Elektro-Mobil

Adaptive Kontaktlösungen für das Schnellladen von Elektrofahrzeugen

Das Schnellladen von Elektrofahrzeugen erfolgt häufig an HPC (High Power Charging)-Ladesäulen, die bis zu 350 Kilowatt an Ladeleistung bieten. Die dabei maximal übertragbare elektrische Leistung wird durch die Kontaktstellen zwischen CCS-Ladestecker und Fahrzeugsteckdose (Inlet) begrenzt. Denn um den Ladestecker von Hand einstecken zu können, werden niedrige Kontaktkräfte eingestellt und ein hoher elektrischer Übergangswiderstand in Kauf genommen. Dieser Übergangswiderstand kann allerding sowohl zu Überhitzung als auch zu Beschädigung von Stecker oder Inlet führen. Im Projekt AKoS soll deshalb ein einfach aufgebautes Klemmsystem entwickelt werden, das die Kontaktkraft während des Ladevorgangs erhöht.

Weitere Informationen finden Sie auf der Webseite der Kunststoffverarbeitung Hoffmann GmbH.

Ansprechpartner

Dr. Sven Langbein, Geschäftsführer der Kunststoffverarbeitung Hoffmann GmbH
s.langbein@hoffmann-kunststoffe.de

Konsortium
Kunststoffverarbeitung Hoffmann GmbH (Konsortialführer), Comtronic GmbH, Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU)

Agile Montage von Elektrofahrzeugen durch freie Verkettung

Der Wandel hin zur Elektromobilität hat tiefgreifende Auswirkungen auf die gesamte Wertschöpfungskette der Automobilindustrie. Das Projekt „AIMFREE“ befasst sich mit zukunftsfähigen Ansätzen für die Fahrzeugendmontage. Um schnell auf veränderte Marktanforderungen reagieren zu können, soll die bisher etablierte starre Verkettung einzelner Montagestationen zugunsten einer agilen, frei verketteten Montageumgebung aufgelöst werden. Dies ermöglicht die schnelle und kosteneffiziente Umgestaltung der Montageumgebung und die Integration von Elektrofahrzeugen in bestehende Montagelinien. Forschungsgegenstand sind die technische Ausgestaltung, die Initial- bzw. Integrationsplanung, die Umplanung und die Steuerung des Montagesystems.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von AIMFREE.

Ansprechpartner

Amon Göppert, RWTH Aachen
A.Goeppert@wzl.rwth-aachen.de

Automatisches Ladesystem für Pkws und leichte Nutzfahrzeuge

Der Erfolg der Elektromobilität steht und fällt mit ihrer nahtlosen Integration in den Alltag sowie in die Versorgungsinfrastruktur. Das Projekt „ALaPuN“ entwickelt ein automatisches Ladesystem, bestehend aus einer speziellen Ladesäule, einem Laderoboter und angepassten Ladebuchsen. Elektrofahrzeuge können damit schnell, sicher und zugleich komfortabel geladen werden. Für autonom fahrende Fahrzeuge eröffnet es zudem neue Möglichkeiten und Geschäftsmodelle, da die Ladeplätze selbstständig angesteuert und verlassen werden können. Das verbessert die Auslastung bestehender Ladekapazitäten und trägt über steuerbare Ladevorgänge sowie innovative Batterienutzung zur Netzstabilität bei.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der TU Dortmund.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Bernd Künne, Technische Universität Dortmund
bernd.kuenne@tu-dortmund.de

Ausbau von Ladeinfrastruktur durch gezielte Netzunterstützung

Das Forschungsprojekt „ALigN“ schafft in den nächsten zwei Jahren die Infrastruktur für rund 950 neue Ladepunkte in Aachen. Hauptzielgruppe sind Flottenbetreiber, aber auch andere Unternehmen wie Handwerksbetriebe, Taxis, Pflege- und Paketdienste, die täglich eine hohe Zahl von Fahrten im Innenstadtbereich leisten. Diese können über ein intelligentes Flottenmanagement die Elektrofahrzeuge im Pool gemeinsam nutzen und die Disposition ihrer Fahrzeuge optimieren. Dabei ist die gemeinsame, intensive Nutzung der Ladeinfrastruktur für verschiedene Anwendungszwecke von großer Bedeutung. Nicht nur die Dienstfahrzeuge, sondern auch private E-Autos von Beschäftigten und Nachbarn im Umfeld der Unternehmen können dieselben Ladesäulen nutzen. Gleichzeitig spielt der nachhaltige Abbau von Netzhemmnissen eine zentrale Rolle, der durch ein intelligentes Netz- und Lademanagement sowie durch den Einsatz von Transformatoren und Speichertechnologien gelingen soll.

