zielvorgabe der acht Bundesstaaten nur unter optimalen Bedingungen zu erreichen ist. Bisher konnten die hochfliegenden Erwartungen von US-Präsident Barack Obama und Nissan-CEO Carlos Ghosn, was die Verkaufszahlen von Elektroautos betrifft, nicht annähernd erfüllt werden. Im Premiumsegment in den USA zeichnet sich allerdings ein anderes Bild ab. Dort ist laut einer aktuellen Studie des Center Automotive Research der Uni Duisburg-Essen der Elektro- China: Absatz von 35.000 Fahrzeugen prognostiziert D er chinesische Verband der Autohersteller (CAAM) prognostiziert für dieses Jahr einen Absatz von 35.000 Fahrzeugen mit alternativem Antrieb. Das meldet die staatliche chinesische Nachrichtenagentur Xinhua. Dem Bericht zufolge könnte die Verkaufszahl auch auf 60.000 steigen: Dann nämlich, wenn die Zählung, die derzeit reine Batteriefahrzeuge (EVs), Plug-inHybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV) und Brennstoffzellenfahrzeuge (FCV) umfasstet, auch herkömmliche Hybrid-Fahrzeuge miteinbeziehen würde. 2013 wurden 17.642 Fahrzeuge mit alternativem Antrieb (new energy vehicles, NEVs) in China verkauft, das waren 37,9% mehr als im Vorjahr. Im ersten Quartal dieses Jahres ist der Verkauf von NEVs um 120% auf eine Zahl von 6.853 gestiegen. Autobauer demonstrierten auf der Peking Motor Show ihre Bereitschaft und ihre Möglichkeiten, der NEVEntwicklung durch Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) auf die Sprünge zu helfen. PHEVs bieten den Vorteil, dass sich die Nutzer nicht nur auf ein elektrisches Batteriesystem wie bei den reinen Batteriefahrzeugen (EVs) verlassen müssen. ■ www.ecartec.de ■ 63 Elektromobilität in Österreich aus der Sicht der elektrotechnischen Normung Auf Österreichs Straßen sind bis dato etwa 2600 rein elektrisch betriebene mehrspurige Fahrzeuge unterwegs. Hinzu kommen Tausende Vollhybrid- bzw. Plug-in-Hybridfahrzeuge. Sowohl das Angebot der Hersteller als auch die Nachfrage am Markt steigen kontinuierlich an. Auch die preisliche Situation sowie die Leistungen der E-Fahrzeuge machen den Umstieg auf die neue Form der Mobilität immer interessanter. Zur weiteren positiven Entwicklung und dem flächendeckenden Einsatz der E-Mobilität arbeiten Techniker/innen, Expert/innen und Mitarbeiter/ innen in Vorschriften- und Normungsgremien eng zusammen. „e-mobility“-Arbeitsgruppe im Österreichischen Elektrotechnischen Komitee (OEK) des Österreichischen Verbandes für Elektrotechnik (OVE) Um die zahlreichen Normungsaktivitäten im Zusammenhang mit „e-mobility“/„Electrical Vehicles“ in Österreich zu bündeln, wurde vom OEK-Aktionskomitee für diesen Themenbereich eine Arbeitsgruppe unter Beteiligung aller involvierten Kreise ins Leben gerufen. Das Thema emobility ist naturgemäß auch Schwerpunkt im Austrian Standards Institute (ASI), und so hat sich bereits im Juli 2010 die OVE/ASI Joint Working Group (JWG) „e-mobility“ konstituiert. Ziel dieser Arbeitsgruppe ist es, einerseits die verschiedenen Normungs- und Standardisierungsprojekte zu koordinieren und zu steuern, andererseits entsprechende Entwicklungen zu fördern und vor allem den notwendigen Informationsfluss zwischen den beteiligten Partnern zu gewährleisten. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Standardisierung der Schnittstelle für das Laden von Elektrofahrzeugen am Stromnetz und der Standardisierung leistungsfähiger und zuverlässiger Antriebsbatterien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Unter dem Vorsitz von MR Dipl.-Ing. Mag. Reinhard Dittler vom BMWFW arbeiten nun Vertreter von Industrie, Energieversorgern, Behörden, Automobilherstellern bzw. -zulieferern, österreichische Experten der internationalen Gremien IEC/CLC TC 69 „Elektrische Straßenfahrzeuge“, IEC SC 23H „Stecker- und Steckdosen für industrielle Zwecke“, IEC/CLC TC 21 „Akkumulatoren und Batterien“ und CLC TC 64 „Elektrische Anlagen“ sowie Experten aus dem Komitee „Straßenfahrzeuge“ des ASI zusammen. Die JWG e-mobility kann je nach Bedarf und aktuellen Anforderungen weitere Spezialisten zuziehen. Geschäftsstelle bzw. Sekretariat für diese Arbeitsgruppe ist Dipl.-Ing. Richard Valenta im OEK des OVE. KOMPASS Elektromobilität in Österreich Bedarf und Anforderungen für den verstärkten Einsatz der Elektromobilität sind vor allem, was die Ladeinfrastruktur anbelangt, vielfältig – die Lösungsansätze sind es ebenso. Zwar sind z. B. in jedem Gebäude zahlreiche Steckdosen vorhanden, aber längst nicht alle eignen sich für das Laden der Batterien von Elektrofahrzeugen. Die Fragen rund um die Ladeinfrastruktur sind für viele Beteiligte neu. Die notwendigen internationalen Standards und Normen sind in Arbeit, und der Harmonisierungsprozess auf technischer sowie der Meinungsbildungsprozess auf politischer Ebene sind im Gang. Derzeit sind jedoch noch viele Fragen offen. Nach dem „Jahrhundert des Verbrennungsmotors“ zeichnet sich nunmehr in der Fahrzeugtechnik ein deutlicher technologischer Wandel ab. Obwohl herkömmliche Antriebsarten weiterhin eine zentrale Rolle spielen werden, wird die Zukunft unserer Mobilität in elektrisch betriebenen Verkehrsmitteln liegen. Die Umstellung kann jedoch nur schrittweise erfolgen, um den Anforderungen an die dafür erforderliche Infrastruktur gerecht zu werden. Damit diese Technologie für die künftige Mobilität bestens eingeführt wird, müssen bereits jetzt die Weichen für einen entsprechenden Übergang gestellt werden. Die Aufgaben sind vielfältig und erfordern ein gut durchdachtes und gemeinsames Handeln aller Beteiligten. T echnisch sind Elektrofahrzeuge heute schon in der Lage, den individuellen Berufspendlerverkehr mit ein- und mehrspurigen Fahrzeugen abzudecken. In Österreich und in der EU hat es in den letzten Jahren bereits viele Einigungen und Standardisierungen im Bereich der E-Mobilität und deren In- 64 ■ eMove frastruktur gegeben. Eine der wichtigsten Festlegungen ist der so genannte Typ-2-Ladestecker, der einheitlich in Europas mehrspurigen Elektrofahrzeugen verwendet wird. Dieser genormte Ladestecker hilft dabei, rasch eine einheitliche, flächendeckende und betriebssichere Infrastruktur aufzubauen. www.ecartec.de ■ 65 Aus diesem Grund hat die JWG e-mobility eine Broschüre – den „KOMPASS Elektromobilität in Österreich. Bedarfsgerechte Ladeinfrastruktur für Batteriefahrzeuge, Fahrzeuge mit Range Extender und Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge“ – erarbeitet. Diese Broschüre fasst aus heutiger Sicht die wichtigsten Aspekte für Österreich zusammen. Dabei liegt der Schwerpunkt auf Elektroautos gleichermaßen wie auf Batteriefahrzeugen (BEV), Range ExtenderFahrzeugen (REX/REEV) und Plug-in-Hybridfahrzeugen (PHEV). Unter den beiden letztgenannten versteht man Autos, die an Ladepunkten geladen werden, allerdings zusätzlich die Möglichkeit der On-board-Stromerzeugung zur Reichweitenverlängerung vorsehen. Ein weiteres Kapitel der Broschüre ist den Elektro-Zweirädern gewidmet. Seitens der österreichischen Bundesregierung wird von den zuständigen Ministerien das Thema durch den „Umsetzungsplan Elektromobilität in und aus Österreich“ forciert. In enger Kooperation zwischen Behörden, OVE und Austrian Mobile Power (AMP) ist in den letzten Monaten an einer Checkliste für Ladeinfrastruktur gearbeitet worden, die eine Übersicht der Anforderungen an mehrspurige Fahrzeuge in privaten, öffentlich-zugänglichen und öffentlichen Anwendungsbereichen sowie an Schnella- destationen bieten wird. Sie beinhaltet Empfehlungen hinsichtlich Netzanschluss, Absicherung, Lademodus, Kabel oder Stecker und dient als Orientierung für Privatpersonen, Gemeinden, Beschaffer, Infrastrukturnachfrager und -errichter, um nutzungsgerechte, sichere und interoperable Ladeinfrastrukturen beschaffen und betreiben zu können. Ausblick Die Elektromobilität in Österreich ist auf einem guten Weg zu ihrem vermehrten Einsatz. Um die erforderliche Infrastruktur und die entsprechenden Rahmenbedingungen zu schaffen, ist das Zusammenarbeiten aller involvierten Kreise unbedingt erforderlich. Die Standardisierung für die neue Form der Mobilität trägt dabei wesentlich zum Erfolg von Hybrid- und Elektrofahrzeugen in Österreich bei. ■ Autoren: Alexander Mehler MEHLER Elektrotechnik Ges.m.b.H Dipl.