Elektromobilität in Österreich

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eMove
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MATERIALICA
Connected Hybrid- & Elektro-Mobilität
2.14
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
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
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.
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. ■
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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.“
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. ■
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-
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
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.“ ■
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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. ■
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. ■
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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. ■
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.■
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.
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.
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
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
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
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
sab@srt-redaktion.de
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
„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
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
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
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-
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)
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.
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.
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.“ ■
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Kongressen
Connecting
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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. ■
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. ■
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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.
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.
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
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. ■
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.
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
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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. ■
Vorrang für die
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-
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
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
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. ■
MATERIALICA 2014
6. Int. Fachmesse für Lightweight Design for New-Mobility!
www.materialica.de
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
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. ■
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. ■
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Mehr Informationen www.materialica.de
3.14
Verena Treutlein
Tel.: +49 (89) 32 29 91-36
verena.treutlein@munichexpo.de
Die Ausgabe eMove 03-2014 erscheint am 16. September 2014 mit folgenden geplanten Themenschwerpunkte:
Felix Cabello
Tel.: +49 (89) 32 29 91-23
felix.cabello@munichexpo.de
Elektro-Autos
Robert Metzger
Tel.: +49 (89) 32 29 91-11
robert.metzger@munichexpo.de
Vernetztes Auto Eva Baentsch
Tel.: +49 (89) 32 29 91-14
eva.baentsch@munichexpo.de
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
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
86 ■ eMove
e-Monday
Das Netzwerk Elektromobilität
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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

Elektromobilität in Österreich

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