Ansprechpartner

Marc Heusch, Stadt Aachen
align@mail.aachen.de

Abrechnungssysteme und -methoden für elektrisch betriebene Lkw sowie deren interoperable Infrastrukturen im europäischen Kontext

Wie lässt sich das Konzept eines elektrisch betriebenen Straßengüterverkehrs in Europa erfolgreich einführen? Diese Frage untersucht das Projekt „AMELIE“ und schafft einen technischen, logistischen und juristischen Rahmen, um eine Oberleitungsinfrastruktur für elektrisch betriebene Lkw in das bestehende Verkehrsnetz einzugliedern. Es wird genau betrachtet, welche Akteure in diesen Prozess wie eingebunden werden müssen und in welcher Weise technische und rechtliche Faktoren zu koordinieren sind. Dabei ist ein geeignetes Abrechnungssystem ein zentrales Thema, aber auch die Entwicklung eines europäischen Rechtsrahmens und die Interoperabilität der unterschiedlichen Systeme spielen eine wichtige Rolle.

Ansprechpartner

Bernhard Mayer, Siemens Mobility GmbH
bernhard.mayer@siemens.com

Abrechnungssysteme und -methoden für elektrisch betriebene Lkw sowie deren interoperable Infrastrukturen im europäischen Kontext

Der Einsatz elektrischer Nutzfahrzeuge ist vor allem aufgrund langer Ladezeiten und hohen Energieverbrauchs auf dem Transportweg eine Herausforderung. Das Forschungsprojekt „AMELIE 2“ entwickelt deshalb ein technisch, rechtlich und organisatorisch umsetzbares Modell für den Betrieb von Oberleitungssystemen im Straßennetz. Durch ein solches System können E-Lkw über Oberleitungen angeschlossen und über die gesamte Tour hinweg mit Strom versorgt werden.

Aufbauend auf den Erkenntnissen aus dem Vorgängerprojekt AMELIE steht im Vorhaben AMELIE 2 die Erarbeitung eines Modells im Fokus, das Lösungen für Abrechnungs- und Regulierungsfragen eines elektrischen Straßensystems findet. Zudem werden Hemmnisse, die im Vorgängerprojekt identifiziert wurden, aufgelöst. Dazu gehört unter anderem die Erarbeitung eines praxistauglichen rechtlichen Rahmens. Gleichzeitig bietet das Modell ein Szenario dafür, wie sich das elektrische Straßensystem in die vorhandenen Strukturen von Energiewirtschaft und Autobahnen einfügen lässt.

Ansprechpartner

Bernhard Mayer, Siemens Mobility GmbH
bernhard.mayer@siemens.com

Anwendungsregel Netz-Integration mit Markt und Kundeninteressen

Das Projekt ARNi schafft die Grundlagen dafür, dass Geräte unterschiedlicher Hersteller und Domänen im digitalisierten Energiesystem miteinander interagieren können. Diese Interoperabilität ist notwendig, um die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge nahtlos in die Gesamtlandschaft von Energie- und Gebäudewirtschaft zu integrieren. Im Projekt werden dafür praxistaugliche Mechanismen erarbeitet und erprobt, mit denen die unterschiedlichen Interessen von Kunden, Energiehandel und Netzbetreibern koordiniert und Zielkonflikte automatisiert aufgelöst werden. Das Projekt entwickelt daraus Normentwürfe, Implementierungsspezifikationen sowie Umsetzungs- und Testhinweise für die interoperable Interaktion von Geräten unterschiedlicher Hersteller und Domänen. Um einen möglichst einfachen Zugang zu den Ergebnissen zu ermöglichen, wird zugleich ein Living Lab aufgebaut und betrieben, indem alle Stakeholder ihre Lösungen testen können.