-Ing. Richard Valenta Österreichischer Verband für Elektrotechnik Klagenfurt setzt auf Elektroautos K lagenfurts Wirtschaft will in den nächsten zwei Jahren einen Schwerpunkt in Richtung Elektromobilität setzen. Bis zum Jahr 2016 sollen Gewerbetreibende 200 Elektro-Fahrzeuge in Betrieb nehmen. Unterstützt wird das Programm durch den Klima- und Energiefonds. Sieben Partner, darunter Energie Klagenfurt und KELAG, ein großer Spediteur und ein Autohaus taten sich unter dem Schlagwort „Elog“ zusammen, um die Elektromobilität in der Modellregion Klagenfurt und Umgebung weiter auszubauen. In Zukunft sollen nicht nur Privatpersonen, sondern auch Gewerbetreibende zur Lieferung von Waren vermehrt auf umweltschonende Elektrofahrzeuge zurückgreifen. € 7.000 pro E-Fahrzeug und € 600 für eine Ladestation werden gefördert. Innenstadt-Lieferungen abgasfrei Am Rande der Stadt Klagenfurt soll ein Logistikzentrum entstehen, mit einem Fuhrpark von 200 Elektro-Nutz- 66 ■ eMove fahrzeugen. Die Autos sollen an Logistik- und Dienstleistungsunternehmen samt Ladebox verkauft werden. Das Projekt wurde vom Klima- und Energiefonds der Bundesregierung genehmigt, Klagenfurt ist eine von acht Modellregionen in Kärnten. In der Innenstadt soll ein CityLog unterwegs sein: ein Transportzug, der durch umweltfreundliche Wasserstoff-Brennstoffzellen angetrieben wird. Mit ihm sollen Lieferungen von Waren abgasfrei erfolgen. Photovoltaikanlage auf Klinikum-Dach Weil Elektroautos nur Sinn haben, wenn auch die Stromerzeugung umweltfreundlich erfolgt, soll ein Photovoltaikkraftwerk auf dem Dach des Klinikum Klagenfurt entstehen. Pro Jahr sollen 600.000 Kilowattstunden produziert werden. Gernot Bizan, Projektpartner der Energie Klagenfurt GmbH sagte, es sei nicht relevant, ob die Energie vor Ort oder in einer Nachbargemeinde verbraucht werde. Wichtig sei die Bilanz, die durch die Erzeugung von Photovoltaik entsteht. ■ Elektroauto mit Aluminium-LuftBatterie Vor etwa einem Jahr kündigten der israelische Batteriehersteller Phinergy und der US-amerikanische Aluminiumkonzern Alcoa die gemeinsame Entwicklung einer Aluminium-Luft-Batterie an, die Elektroautos zu einer Reichweite von rund 1.600 km verhelfen soll. Nun wurde ein elektrisch angetriebener Citroën C1 mit einer Aluminium-Luft-Batterie auf dem Circuit Gilles-Villeneuve bei Montreal erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Batterie besteht aus insgesamt 50 Aluminiumplatten, die als Anode dienen und zusammen mit Wasser und Luftsauerstoff reagieren. Dabei wird das Aluminium zu Aluminiumhydroxid umgesetzt und elektrische Energie wird freigesetzt. Solche Batteriesysteme bieten deutlich höhere Speicherkapazitäten in wesentlich kompakteren Gehäusen. Der Trick: die üblichen voluminösen Katoden, die sich als Sauerstoffträger in herkömmlichen Batterien befanden, werden durch leichtere „Luft“-Katoden ersetzt, die Sauerstoff aus der Umgebungsluft holen. Phinergy hat die Problematik der in anderen Metall-Luft-Batterien auftretenden und von CO2 verursachten Frühausfälle gelöst. Möglich war dies mithilfe einer Luft-Elektrode auf Basis eines Silber-Katalysators sowie einer Struktur, die zwar Sauerstoff in die Zellen eindringen lässt, nicht aber CO2. Das Ergebnis ist eine Luftelektrode, die laut Phinergy eine Lebensdauer von mehreren tausend Stunden hat. Da Aluminium-Luft-Batterien nicht wieder aufladbar sind, müssen sie ausgetauscht werden, sobald die AluminiumKatoden verbraucht sind. In der Praxis könnte zusätzlich ein herkömmlicher Lithium-Ionen-Akku an Bord sein, der den alltägliche Energiebedarf etwa im Stadtverkehr deckt, während die Aluminium-Luft-Batterie auf längeren Strecken als Range-Extender für höhere Reichweite sorgen. ■ 3 in one elektrischer kontakt B aumann Kontaktelemente übertragen hohe Ströme auf kleinem Bauraum. Jede Windung agiert als einzelner Kontaktpunkt. Die Kontaktelemente sind ringförmige Federn mit einem konstanten Kraftkurvenverlauf. Sie eignen sich sowohl für statische als auch für dynamische Anwendungen in verschiedenen Umgebungen. Sie schützen Systeme und Komponenten vor elektromagnetischer Interferenz (EMI). Das ringförmige Kontaktelement ist eine innovative Lösung für Steckverbinder im modernen Hochvoltbordnetz. Die hohe Anzahl der Kontaktpunkte und konstante Anpresskraft ergeben eine gute Stromübertragung bei gleichzeitigem geringem ohmschen Übergangswiderstand sowie hoher Vibrationsfestigkeit. ■ MEHR WISSEN MIT Die ringförmige Feder (blau) hat im abgebildetem Anwendungsbeispiel des Hochvoltsteckers eine abschirmende Funktion. Die Feder verhindert die Ausbreitung der elektromagnetischen Strahlungswellen. UND FIRMENAUTO mit ecoFLEET ist das Fachmagazin für Fuhrparkprofis. In ecoFLEET finden Sie jeden Monat Fahrzeugtests und wertvolle Praxisinformationen rund ums Thema Elektro- und Hybridfahrzeuge im Flotteneinsatz. ONLINE: Das Portal www.firmenauto.de bietet täglich aktuelle Informationen, neue Fahrzeuge und Profiwissen. NEWSLETTER: Die wichtigsten News im wöchentlichen,kostenlosen E-Mail-Newsletter. www.ecartec.de ■ 67 Mehr Infos zum Magazin und Newsletterbestellung auf www.firmenauto.de eQuad stimmter Sensoren für den Fahrzeug-Einsatz zu testen, ist es egal, ob ich sie an einem Auto oder einem Quad montiere.“ vereinfacht Test von neuen Fahrzeug-Technologien Flexible Bedingungen Gerade für Forschungsprojekte, für die selten viel Geld zur Verfügung steht, sei das eQuad eine vernünftige Option. Durch seinen elektrischen Antriebsstrang seien auch in vielen Fällen die Voraussetzungen zur Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Elektroautos gegeben, meint Ofenheimer. Die variable Rechenpower des eQuad gibt Entwicklern die Möglichkeit, Hard- und Software unter verschiedenen Bedingungen zu testen. Das eQuad ist bei Virtual Vehicle bereits seit über eineinhalb Jahren im Einsatz. Seidem wird bei dem Testfahrzeug vor allem die Software verbessert. Dem Testen von Software werde in den Entwicklungsabteilungen von Fahrzeugherstellern die größte Aufmerksamkeit gewidmet, meint Ofenheimer: „Das große Innovationspotenzial bei Fahrzeugen liegt heute in der Software und der Elektronik, nicht mehr im Bereich der Mechanik.“ Zum Verkauf als Testplattform ist das eQuad nicht gedacht. „Virtual Vehicle ist Methoden- und Konzept-Entwickler. Wir entwickeln Werkzeuge für Fahrzeugentwickler“, meint Ofenheimer. Das Forschungsinstitut Virtual Vehicle hat mit einem Elektro-Quad eine kostengünstige, einfache und effektive Plattform zum Testen neuer Verkehrstechnologien geschaffen. W enn nicht das Tablet anstelle des Tachos wäre, würde man kaum einen Unterschied zu einem normalen Quad erkennen. Das Außergewöhnliche des eQuad, welches vom Grazer Forschungszentrum Virtual Vehicle entwickelt wurde, erschließt sich erst durch seine inneren Werte. Statt eines Verbrennungsmotors wurde ein Elektromotor eingebaut, dazu gibt es unter anderem ein deutlich leistungsstärkeres Steuergerät als im Serienmodell. Durch die Veränderungen wird das Fahrzeug zu einem so genannten „Technologie-Demonstrator“. Mit dem eQuad sollen neue Fahrzeugtechnologien, wie etwa die Fahrzeug-zu-Fahrzeug oder Fahrzeug-zu-Infra- 68 ■ eMove struktur-Kommunikation (zusammengefasst V2X oder C2X genannt), und die Interaktion des Menschen damit getestet werden. Weil ein Quad weniger komplex als ein Auto aufgebaut ist, dazu offen und leicht zugänglich, soll das Fahrzeug Praxistests und das Sammeln von Daten für Computermodelle einfacher, schneller und günstiger machen. „Das eQuad ermöglicht es, die Anforderungen, die ein Auto an neue Technologien stellt, ausreichend genau abzubilden“, erklärt Aldo Ofenheimer, Prokurist von Virtual Vehicle. Er und seine Kollegen präsentierten das eQuad im Rahmen der Langen Nacht der Forschung an der TU Graz. „Wenn es etwa darum geht, die Fähigkeiten be- Faktor Mensch im Elektrofahrzeug Neben dem eQuad wurde im Rahmen der Langen Nacht der Forschung auch gezeigt, wie Virtual Vehicle das Fahrverhalten mit Elektroautos im Kontext eines Fahrzeugflottenbetriebs erforscht. Anhand eines Citroen C-Zero mit spezieller Ausstattung wird getestet, wie Fahrer eines Elektrofahrzeugs Heizung und Kühlung nutzen und unter welchen Umständen dies geschieht. Dabei werden Faktoren wie das Streckenprofil, die Sonneneinstrahlung in die Fahrzeugkabine oder der Energieverbrauch berücksichtigt. Die Ergebnisse fließen in das Forschungsprojekt VECEPT des Klima- und Energiefonds ein. Dabei soll ein alltagstaugliches, kostengünstiges Plug-in-HybridFahrzeug als Volumenmodell für den Weltmarkt entwickelt werden. Kleines Sensorpaket Der Beitrag von Virtual Vehicle zu VECEPT umfasst nicht nur die Untersuchung des Faktors Mensch in einem Elektroauto, sondern auch Zusammenhänge mit dem Betrieb von Fahrzeugflotten. Das Komfort-Bedürfnis von Personen wird nicht nur in Elektroautos, sondern auch in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor getestet, um eine Vergleichsbasis zu schaffen. Die notwendige Hardware für die Fahrzeugtests ist klein und einfach zu installieren. ViFDrive nennt sich ein kleines selbstentwickeltes Multifunktionsmodul, das an der Innenseite der Windschutzscheibe angeklebt wird. Das Gerät enthält einen Beschleunigungssensor, Gyroskop, Magnetometer, GPS-Sender und weitere Sensoren für die Messung von Temperatur, Feuchtigkeit und Luftdruck. Daten werden mittels Bluetooth oder WLAN übertragen. Mit ViFDrive kann man sehr einfach das Fahrverhalten erfassen und Klimaparameter in der Fahrerkabine messen. Mit dem eQuad sollen neue Fahrzeugtechnologien, wie etwa die Fahrzeug-zu-Fahrzeug oder Fahrzeug-zuInfrastruktur-Kommunikation und die Interaktion des Menschen damit, getestet werden. Modell und Realität Die Tests unter realen Bedingungen liefern Virtual Vehicle Daten, die es zur Erstellung eines validen numerischen Modells benötigt. Erkenntnisse aus dem echten Leben sollen so Simulationen ermöglichen, für die keine realen Versuche notwendig sind. Der Ersatz von meist kostenaufwendigen realen Tests durch virtuelle ist die Grundbestrebung von Virtual Vehicle. Ein sehr reales Gerät wie das eQuad stellt für das Forschungszentrum allerdings eine Möglichkeit dar, Forschung greifbar zu machen. Nicht umsonst wird das Fahrzeug als „Technologie-Demonstrator“ bezeichnet. ■ www.ecartec.de ■ 69 Vorrang für die Elektromobilität in Österreich mit 100% erneuerbarer Energie Österreich hat die besten Voraussetzungen für Elektromobilität, weil der Strom heute schon überwiegend aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird. A Wolfgang Pell, Geschäftsführer von VERBUND Solutions ist davon überzeugt, dass Elektromobilität Teil integrierter Energiedienstleistungen sein wird. 70 ■ eMove ls einer der größten Stromerzeuger aus Wasserkraft in Europa ist VERBUND tonangebend in der Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen. Elektrischer Strom ist der „Treibstoff“ der Zukunft. Elektromobilität ist die effizienteste und – bei Verwendung von Grünstrom – umweltfreundlichste Form der motorisierten Fortbewegung. Österreich ist infolge des hohen Anteils an Strom aus erneuerbaren Quellen, nämlich rund zwei Drittel, prädestiniert für E-Mobility. Damit ließe sich der CO2-Ausstoß im Pkw-Verkehr in Österreich bis 2050 um 80% verringern. „Wir treiben bereits seit Jahren in zahlreichen Projekten und Programmen die E-Mobilität voran, und das auch grenzüberschreitend, wie etwa im Rahmen von VIBRATe, das Bratislava und Wien e-mobil verbindet, mit CROSSING BORDERS, das Bratislava, Wien, Salzburg und München auf „E-Achse“ bringt, und seit kurzem auch bei Green eMotion, dem größten europäischen E-Mobility-Projekt. Elektromobilität wird Teil integrierter Energiedienstleistungen sein und muss daher bereits jetzt in die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle für diesen Sektor einbezogen werden“, betont Wolfgang Pell, Geschäftsführer von VERBUND Solutions. Aktuelles Beispiel dafür ist der gemeinsam mit Siemens Österreich gegründete E-MobilityProvider: Unter der Marke SMATRICS wird intensiv an einem österreichweiten HochleistungsLadenetz für E-Autos und Plug-in-Fahrzeuge gearbeitet. Bis Mitte 2014 wird dadurch in Österreich eine flächendeckende Versorgung mit Lademöglichkeiten im Umkreis von rund 60 Kilometern erreicht. Im nächsten Schritt erfolgen Verdichtung entlang von Hauptrouten und in Ballungszentren sowie technisches Upgrade des Netzes im Hinblick auf Multistecker-Standard, Roaming und DC Technologie. CROSSING BORDERS hat sich die Schaffung von intelligenten grenzüberschreitenden Systemen im Bereich E-Mobilität an der regionalen Westachse der drei beteiligten Länder zum Ziel gesetzt. Das Projekt baut auf der Entwicklungs- arbeit im EMPORA-Leuchtturmprojekt auf, das mit Ende März 2014 erfolgreich abgeschlossen wurde. Die Schwerpunkte liegen auf der Errichtung von 25 hochrangigen Ladestationen und auf der Einbettung dieser Stationen in ein grenzüberschreitendes Roaming- und Abrechnungssystem. Dazu wird auch ein grenzüberschreitend nutzbarer intermodaler Routenplaner entwickelt, um energieeffizientes Fahren zu ermöglichen. Komfort für die Kunden ist das erklärte Ziel aller Projektpartner. Zusätzlich wird ein Anreizsystem testen, welche Bonifikationen nachhaltige Änderungen im Mobilitätsverhalten bewirken. EMPORA und CROSSING BORDERS werden durch den Klima- und Energiefonds der österreichischen Regierung unterstützt. Seit Kurzem ist VERBUND auch Projektpartner im größten europäischen E-Mobility-Forschungsund -Entwicklungsprojekt: Green eMotion ist eine auf vier Jahre angelegte länderübergreifende Initiative zur Förderung der Elektromobilität in ausgewählten europäischen Modellregionen. 