Ansprechpartner

Peter Kellendonk, EEBus Initiative e.V.
kellendonk@eebus.org

Barrierefreie und Nutzerfreundliche Lademöglichkeiten schaffen

Mit starken Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft arbeitet BANULA an der Vision eines kundenorientierten, reibungslosen und netzverträglichen Ladens, überall und an jeder Ladesäule. BANULA adressiert die aktuellen Herausforderungen der elektromobilen Verkehrswende aus Sicht der Netzbetreiber und Ladeinfrastruktur-Nutzer und schafft einen Mehrwert für jede Marktrolle und damit jeden Teilnehmer im Ökosystem E-Mobilität. Im Projekt soll die Idee eines virtuellen Bilanzierungsgebietes auf Basis der Blockchain-Technologie umgesetzt werden. Dadurch ermöglicht BANULA einen quasi-Echtzeit-Datenaustausch zwischen Netz und Markt, die sachgerechte Bilanzierung und eine netzknotenscharfe Lastflussbestimmung. Für den Nachweis der Funktionalitäten des BANULA-Ökosystems ist ein 12-monatiger Pilotbetrieb mit einer großen Testflotte aus E-Fahrzeugen geplant. Zudem sollen die Ergebnisse der Forschung in ein marktreifes Geschäftsmodell überführt werden. Dabei wird ein gemeinsamer Betrieb unter Beteiligung der vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber angestrebt.

Ansprechpartner

Dr. Daniel Stetter, Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO
info@banula.de

Bidirektionales Lademanagement

Die intelligent gesteuerte Integration von E-Fahrzeugen in das Stromnetz ist für das Gelingen der Energiewende von zentraler Bedeutung. Das Forschungsprojekt „BDL“ – Bidirektionales Lademanagement – nähert sich diesem Thema mit einem ganzheitlichen Ansatz, der Fahrzeuge, Ladeinfrastruktur und Stromnetze verknüpft. Schwerpunkt ist die Entwicklung und Erprobung von Systemen für Fahrzeuge und Ladestationen, mit denen zum Laden angesteckte E-Fahrzeuge nicht nur Energie aufnehmen und speichern, sondern auch wieder abgeben können. Die Steuerung der Ladevorgänge erfolgt über entsprechende Hard- und Software. Auch rechtliche und regulatorische Rahmenbedingungen für einen späteren regulären Betrieb finden Berücksichtigung.

Ansprechpartner

Xaver Pfab, BMW Group
Xaver.Pfab@bmw.de

Bidirektionales Lademanagement der nächsten Generation im massenfähigen Realbetrieb

Bereits das Vorgängerprojekt BDL hat gezeigt, dass die Batterie von Elektrofahrzeugen auch für Anwendungsfälle abseits der Mobilität genutzt werden kann, um beispielsweise den Strom aus der eigenen Photovoltaik-Anlage zwischenzuspeichern. Über einen Feldversuch mit Serienfahrzeugen will BDL Next nun erreichen, dass sich die Fahrzeuge umfassend und automatisiert über Energiemanagementsysteme in verschiedene Anwendungsfälle einbinden lassen. Dadurch soll der massenfähige Realbetrieb der bidirektionalen Ladetechnologie demonstriert werden, was auch eine weitere Steigerung der Mehrwerte für die Nutzenden, das Netz und das Energiesystem bedeutet.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V.

Ansprechpartner

Vincenz Regener, Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V.
VRegener@ffe.de

Konsortium
Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (Konsortialführer), BMW AG, Bayernwerk Netz GmbH, E.ON Group Innovation, EBZ Business School GmbH, Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH (Ffe GmbH), KEO GmbH, Compleo Charging Solutions GmbH & Co. KG, TenneT TSO GmbH, Karlsruher Institut für Technologie, Universität Passau