42 beteiligte Industrie- und Automobilunternehmen, Stromunternehmen, Stadtverwaltungen und Universitäten sowie Prüf- und Forschungseinrichtungen bringen ihr Wissen ein, tauschen Erfahrungen aus, erweitern dadurch das gemeinsame Verständnis und Know-how. Dieses ist die Basis zur Festlegung der Aufgaben und Rollen der verschiedenen Akteure bzw. Marktteilnehmer. VERBUND arbeitet vor allem an den Themenbereichen Informations- und Kommunikationstechnologie, Demonstration und Dissemination mit. Gemeinsam mit SMATRICS wird an grenzüberschreitenden Lösungen für Elektromobilität gearbeitet. Bereits im Laufe dieses Jahres ist die Anbindung an verschiedene Roaming-Plattformen geplant. Das Projekt wird mit Mitteln der Europäischen Union unterstützt. Das Green eMotion Konsortium erarbeitet eine europäische Lösung für einheitliches, benutzerfreundliches Laden. dualverkehr. Für eine Vorreiterrolle Österreichs bei der Einführung der E-Mobilität unabdingbar sieht VERBUND eine abgestimmte nationale Roadmap, die Sicherstellung des ökologischen Nutzens durch Strom aus ausschließlich erneuerbaren Energieträgern, transparente Marktregeln und innovative Geschäftsmodelle. „Wir stehen für die Abdeckung des erforderlichen Strombedarfs aus erneuerbarer Energie und bevorzugen österreichische Wertschöpfung in einem internationalen Kontext. Gemeinsam verschreiben wir uns dem Credo ,Anwendernutzen statt Technikverliebtheit‘ und stehen so für fokussierte Anreize für eine effiziente und systematische Einführung der Elektromobilität“, so Wolfgang Pell. ■ CROSSING BORDERS verbindet Bratislava, Wien, Salzburg und München mit intelligenten Lösungen für Elektromobilität: Ladeinfrastruktur, Roaming, intermodale Routenplanung. Elektromobilität ist der Schlüssel zur nachhaltigen Senkung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen im Indivi- www.ecartec.de ■ 71 Elektromobilität in Österreich für den automobilen Einsatz und Tesla haben den Markt tatsächlich emotional bewegt. Auch in den Zulassungszahlen für eFahrzeuge und Hybrid hat sich 2013 doch einiges getan: Energiequelle Jan.-Dez. 2013 Jan.-Dez. 2012 Veränderung in % Elektro 654 427 53,2% Benzin/Elektro (hybrid) 2.413 1.794 34,5% Diesel/Elektro (hybrid) 160 377 -57,6% INSGESAMT 3.227 2.598 Mit den ausgewählten Gruppen erreichen die Zulassungen für eFahrzeuge und Hybrid erstmalig einen Anteil von über 1% in Österreich. Tesla hat 2013 mit 50 Zulassungen seines Modell S einen außergewöhnlichen Start hingelegt. Neben der „Fahrzeugfront“ wurden aber auch einige bedeutende Schritte in den Leuchtturmprojekten und Modellregionsprojekten erreicht. Was tut sich bei den österreichischen Leuchttürmen Das vielbeachtete Leuchtturmprojekt „eMorail“ wird mit Jahreswechsel 2013/2014 abgeschlossen. Die Demos konnten sehr erfolgreich durchgeführt werden und nun wird in zwei Schritten an der Exzellenz des Projektes gearbeitet und in der Folge an den Roll Out Konzepten. Damit ist eMorail durchaus eine wirkliche Erfolgsstory in der integrierten Anwendung von ÖV und eMobility. Die Antriebstechnologie für Fahrzeuge, insbesondere von Personenkraftfahrzeugen, unterliegt derzeit einer hohen Entwicklungsdynamik. Diese Dynamik wird getrieben von den sich verschärfenden politischen Vorgaben zur Verringerung von CO2 Emissionen, sowie von der absehbaren Endlichkeit fossiler Energieträger. Dies führt zu verstärkten Anstrengungen bei der Entwicklung und Markteinführung elektrischer Antriebskonzepte. Zum einen umfasst das die reine batteriebasierte Traktion (battery electric vehicle, BEV) und zum anderen den Brennstoffzellenantrieb (fuel cell electric vehicle, FCEV). E ine neue Initiative aus Österreich: Die Bundesinitiative eMobility Austria ist seit Oktober die nationale Plattform für KMUs, kommunale Gebietskörperschaften, Experten und Wissenschaft. Damit schließt sich in Österreich der Kreis für die Community. Neben dem Industriecluster AMP hat nun Österreich auch seine KMU Plattform. 72 ■ eMove Im Bereich der intermodalen Anwendungen unter Einbindung der eMobility ist sicherlich auch das Projekt „smile“ absolut richtungsweisend. Die Kooperation zwischen einem Stadtwerke- Verkehrsbetrieb und einer Vollbahn zeichnet dieses Projekt aus. Die Entwicklung eines multimodalen, integrierten, web-basierten Informations-, Buchungs- und Bezahl-System („Smart Mobility Platform“), welches den öffentlichen Verkehr und weitere Mobilitätsangebote, insbesondere der Elektromobilität, intelligent verknüpft, ist in Europa beispielgebend (www. smile-einfachmobil.at). München - Wien - Bratislava werden e-mobil verbunden - das Leuchtturmprojekt „Crossing Borders“ bildet die sogenannte „Drei Länderachse“. Dieses internationale Projekt wird unter anderem hochqualitative Dienstleistungen entlang der Dreiländerachse Deutschland - Österreich - Slowakei aufbauen und damit einige der aktivsten E-Mobilitätsregionen (München, Salzburg, Wien, Bratislava) miteinander verbinden. Das Leuchtturmprojekt VECEPT (Vehicle with cost-efficient power train) fokussiert sich auf die Entwicklung und Erprobung eines alltagstauglichen, kostengünstigen PHEVs mit etwa 50 km rein elektrischer Reichweite als Volumenmodell für den Weltmarkt. Neben dem Einsatz von PHEV in gemischten Flotten wird auch das Nutzungsverhalten unterschiedlicher NutzerInnengruppen in Bezug auf die Ladeinfrastruktur untersucht. Aktuell sind der Aufbau des VECEPT PHEV Fahrzeuges, die Entwicklung der Flottenmanagementsoftware für gemischt Flotten mit den neu entwickelten Algorithmen und die Hardwareinstallation von Ladeinfrastruktur im Korridor Graz– Wien im Fokus. Das Konsortium vereinigt alle relevanten österreichischen Big Player zum Thema PHEV. Durch deren internationale Vernetzung und deren direkten globalen Marktzugang wird die in VECEPT entwickelte und getestete, nachhaltige Technologie für alltagstaugliche, kostengünstige PHEV weltweit eingesetzt werden. Absolut neu und in der Zielrichtung und Partnerzusammensetzung einzigartig, ist die aktuelle Leuchtturmeinreichung „eChargeAustria“. Ein Konsortium welches Was hat sich nun in Österreich getan und was läuft 2014 an In Österreich wurden Marktauftritte der neuen eFahrzeuge sehr begrüßt und genau beobachtet. Die umfangreichen Testmöglichkeiten wurden sehr intensiv von der interessierten Bevölkerung genutzt. Der Zoe, eUP, BMW www.ecartec.de ■ 73 Als der Klima- und Energiefonds der österreichischen Bundesregierung Ende 2008 das Projekt VLOTTE des Vorarlberger Energiedienstleisters illwerke vkw zum Sieger einer bundesweiten Ausschreibung kürte, wurde das Ländle zur ersten Modellregion für Elektromobilität in Österreich.- österreichweite Interoperabilität, einheitliche Zugangssysteme, einen einheitlichen Leitbedienprozess und dynamische Ladestelleninformation entwickelt und dieses auch mit den Nachbarländern offen gestaltet, wurde schon lange gefordert und stellt an sich schon eine Innovation dar. Was dieses Projekt jedoch so außergewöhnlich macht ist, dass dieses Projekt von allen Landesenergieversorgern (und einigen repräsentativen kommunalen Versorgern) sowie allen Modellregionen getragen wird. eChargeAustria wäre damit unter den EU-Ländern ein beispielgebendes kooperatives Leuchtturmprojekt, wo die gemeinsamen Ziele zur eMobility, den bestehende Wettbewerb der EVUs zugunsten des Gesamtkundennutzens etwas in den Hintergrund gerückt hat. In welcher Form eChargeAustria unterstützt und gefördert wird steht noch in Diskussion. Auch in den österreichischen Modellregionen wurden einige wirksame Schwerpunkte gesetzt Mit dem Projekt „LLEM“ soll das immer stärker auftretende Problem restriktiver Energiebereitstellung für den Betrieb von Ladestellen an kritischen Standorten gelöst werden. Vor allem bei Ladeinfrastruktur die im hochrangigen Straßennetz (Raststellen) wie auch an bestehende Wohn-, Büro- oder Gewerbeanschlüssen errichtet werden, wird bei gleichzeitigem Volllastbetrieb der Liegenschaft und gleichzeitigem Betrieb der Ladestellen die Anschlussnennleistung rasch überschritten. LLEM soll dazu beitragen, diese Versorgungsrisiken für die Nutzer, den 74 ■ eMove Standortbetreiber wie auch für den Energieversorger zu entschärfen. Im Projekt „MISCH“ wird die Achse Wien-Graz mit dem Aufbau von 4 Schnellladestellen mit einer Leistung > 22 kWh vorrangig an den Autobahnraststellen an der Südachse aufgebaut. Damit wird eine interoperable Verknüpfung dieser Modellregionen mit effizienter Ladeinfrastruktur realisiert. An diesem Projekt sind nicht nur die beiden Modellregionen, sondern auch 4 regionale Energieversorger beteiligt. Dieses Projekt kann durchaus als Ideengeber für den aktuellen nationalen Leuchtturm „eChargeAustria“ bezeichnet werden. Von besonderer Bedeutung sind auch die aktuellen Initiativen der beiden Modellregionen Graz und der VLOTTE in Vorarlberg. Die Elektromobiltäts-Modellregion Großraum Graz umfasst mit der Stadt Graz sowie 80 Umlandgemeinden eine Fläche von über 1.500 km2. Aktuell wurden eine Reihe von Entwicklungsprojekten gestartet, die eine intelligente Verknüpfung von Öffentlichem Verkehr (ÖV) mit Elektromobilitätsangeboten verwirklichen helfen, etwa den Aufbau und Betrieb einer Buchungs- und Reservierungsplattform (grazbike.at) für den Verleih von Pedelecs und E-Autos, die das Prinzip „nutzen statt besitzen“ für die Modellregion zu verwirklichen hilft. Die Gestaltung einer Mobilitätsarchitektur, die Privatauto-freies Wohnen unterstützt, indem der ÖV, das Rad und Fußwege in attraktiver Weise angebunden und mit Elektrofahrzeugen sinnvoll ergänzt werden, die Konzeption eines E-Carsharing- und E-Taxi-Betriebes im Stadtgebiet Graz, der systematisch mit dem ÖV verknüpft ist (multimodale Knotenpunkte). Elektrofahrzeuge für Berufstätige ohne Privatauto in Gebieten ohne geeignete ÖV-Verbindung für Ihre Anschlussmobilität zum Arbeitsplatz bzw. zur nächsten passenden ÖV-Haltestelle, den Einsatz von Elektrofahrzeugen in der städtischen Zustell-Logistik für den Innenstadtbereich, den Aufbau eines interoperablen Ladestellen-Netzes, das u. a. E-Auto-Nutzern mit unterschiedlichen Energieversorgern die Durchführung von Zwischenladungen erleichtern soll. Die Ländle-Zentrale für Elektromobilität Das Projekt VLOTTE EMOTIONs will informieren, Chancen ausloten und die Elektromobilität forcieren. VLOTTE gehört zu den anerkanntesten eMobility Pionieren im gesamten D-A-CH Raum. Aktuell wird neben der Einrichtung der Mobilitätszentrale auch der Ausbau der Infrastruktur in Vorarlberg vorangetrieben. Dazu sollen bis Jahresende zu den bestehenden 156 Ladesäulen 20 zusätzliche im ganzen Land errichtet werden. Mit dem Projekt „Meet & Charge“ soll auch die Elektromobilität für das Dienstleistungsgewerbe forciert werden. So können heimische Gastronomen für ihre Gäste im Rahmen des Projekts „Meet & Charge“ VKW-Wallboxen installieren, um die Möglichkeit zu bieten, E-Fahrzeuge gleich direkt auf dem Hotel- oder Restaurantparkplatz aufzuladen. 20 Wallboxen sind derzeit geplant, jeweils zehn davon werden in der Energiemodellregionen Lech-Warth und im Leiblachtal installiert. „In einem weiteren Schritt wollen wir dieses Modell auf ganz Vorarlberg ausweiten“, so Christian Eugster, Projektleiter. Diese Projekte werden aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „Leuchttürme und Demonstrationsprojekte der Elektromobilität“ durchgeführt. Ein wichtiger Träger für viele eMobilityinitiativen ist die Klimaschutzinitiative „klima:aktiv“ mit den Schwerpunkten Energie und Mobilität des österreichischen Lebensministeriums. Dieses Programm bietet Österreichs Betrieben, öffentlichen Einrichtungen, Städten, Gemeinden und Regionen, der Tourismus- und Freizeitbranche, Bauträgern, Immobilie- nentwicklern und Investoren sowie Schulen und Jugendgruppen Unterstützung bei der Entwicklung und Umsetzung von klimaschonendem Mobilitätsmanagement. Mit bisher über 3.800 Projekten für klimafreundliche Mobilität mit einem Förderungsbarwert von etwa € 56,3 Mio. gehört dieses Programm zu den erfolgreichsten nationalen Initiativen überhaupt (www.klimaaktivmobil.at). Dabei wird ein Schwerpunkt in den nächsten beiden Jahren darin bestehen, die erfolgreich begonnenen Initiativen zur Förderung der Martkteinführung der E-Mobilität wie das klima:aktiv mobil Programm für Fuhrparkumstellungen auf E-Fahrzeuge von Betrieben und Gemeinden als wichtiges Element eines intelligenten Anreizsystems weiterzuentwickeln. Von besonderer Bedeutung ist auch die budgetäre Sicherheit des Programms, die bis 2020 gegeben ist. Die BieM unterstützt diese Projekte in mehrfacher Weise. Zum einen ist in diesen Projekten eine repräsentative Anzahl an Mitgliedern der BieM direkt vertreten, zum anderen verantwortet die BieM z.B. in eChargeAustria, die Dissemination für einen Leuchtturm. Die BieM hat damit in sehr kurzer Zeit eine leistungsfähige und vertrauensvolle Kommunikationsplattform implementiert, die Über biem die konsequent die Vorbereitung und die PlaDie BieM ist die östernung von eMobilityproreichische Plattform für jekten und Initiativen anwendungsorientierte unterstützt und voranUmsetzung von neuen treiben kann. Mobilitätskonzepten. Hier begegnen sich poDem gesamten Vorstand tentielle AnwenderInder BieM ist der internanen, EntwicklerInnen tionale Austausch sehr und Lösungsanbietewichtig. Eine VernetrInnen. Die BieM steht zung im DACH-Raum, für integrative Anwenum gemeinsam starke dungen von eMobility, Initiativen zur eMobiGreen Energy und Inlity voranzutreiben ist termodality. Die Grünausdrücklich angestrebt dungsmitglieder der und im Fokus. Wir freuen BieM setzen sich aus uns über jede Rückfrage Know How Trägern der und Kontaktaufnahmen. laufenden Leuchtturmund Modellregionsprojekte in Österreich Autor zusammen. Dadurch Helmut-Klaus verfügt die BieM über Schimany MAS, MSc hohe Projekt- und AnVorstandsvorsitzender wendungskompetenz Bundesinitiative im gesamten Umfeld eMobility Austria der eMobility . www.biem.at www.ecartec.de ■ 75 dem aktuellen Ford Focus und soll rund 17% weniger Kraftstoff benötigen als ein konventionelles Kompaktauto. Kernstück des Fahrzeugs ist ein Mild-Hybridsystem, das mit einer Spannung von 48 Volt arbeitet – deutlich weniger als die ansonsten üblichen 400 Volt. Die Absenkung macht Maßnahmen für den Berührungsschutz unnötig, zudem benötigen Mechaniker zur Wartung keine spezielle HochvoltAusbildung. Ein Wandler ermöglicht dabei die Integration in das weiterhin bestehende 12-VoltStandard-Bordnetz. Elektrokomponenten unterstützen beim Beschleunigen Über einen Riemenantrieb unterstützt der E-Motor den aus dem Basisfahrzeug übernommenen 1,0-Liter-Dreizylindermotor im niedrigen Drehzahlbereich beim Beschleunigen. Zusätzlich versorgt er die üblichen Verbraucher des Bordnetzes. Kombiniert ist der milde Hybridantrieb mit weiteren Techniken, etwa dem sogenannten Coasting. Dabei wird der Motor etwa beim Ausrollen vor der Ampel vom Antriebsstrang abgekoppelt, um Reibungsverluste zu minimieren und stattdessen einen höheren Wirkungsgrad bei der Bremsenergierückgewinnung zu erzielen. Die so gegenüber normalen Rekuperationssystemen zusätzlich gewonnene Energie kann etwa zum Beheizen des Katalysators genutzt werden, der so schneller seine Arbeitstemperatur