Bessere Nutzung von Ladeinfrastruktur durch Smarte Anreizsysteme

Im Projekt „BeNutz LaSA“ werden Ansätze zur optimierten Nutzung von Ladeinfrastruktur entwickelt. Ladepunkte werden teilweise zum Parken statt zum Laden genutzt, da sie über die eigentliche Ladezeit hinaus angeschlossen bleiben. Darüber hinaus richten E-Fahrzeugbesitzer ihre Ladezeiten vorzugsweise an individuellen Gewohnheiten aus. Die dadurch entstehenden Auslastungsspitzen führen dazu, dass das Angebot an Ladesäulen unter der Woche und tagsüber zum Teil nicht ausreicht, es zu Engpässen im elektrischen Verteilnetz kommt und die Wirtschaftlichkeit der Ladeinfrastruktur beeinträchtigt wird. Durch die im Projekt erprobten smarten Anreizsysteme werden die Besitzer von Elektrofahrzeugen gezielt dazu animiert, freie Lademöglichkeiten außerhalb der Spitzenzeiten zu nutzen. Die Projektlösungen zielen darauf ab, Endkunden trotz steigender E-Fahrzeugzahlen ein bequemes und preiswertes Laden zu ermöglichen, das zugleich auch den Interessen der Ladeinfrastruktur- und Verteilnetzbetreiber dient.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von BeNutz LaSa.

Ansprechpartner

Christopher Hecht, RWTH Aachen
Christopher.Hecht@isea.rwth-aachen.de

Batterieelektrische Antriebssysteme für Nutzfahrzeuge mit Bordnetzspannungen über 1 kV

Elektrisch betriebene Nutzfahrzeuge benötigen Batterien, die mit mehr als 500 Kilowatt (kW) Leistung laden können. Diese gewährleisten schnellere Ladezeiten, eine verbesserte Beschleunigung und eine erhöhte Reichweite. Außerdem unterstützen sie die effiziente Umwandlung von Energie und steigern damit die Leistungsfähigkeit und Einsatzmöglichkeiten. Gleichzeitig führen hohe Lade- und Antriebsleistungen zu neuen Herausforderungen in der Gestaltung des Antriebsstrangs des Elektromotors. Die Projektpartner von Beyond1kV erforschen deshalb einen Ansatz, um elektrische Systeme effizienter und sicherer zu gestalten, insbesondere in Bezug auf Spannungsbereiche über 1 kV. Konkret liegt der Lösungsansatz darin, die Möglichkeit der Erhöhung der Bordnetzspannung oberhalb 800 Volt unter Beachtung normativer Einschränkungen zu bewerten und konventionellen Spannungslagen gegenüberzustellen. Außerdem entwickeln die Projektpartner einen neuartigen Antriebsumrichter mit angepassten Leitungshalbleitern und testen diesen in einer Laborumgebung.

Ansprechpartner

Alexander Beck, Efficient Power Electronics (DIYE1), Efficient Energy Conversion, ZF Friedrichshafen AG
alexander.beck@zf.com

Konsortium
ZF Friedrichshafen AG (Konsortialführer), Daimler Truck AG, Infineon Technologies AG, Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB, Leibniz Universität Hannover, Universität Kassel

Bidirektionales Combined Charging System (CCS)-Lademanagement zur Beschleunigung der Energie- und Mobilitätswende

Die Energiewirtschaft befindet sich in einem fundamentalen Wandel und steht vor unterschiedlichen Herausforderungen. Unter anderem müssen im Kontext der Elektromobilität zusätzliche elektrische Lasten der Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen netzdienlich integriert werden. Gleichzeitig können diese Ladevorgänge das Energiesystem stabilisieren und Kosten reduzieren – sofern die Ladevorgänge intelligent in die Netzbetriebsführung eingebunden werden.

Damit dies gelingt, sind technische Aspekte zu berücksichtigen: die intelligente Steuerung und Verwaltung von Energieverbrauchern (Demand Side Management, DSM) sowie der dynamische Ausgleich von Angebot und Nachfrage durch bidirektionale Ladung der Batteriespeicher von Elektrofahrzeugen (Vehicle-to-Grid, V2G). Die Nutzung dieser Technologien bedarf jedoch einer komplexen und automatisierten Abstimmung zwischen den beteiligten Akteuren aufseiten der Netzbetreiber, der Fahrzeughersteller und der Nutzenden. Um alle in dieses komplexe Ökosystem des Lademanagementsystems zu integrieren, soll im Rahmen des Vorhabens Bi-CCS die neue Marktrolle des Smart-Charging-Service-Providers SCSP) erschlossen werden. Ein weiteres Ziel besteht in der Erschließung der Speicherkapazität und der Lastverschiebungspotenziale von Elektrofahrzeugen im Rahmen eines virtuellen Schwarmspeicherkraftwerks unter Einbindung des Schwarmspeichers in Maßnahmen zur Beseitigung und Kompensation von Netzengpässen, beispielsweise dem Redispatch.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Projekts.

Ansprechpartner

Dr. Mark Sebastian Kuprat, Brandenburgische Technische Universität (BTU) Cottbus - Senftenberg
Fachgebiet Energieverteilung und Hochspannungstechnik
marksebastian.kuprat@b-tu.de

Konsortium
Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (Konsortialführer), Volkswagen AG, HagerEnergy GmbH, Stromnetz Berlin GmbH

Bidirektionale Elektrische Vans

Bid-E-V führt einen Praxistest mit Elektro-Lieferfahrzeugen durch, die Energie nicht nur aufnehmen, sondern auch zurück ins Stromnetz einspeisen können. Beidseitiges, sogenanntes bidirektionales Laden soll es den Logistikunternehmen ermöglichen, Stromdienstleistungen anzubieten und so die Wirtschaftlichkeit ihrer E-Flotten auf der letzten Meile, also dem letzten Abschnitt der Lieferkette zum Endkunden, wesentlich zu verbessern. Das fachlich breit aufgestellte Konsortium aus Akteuren der Automobil- und Energiewirtschaft entwickelt die für den Feldtest notwendigen Komponenten (Fahrzeuge, Ladesysteme, Lademanagementsystem) und erarbeitet einen Ansatz für die netz- und marktseitige Integration der Fahrzeuge. Das Vorhaben trägt zum Erreichen der Klimaziele bei, indem es aufzeigt, wie sich der Ausstoß von schädlichen Abgasen im Transportbereich deutlich verringern lässt und gleichzeitig erneuerbare Energiequellen in die Logistik eingebunden werden können.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V.

Ansprechpartner

Filippos Kourkoulos, Mercedes-Benz-AG
filippos.kourkoulos@mercedes-benz.com

Konsortium
Mercedes-Benz AG (Konsortialführer), Compleo Charging Solutions AG, Consolinno Energy GmbH, Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. (FfE), Universität Stuttgart – Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik (IEH)
Assoziierte Partner: COBIS GmbH & Co. KG, Stadtwerke Sindelfingen GmbH, TransnetBW GmbH

Bidirektionale Flexibilität durch Flottenkraftwerke in und um Unternehmen

Elektrofahrzeuge sind ein Kernelement der Energiewende. Denn neben stationären Speichern sind Fahrzeugbatterien aufgrund langer Standzeiten, hoher elektrischer Leistungen und großer Speicherkapazitäten prädestiniert dafür, einen kurz- bis mittelfristigen Ausgleich von Last und Erzeugung im deutschen Energiesystem zu bieten. Die Herausforderung besteht jedoch darin, diese kleinteiligen, verteilten und schwer planbaren Flexibilitäten – neben der primären Anwendung als Energiespeicher für Mobilitätszwecke – einfach nutzbar und wirtschaftlich attraktiv zu machen. Mit dem Projekt BiFlex-Industrie sollen konkrete Anwendungsfälle rückspeisefähiger E-Fahrzeuge an Unternehmensstandorten gezeigt werden. Die Projektpartner wollen den direkten Nutzen rückspeisefähiger Fahrzeugflotten für Unternehmen und energiewirtschaftliche Geschäftsmodelle herausarbeiten. Zudem wollen die Akteure demonstrieren, dass Fahrzeugflotten großflächig in bestehende Systeme integriert werden und zur Keimzelle für Flottenkraftwerke werden können – zur Betriebsoptimierung des Unternehmens wie auch des übergeordneten Stromsystems.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme ISE.