erreicht. Nicht zuletzt dadurch erreicht die Studie bereits die erst 2017 wirksame Abgasnorm Euro 6c. Günstiger Niedrigvolt-Hybrid D ie Zulieferer Schaeffler und Continental haben einen besonders kostengünstigen NiedervoltHybriden entwickelt und zeigen mit einem Konzeptfahrzeug nun das hohe Sparpotenzial der Antriebsvariante. Nicht allein teure Akkus machen Hybridautos kostspielig. Auch die Absicherung der Hochspannungskomponenten bedeutet bei Konstruktion und Wartung einen erhöhten Aufwand. Abhilfe schaffen könnten dabei künftig Niedervolt-Hybridsysteme, die die Spritspartechnik auch in kleineren und preisgünstigeren Fahrzeugen attraktiv machen. Entsprechende Systeme haben Zulieferer unter anderem schon auf der IAA 2013 vorgestellt. Schaeffler und Continental zeigen die Technik auf dem Wiener Motorensymposium nun in einem Konzeptfahrzeug – kombiniert mit weiteren Spritspar-Ansätzen. Die Gasoline Technology Car genannte Studie basiert auf 76 ■ eMove Die 48-Volt-Hybridsysteme könnten innerhalb der kommenden fünf Jahre in Serie gehen. Neben den Kostenvorteilen bei Herstellung und Betrieb könnten sie auch das Kapazitätsproblem des bestehenden 12-Volt-Bordnetzes lösen, das immer mehr elektrische Verbraucher im Auto versorgen muss und so langsam an seine Grenzen stößt. Auch andere Hersteller und Zulieferer arbeiten daher an der Technik, wie etwa Bosch an seinem Boost Recuperation System. ■ Elektromotorrad made in Austria Das Gefährt sieht aus wie eine rollende Blech-Assel mit überdimensionalem Fühler. Groß, schwer, behäbig. Alles falsch. Der Johammer J1, ein Elektromotorrad aus Österreich, wiegt nur 178 Kilogramm und kann aus dem Stand so schnell und leise lospreschen wie eine aufgeschreckte Kellerassel. Und sieht dabei genauso befremdlich aus, wie aus einer anderen Zeit. D ieses Ungetüm muss aus der Feder eines verrückten Designers stammen - das könnte man zumindest meinen. Stimmt aber nicht. Den Machern des Johammer ging es nicht um Effekthascherei. Die Form hat Sinn und Funktion. Eigentlich fertigt die kleine Firma „Hammerschmid Maschinenbau“ auf Kundenwunsch Sondermaschinen. Deshalb kennen sich die Mitarbeiter mit ungewöhnlichen Aufgaben aus. Für das Elektromotorrad gab es nur zwei Vorgaben: ein elektrischer Antrieb und zwei Räder. Alles andere folgte der Logik der Maschinenbauer, nicht der eines Motorradherstellers. Nach vier Jahren Entwicklung steht das fast komplett neu gedachte Motorrad. Nur Reifen, Bremsscheiben und ein paar kleinere Teile wurden zugekauft. Hohlkörperrahmen und Radnabenlenkung Der Johammer sieht anders aus als die meisten Motorräder. Das Zweirad hat keine Gabel, sondern eine Radnabenlenkung. Der Grund dafür ist der sehr schmale hori- zontale Hohlkörperrahmen, der alle Federungselemente integriert. Eine klassischer Lenker mit Gabelkonstruktion wäre mit diesem Rahmen nicht möglich gewesen. Direkt hinter dem riesigen, speichenfreien Vorderrad beginnt die ungewöhnlich geformte Verkleidung aus Polypropylen, die ein wenig an Wellblech erinnert. Die Konstruktion hat nur einen Nutzen: Sie soll das Innenleben des Elektromotorrad schützen, also den 8,3 oder 12,7 kWh großen Akku, den 11 kW starken Elektromotor, die Leistungselektronik und die Mechanik. Statt eines Cockpits gibt es zwei Rückspiegel mit integrierten 2,4-ZollDisplays. Darin werden alle relevanten Daten dem Fahrer angezeigt. Mindestens 200 Kilometer Reichweite Das 2,20 Meter lange Motorrad kann seit März direkt bei Hammerschmid bestellt werden. Die leistungsstärkste Variante mit dem 12,7 kWh-Akku kostet € 25.000 und kann mindestens 200 Kilometer weit fahren. Pro Jahr will Hammerschmid 30 bis 50 Johammers verkaufen. ■ www.ecartec.de ■ 77 MATERIALICA 2014 6. Int. Fachmesse für Lightweight Design for New-Mobility! www.materialica.de 21. – 23. Oktober 2014, Messe München Neue Zink-MagnesiumBeschichtungen Rundum-Schutz für die Autokarosserie Weltpremiere für Zink-Magnesium-Überzüge in Außenhautqualität für die Automobilindustrie: Mit ZM EcoProtect und ZM PrimeProtect hat ThyssenKrupp Steel Europe als weltweit erster Stahlhersteller zwei hochwirksame Korrosionsschutzlösungen auf ZinkMagnesium-Basis zur Serienreife gebracht, die die hohen Oberflächenanforderungen für sichtbare Außenhautteile in der Karosserie erfüllen. G egenüber den etablierten reinen Zink-Überzügen bringen ZM EcoProtect und ZM PrimeProtect einige Vorteile mit und das jetzt auch als RundumSchutz für die gesamte Autokarosserie. Durch das deutlich erhöhte Korrosionsschutzpotenzial von ZinkMagnesium-Überzügen kann die Auflagenstärke von ZM EcoProtect und ZM PrimeProtect gegenüber konventionellen Verzinkungen um etwa ein Drittel reduziert werden. Das hilft der Umwelt und schont Ressourcen und Kosten. In Summe kommt pro Mittelklassefahrzeug eine Ersparnis von zwei Kilogramm Zink und mehr zusammen. Dabei bezieht sich der bessere Korrosionsschutz nicht nur auf die Fläche, sondern vor allem auf Schnittkanten und die Lackunterwanderung an Ritzen, die beide im hohen Maße gefährdet sind. Damit eignen sich die neuen Zink-Magnesium-Überzüge gerade für besonders stark korrosionsbeanspruchte Komponenten. Ein weiterer Pluspunkt ergibt sich aus den besseren Verarbeitungseigenschaften der Bleche, die mit den dünnen Zink-Magnesium-Überzügen beschichtet sind. Die harte Oberfläche sorgt im Werkzeug für weniger Abrieb. Pressen können zwischen zwei Reinigungsstillständen mehr Bauteile fertigen. Auch das Schweißen von Ka- 78 ■ eMove rosserie-Bauteilen ist durch die dünnere Beschichtung leichter. Autohersteller können also von einer optimierten Fertigung profitieren. Außerdem ist die Umstellung des Korrosionsschutzes für die Automobilindustrie ohne Schwierigkeiten umsetzbar. Bauteile, die mit ZM EcoProtect beschichtet sind, verfügen über die gleiche Oberflächenanmutung wie hochwertig feuerverzinkte Bauteile. Deswegen ist es problemlos möglich, zunächst nur einige Bauteile mit dem neuen Überzug zu versehen und in die Karosserie einzubauen. Einen Unterschied in der lackierten Karosserie sieht der Autokäufer später nicht. ZM PrimeProtect geht noch einen Schritt weiter. Der ebenfalls neu entwickelte Überzug bietet alle Vorteile von ZM EcoProtect, verfügt aber über eine nochmals optimierte Oberfläche. Presswerke sowie Paintshops der Automobilhersteller profitieren von einer verbesserten Langwelligkeit bei angehobener Spitzenzahl. Bei gutem Umformverhalten im Presswerk wird so ein extrem hochwertiges Lackerscheinungsbild in Premiumqualität realisiert. Und das im Bedarfsfall auch ohne Aufbringen eines Füllers. Der farbgebende Lack wird also direkt auf die Grundierung gebracht. Das spart Zeit und Geld, und es kommt der Umwelt zugute. ■ Lightweight Design for New Mobility! Inklusive begleitender Kongresse www.ecartec.de ■ 79 Karossenstrukturen für Elektrofahrzeuge Wissenschaftler der TU Dresden entwickeln mit Experten der ThyssenKrupp AG eine Leichtbau-Bodenstruktur für Elektrofahrzeuge. I m Forschungsvorhaben Leika arbeiten Wissenschaftler des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden und Experten der ThyssenKrupp AG mit weiteren Projektpartnern, unter Berücksichtigung großserientauglicher Herstellungsverfahren und Fügekonzepte für hochbelastete Karosseriestrukturen in metallintensiver Mischbauweise, an der Entwicklung neuartiger Bauweisen für Fahrzeuge im Bereich der Elektromobilität. Dabei spezialisieren sich die Projektpartner auf neuartige Sandwichwerkstoffe. Anhand einer Bodenstruktur für Elektrofahrzeuge demonstriert das Konsortium das Leichtbaupotential dieser Werkstoffe. Geringes Gewicht für weniger Energiebedarf bei Elektrofahrzeugen Dem Leichtbau kommt bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen eine Schlüsselfunktion zu, denn die Reduzierung des Fahrzeuggewichts erlaubt eine Senkung des Energiebedarfs. Die Projektpartner arbeiten im Forschungsvorhaben Leika mit einem systemischen, interdisziplinären Forschungsansatz, indem sie die gesamte Entwicklungs- und Fertigungskette betrachten. So wollen sie ungenutzte Potentiale im Hinblick auf Werkstoff, Simulation, Konstruktion und Prozess von der einzelnen Komponente bis hin zum System sowie deren Wechselwirkung aufzeigen. Innerhalb des Forschungsprojektes werden neuartige Bauweisen für Karosseriestrukturen durch die Kombination unterschiedlicher Werkstoffklassen entwickelt. Sandwichmaterialien mit metallischen 80 ■ eMove Deckschichten aus Stahl oder Magnesium werden mit einem Faserverbundkern kombiniert, um die positiven werkstofflichen und technologischen Eigenschaften beider Verbundpartner optimal zu nutzen. Neben effizienten Methoden zur praxisgerechten Strukturauslegung unter statischer, zyklischer und dynamischer Belastung werden auch Fertigungstechnologien durch Erweiterung beziehungsweise Modifikation vorhandener Prozesstechnik entwickelt. Anhand einer Bodenstruktur für Elektrofahrzeuge zeigen die Wissenschaftler im Leika-Projekt das Leichtbaupotential der neuartigen Sandwichwerkstoffe auf. Dabei bietet der funktionsintegrative Systemleichtbau erhebliches Potential zur Masseeinsparung bei moderaten Mehrkosten. Ausgehend von einer umfassenden Recherche zu bestehenden Strukturen wurden in ersten Versuchsreihen die Vorzüge des Sandwichaufbaus mit Stahldecklagen herauskristallisiert. Nach ersten erfolgreichen Umformversuchen wurde – zur Veranschaulichung des Potentials – eine erste Demonstratorstruktur konzipiert. Im Projektverlauf werden die Wissenschaftler weitere, komplexere Umformversuche durchführen und eine Materialcharakterisierung verschiedener Materialkombinationen vornehmen. Noch in diesem Jahr soll im Tech Center Carbon Composites der ThyssenKrupp AG eine Anlage zur Fertigung der Sandwichbleche mit Stahldecklagen in Betrieb genommen werden. Das Projekt Leika endet im August 2016. ■ Flüssige Thermoplastharze Elium T hermoplastharz Arkema bringt seine erste Reihe flüssiger Thermoplastharze mit Namen Elium auf den Markt, welche nach dem gleichen Prinzip umgewandelt werden wie Duroplast. Diese neue Technologie ist leichtgewichtig, kosteneffizient und wiederverwertbar. Die Harze polymerisieren schnell und eignen sich für die Herstellung sowohl von Strukturteilen als auch von ästhetischen Elementen für verschiedenste Bereiche wie die Automobilindustrie, Windkraftanlagen, Sportausrüstung oder das Baugewerbe. Verbundwerkstoffe, die aus dem neuen Harz hergestellt sind, wiegen etwa 30-50% weniger als vergleichbare Teile aus Stahl, bieten aber denselben Widerstand. ■ High-Pressure RTM-Verfahren H enkel hat gemeinsam mit KraussMaffei einen Prozess entwickelt, um im High-Pressure-RTM-Verfahren (HP-RTM) CompositeBauteile herzustellen, die mit ihrer Oberflächenqualität auch für den Fahrzeugaußenbereich geeignet sind. Möglich wird dies mit Hilfe von Loctite Max 3. Das neu entwickelte dreikomponentige Matrixharzsystem von Henkel auf Polyurethan-Basis beinhaltet neben Harz und Härter auch ein leistungsstarkes internes Trennmittel, welches auf einen selbsttrennenden Polyurethanlack der Firma Rühl Puromer abgestimmt ist. ■ Mit laser cfk-bauteile reparieren B eschädigte Teile bei Flug- und Fahrzeugen aus Leichtbauwerkstoff müssen häufig komplett ausgetauscht werden. Denn insbesondere die Reparatur von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) erfolgt noch manuell und ist damit teuer. Die Wissenschaftler der Gruppe Verbundwerkstoffe des Laser Zentrums Hannover e.V. (LZH) um Dr.-Ing. Peter Jäschke forschen daher an laserbasierten Reparaturprozessen, die automatisierbar und damit wesentlich günstiger sind als bisherige Prozesse. „Das Besondere an der Laserbearbeitung ist, dass das Bauteil nicht berührt wird, wodurch sich ein werkstoffbedingter Verschleiß, wie es bei herkömmlichen Werkzeugen der Fall ist, vermeiden lässt. Auf diese Weise können stets konstante Bearbeitungsergebnisse gewährleistet werden. Laserbasierte Prozesse sind daher ideal für die Automatisierung“, erläutert Jäschke. Bei der Reparatur von CFK-Bauteilen wird der Laser genutzt, um die beschädigte Stelle stufenförmig Lage für Lage abzutragen. „Die Stelle sieht nach dem Abtrag aus, wie eine auf dem Kopf stehende Pyramide“, erklärt Jäschke. „In die Vertiefung können anschließend exakt passende Faserlagen eingeklebt werden. Das Bauteil erreicht so nahezu die ursprünglichen Festigkeiten.“ ■ Wärmehärtender klebstoff W armhärtende Klebstoffe werden für viele Anwendungen genutzt, bei denen hohe Festigkeit und dauerhafte Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen gefordert sind. Um diese Eigenschaften zu erreichen, wird der Klebstoff meist bei Temperaturen zwischen 100 °C und 150 °C ausgehärtet. Für temperatursensible Bauteile hat DELO nun den Epoxidharzklebstoff DELOMONOPOX LT204 entwickelt, der seine volle Festigkeit bereits bei einer Aushärtungstemperatur von 60 °C erreicht. Der einkomponentige Klebstoff verfügt bei Raumtemperatur über eine Verarbeitungszeit von 48 Stunden. Die ab 60 °C mögliche Aushärtung minimiert den thermischen Stress und führt zu einem geringeren Verzug der Bauteile sowie weniger Spannungen im Package. Darüber hinaus punktet der Klebeprozess dank seines geringeren Energieverbrauchs mit einer hohen Wirtschaftlichkeit. Mit seiner guten Haftung auf Kunststoffen wie z.B. LCP, PA und PPS, Metallen sowie FR4 ist der Klebstoff universell einsetzbar. ■ www.ecartec.de ■ 81 Ein Schmuckhornfrosch aus der südamerikanischen Gattung Ceratophrys Bild: Thomas Kleinteich Superklebende Froschzungen K lebrige Zungen erlauben es Fröschen, ihre Beutetiere zu fassen. Wissenschaftler des Instituts für Spezielle Zoologie an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) konnten nun erstmals die dabei auftretenden Kräfte messen, mit denen Froschzungen an Oberflächen haften. Die südamerikanischen Hornfrösche sind Lauerjäger, die halb eingegraben darauf warten, dass sich ihnen Beutetiere nähern. Bild: Thomas Kleinteich 82 ■ eMove Südamerikanischen Schmuckhornfröschen (Gattung Ceratophrys) setzten die Kieler Forscher Insekten hinter einer Glasscheibe vor, welche mit einem Kraftsensor verbunden war. Beim Versuch die Beute zu fangen, hafteten die Zungen am Glas und die dabei auftretenden Kräfte wurden erfasst. Die Haftkräfte lagen dabei teilweise deutlich über dem Körpergewicht der Tiere. Ein Frosch könnte also theoretisch mit seiner Zunge ein Beutetier vom Boden heben, das schwerer ist, als der Frosch selbst. „Stellen sie sich einen 80 Kilogramm schweren Menschen vor, der über 110 Kilogramm in wenigen Millisekunden mit seiner Zunge vom Boden hebt“, verdeutlicht Dr. Thomas Kleinteich, Erstautor der Studie, die Leistungsfähigkeit von Froschzungen. Über den eigentlichen Haftmechanismus von Amphibienzungen ist bisher kaum etwas bekannt. „Man geht davon aus, dass der Schleim auf der Zungenoberfläche als eine Art Superkleber wirkt“, so Kleinteich weiter, „allerdings zeigen unsere Ergebnisse, dass höhere Haftkräfte auftreten, wenn nur wenig Schleim produziert wird.