Ansprechpartner

Dr. Robert Kohrs, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
robert.kohrs@ise.fraunhofer.de

Konsortium
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Konsortialführer), Ambibox GmbH, chargebyte GmbH, Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE, ENIT Energy IT Systems GmbH, Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB-AST, Hochschule Karlsruhe – University of Applied Sciences, LADE GmbH, Mahle chargeBIG GmbH, Marquardt GmbH, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, SAP SE, SMART/LAB Innovationsgesellschaft mbH, Thüga AG, Universität Duisburg-Essen

Beschleunigtes Laden durch Innovative Verfahren und Techniken auf Basis aktueller Zelltechnologie

Im Projekt BLITZ werden neue Verfahren und Techniken entwickelt und erprobt, mit denen für E-Fahrzeuge marktübliche Lithium-Ionen-Akkumulatoren (Batterien) schneller aufgeladen werden können und zugleich deren Lebensdauer erhöht wird. Statt des gängigen Ladeverfahrens mit konstantem Strom und konstanter Spannung („constant current constant voltage“, CCCV-Verfahren) setzt BLITZ dafür auf die Pulsladetechnik. Diese konnte bislang noch nicht auf Lithium-Ionen-Zellen übertragen werden. Das neue Ladeverfahren von BLITZ soll perspektivisch auch die Ladezeiten von E-Lkw deutlich verkürzen und so zu einer höheren Akzeptanz und Wirtschaftlichkeit der E-Mobilität im Schwerlastverkehr beitragen. Zugleich zielen die in BLITZ entwickelten Verfahren und Techniken auf eine Optimierung der Netzauslastung und damit auf eine netzdienlichere Ladeinfrastruktur.

Ansprechpartner

Dr. Li Yang, ElringKlinger AG
li.yang@elringklinger.com

Konsortium
ElringKlinger AG (Konsortialführer), Hochschule Esslingen, Institut für Nachhaltige Energietechnik und Mobilität INEM, Hochschule Furtwangen, Innovations- und Forschungscentrum Tuttlingen IFC, Huber Automotive AG, ergo: elektronik GmbH, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Beschaffung, Entwicklung und Umsetzung der Einbindung von Ladeinfrastruktur als flexible Last in das Stromversorgungssystem

Die Berliner Stadtreinigung (BSR) verfügt über eine Fahrzeugflotte von rund 1.800 Fahrzeugen und plant den Anteil an E-Fahrzeugen deutlich zu erhöhen. Das Projekt „BSR-Li-Flx“ stattet deshalb fünf Liegenschaften der BSR - Berliner Stadtreinigung mit intelligenter, vernetzbarer Ladeinfrastruktur für E-Mobilität aus. Darüber hinaus wird eine übertragbare Lösung für die Einbindung der E-Fahrzeuge als flexible Last in den Strommarkt erarbeitet. Zielsetzung ist ein optimales Lastmanagement im Verbund mit anderen Verbrauchern. Die Forschungsarbeit berücksichtigt sowohl netzdienliche Aspekte wie das Lademanagement als auch die Implementierung geeigneter Software für Vernetzung, Steuerung, Datenaustausch und Controlling.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von BSR-LI-Flx.

Ansprechpartner

Christian Heyken, Berliner Stadtreinigung
Christian.Heyken@BSR.de

Netzorientiertes, kosteneffizientes Hochleistungsladesystem für den mittelständischen, gewerblichen ÖPNV im suburbanen Raum

Der Einsatz von E-Fahrzeugen im öffentlichen Personennahverkehr in ländlichen Regionen bringt spezifische Anforderungen an die Ladeinfrastruktur mit sich. Das Projekt Buffered-HLL erarbeitet deshalb ein praxistaugliches Ladeinfrastruktur-Konzept, das eine Hochleistungsladestation zur Streckenladung von E-Bussen sowie eine netzorientierte Ladestation für Busdepots beinhaltet. Gerade für mittelständische Busunternehmen soll so der Einsatz von elektrifizierten Busflotten auch in Gebieten mit nur schwach ausgebauten Netzen attraktiver und wirtschaftlicher werden.