“ Kleinteich und Zweitautor Professor Stanislav N. Gorb gehen davon aus, dass außer dem Schleim die Beschaffenheit der Zungenoberfläche eine entscheidende Rolle bei der Haftung der Zunge spielt. Wie diese bei verschiedenen Froscharten aussieht, beschreiben Kleinteich und Gorb aktuell. Auch planen die Forscher, den Versuch zur Kraftmessung weiter zu verbessern, um die Haftkräfte nicht nur auf Glas, sondern auch auf natürlichen Beuteoberflächen zu messen. Langfristig soll es so möglich sein, den Haftmechanismus der Froschzungen aufzuklären und für technische Anwendungen zugänglich zu machen. ■ Materialien für neuen Leichtbau-Rennwagen E vonik Industries hat mit dem bayerischen Kleinstserienhersteller Roding Automobile einen Superleichtbau-Sportwagen konstruiert. Der Bolide wird in diesem Jahr in der DMV Touring Car Championship (DMV TCC) eingesetzt. Das Fahrzeug wird mit Produkten von Evonik für den Automotive-Bereich, wie Additive für Motorsportöle, „Vestamin“ für carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) oder dem Leichtbauwerkstoff Rohacell“, ausgerüstet und von Roding zu einem Rennfahrzeug umgebaut. Evonik nutzt den Wagen als Technologieträger und liefert dazu in einem ersten Schritt Lösungen in den Kompetenzfeldern Leichtbau, Kraftstoffeinsparung und Emissionsreduzierung. So verfügt der Bolide über Scheiben aus „Plexiglas“, die laut Evonik im Vergleich zu üblichen Verscheibungen für eine Gewichtseinsparung von circa 50% sorgen. Der Rennwagen wird von einem 360 PS starken turbo-aufgeladenen Sechszylinder-Motor angetrieben, bietet ein CFK-Leichtbau-Chassis und wiegt 1.050 Kilogramm. ■ Glaskeramiken als Dielektrika in Kondensatoren S chott hat einen neuen dielektrischen Werkstoff entwickelt. Poweramic umfasst eine Familie extrem homogener, porenfreier Glaskeramiken. Diese Materialien bieten eine sehr hohe Energiespeicherdichte und auch bei hohen Temperaturen exzellente dielektrische Eigenschaften. So ermöglichen sie im Hochspannungsbereich in Anwendungen als passive Komponenten wie Kondensatoren signifikant kleinere und leichtere Bauweise bei gleichzeitig hoher Leis- tungsdichte. „Poweramic Glaskeramiken sind porenfrei und extrem homogen, was ihre hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit unterstützt. Ihre Energiespeicherdichte übersteigt diejenige heutiger Kondensator-Lösungen bis zu zehnfach. So ist es möglich, kleinere und leichtere Kondensatoren zu bauen“, sagt Dr. Martin Letz, Senior Principal Scientist bei Schott Research & Technology Development. „Die Nano-Struktur der Kristalle, die unter eng kontrollierten Bedingungen aus der vollständig amorphen Glasphase auskristallisiert werden, verbessert die dielektrischen Eigenschaften bei höheren Feldstärken und vergrößert den Temperatureinsatzbereich im Vergleich zu Keramikkondensatoren.“ ■ neue oberflächenintegrierte fahrzeugbeheizung B enecke-Kaliko hat einen Werkstoff entwickelt, der leitfähig ist und Wärme erzeugen kann, ohne dass auch nur ein Millimeter Heizdraht verbaut wird. Die leit- und streichfähige Polymermischung lässt sich sehr einfach in automobile Oberflächenmaterialien integrieren. Diese neue Heizung ist dank des minimalen Stromverbrauchs eine ideale Lösung für Elektrofahrzeuge, die ohne Abwärme vom Motor heizen müssen. Autofahrer mit Diesel- oder Benzinmotor profitieren von der oberflächenintegrierten Heizung insbesondere bei kurzen Fahrten. „Unsere Herausforderung war es, ein Material zu finden, das elektrisch leitfähig ist, minimal Strom verbraucht und zugleich so flexibel ist, dass es nicht bricht“, beschreibt Forschungsleiter Dr. Jürgen Bühring das Projekt. Die neue Technologie ist nahezu serienreif. Da die aufgedruckte Polymermischung Teil des Bezugsmaterials ist, entfällt ein zusätzlicher Applikationsvorgang und sie kann in jedes standardisierte Herstellungsverfahren, in dem Bezugsstoffe verarbeitet werden, eingebunden werden. Im Gegensatz zu bisherigen Lösungen sind auch Bauteilveränderungen bzw. zusätzliche Bauteile überflüssig. Verkabelt wird die oberflächenintegrierte Heizung mit herkömmlichen technischen Mitteln. Sie ist über einen Standardstecker mit dem Bordnetz verbunden. „Die Vorteile für Automobilbauer liegen auf der Hand: Sie erhalten ein Feature, das sowohl zur Energieeffizienz von Elektrofahrzeugen beiträgt als auch individuelle Komfort- und Wohlfühlbedürfnisse der Insassen zufriedenstellt - eines der zentralen Kriterien bei der Anschaffung eines Pkws überhaupt“, sagt Dr. Bühring. ■ www.ecartec.de ■ 83 Guide der Elektromobilität Guide der Elektromobilität Elektrische Verbindungstechnik Infrastruktur / Energie E-Mobility:WaltherbietetIhnendiegesamteTechnologie undKompetenzauseinerHand. IntelligenteProduktefürdieVerbindung zwischenNetzundFahrzeug. 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Mehr Informationen: www.e-monday.de Redaktion Marco Ebner (Chefredaktion) Tel.: +49 (89) 32 29 91-13 [email protected] Vergabe in den Kategorien: Material Surface & Technology Product CO2 Efficiency Student Mehr Informationen www.materialica.de 3.14 Verena Treutlein Tel.: +49 (89) 32 29 91-36 [email protected] Die Ausgabe eMove 03-2014 erscheint am 16. September 2014 mit folgenden geplanten Themenschwerpunkte: Felix Cabello Tel.: +49 (89) 32 29 91-23 [email protected] Elektro-Autos Robert Metzger Tel.: +49 (89) 32 29 91-11 [email protected] Vernetztes Auto Eva Baentsch Tel.: +49 (89) 32 29 91-14 [email protected] Gestaltung / Layout Dagmar Rogge / Marco Ebner JET 13. J ZT BIS u BEW li 2014 ERB EN Vorschau eMove Impressum Guide der Elektromobilität Gerichtsstand München Registergericht München, HRB 191293 UmSt. ID DE276580540 Bankverbindung Deutsche Bank Kto.-Nr.: 24008770, Blz: 700 700 24 SWIFT / BIG: DEUTDEDBMUC IBAN: DE 65 700 700 240 240 0877 00 Batterietechnologie Ladetechnologie Im Fokus: Vorschau eCarTec Munich 2014 Für die genannten Themen können Sie uns gerne fachbezogene Autoren-Beiträge zusenden. Die Länge des Textes sollte zwischen 7.500 – 10.000 Zeichen liegen. Für redaktionelle Rückfragen: Marco Ebner (Chefredakteur) Tel.: +49 (89) 32 29 91-13 [email protected] Erscheinungstermin: 16. September 2014 Redaktionsschluss: 29. August 2014 Anzeigenschluss: 01. September 2014 Verbreitung Ausgabe eMove 03-2014: ePaper: Verteilung an 50.000 Empfänger Druckauflage: 7.500 Ihre Eintragung im Guide der Elektromobilität Der Guide erscheint in allen Ausgaben der Fachzeitschrift eMove sowohl in den Print-, als auch in den ePaperFormaten. Eine Eintragung im Guide kostet für ein Jahr (4 Ausgaben) € 950,00 zzgl. MwSt. Kontakt Marco Ebner Tel.: +49 (89) 32 29 91-13 [email protected] 86 ■ eMove www.ecartec.de ■ 87 e-Monday Das Netzwerk Elektromobilität zt Jet b Clu m ie l g t i d n e erd w Bild: © Coloures-Pic - Fotolia.com Der e-Monday ist Deutschlands führende interdisziplinäre Netzwerk- und Informationsveranstaltung rund um Elektromobilität für Entscheider aus Wirtschaft, Technik, Wissenschaft und Politik. Sie findet in Kooperation mit der eCarTec Munich statt und bringt erstklassige nationale und internationale Referenten mit einem Fachpublikum, vorwiegend aus dem Münchner Raum, zusammen. Die nächste e-Monday Veranstaltung findet am 21. Juli 2014 in München statt. Anmeldung und mehr Informationen dazu auf der e-Monday Homepage. 88 ■ www.e-monday.de eMove