Ansprechpartner

Dr. Jan Marien, Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG
Jan.Marien@isabellenhuette.de

Inductive Charging – Next Generation

Die induktive Ladetechnik (kabelloses Laden oder Wireless-Power-Transfer-System) hat gegenüber der konduktiven (kabelgebundenen) Ladetechnik erhebliche Vorteile. Der kontakt- und barrierefreie Ladezugang, der Entfall mechanischer Verbindungen, die Möglichkeit zur unsichtbaren Integration in eine vorhandene Parkinfrastruktur sowie die unkomplizierte Integration von automatisierten/autonomen Fahrzeugen beschreiben die größten Potenziale. Ein globaler Marktdurchbruch blieb bisher aus, da neben dem Mangel an Elektrofahrzeugen oft proprietäre Systeme, die eine interoperable Anwendung verhinderten, den Kundenanforderungen nicht gerecht wurden.

ChaNGe führt bisherige Forschungsprojekte zusammen, setzt auf diese auf und zielt auf die Entwicklung eines marktreifen und interoperablen induktiven Ladesystems, welches die Kundenanforderungen bedient. Im Ergebnis soll eine leistungsstarke, induktive und bidirektionale Ladetechnik entwickelt werden, die einen herstellerübergreifenden (interoperablen) Einsatz sicherstellt, sich in individuelle Ökosysteme einbinden lässt und einen Beitrag zur umweltfreundlichen Mobilitätswende leistet.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Instituts für Automation und Kommunikation e. V.

Ansprechpartner

Ronald Opoku, EnBW Energie Baden-Württemberg AG
r.opoku@enbw.com

Konsortium
EnBW Energie Baden-Württemberg AG (Konsortialführer), BRUSA Elektronik (München) GmbH, ifak –Institut für Automation und Kommunikation e. V., Universität Stuttgart - Institut für Elektrische Energiewandlung (iew), MAHLE International GmbH, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Siemens eMobility, Toyota GAZOO Racing Europe GmbH 

Neuartige, kosteneffiziente, hochskalierbare und netzdienliche Ladeinfrastruktur mit 100 Ladepunkten in einem Stuttgarter Parkhaus

Lademöglichkeiten werden aus Kostengründen selten flächendeckend in Parkräume integriert. Das Forschungsprojekt „chargeBIG“ entwickelt deshalb eine kosteneffiziente und skalierbare Ladeinfrastruktur für Tagesparker und Flottenbetreiber, deren Fahrzeuge für längere Zeit stehen, also z. B. tagsüber beim Arbeitgeber. Das Ladekonzept arbeitet mit einer zentralen Steuereinheit, die alle Ladepunkte an den jeweiligen Parkplätzen mit Strom versorgt und steuert. Die verfügbare elektrische Leistung wird durch ein individuelles Lastmanagement intelligent auf alle ladenden Fahrzeuge verteilt. chargeBIG reagiert dabei flexibel auf andere Verbraucher im Netz und nutzt die Elektrofahrzeuge dabei als regelbare Last. Die Lösung für 20 bis über 100 Parkplätze ermöglicht eine optimale Nutzung des verfügbaren Stromnetzes.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von chargeBIG.

Ansprechpartner

Dr. Walter Krepulat, MAHLE GmbH
walter.krepulat@mahle.com

In ganz Deutschland leiden Städte an erhöhter Luftverschmutzung. In zahlreichen Ballungszentren entstehen deshalb im Rahmen des Projekts „Cities in Charge“ – auf Liegenschaften der Deutschen Telekom, im städtischen Raum und an Pendlerstrecken – öffentlich zugängliche Ladeinfrastruktur und Ladepunkte für Mitarbeiterfahrzeuge. Ziel ist eine Steigerung der Elektromobilität im Individualverkehr. Um zukunftsweisende Szenarien entwickeln und die damit verbundenen komplexen Fragestellungen beantworten zu können, untersucht das Forschungsteam langfristig, welche Anforderungen Nutzer an Ladesäulen haben und wie eine reibungslose, großflächige Integration in bestehende Netze möglich ist.

Ansprechpartner

Robert J. Buch, Comfort Charge GmbH
robert.buch@comfortcharge.de

Charging Low Emission Vehicles in Rüsselsheim

Die Stadt Rüsselsheim am Main will die Elektromobilität aktiv in ihr Stadtgebiet integrieren. Das Forschungsteam „CLEVER-Electric-City“ übernimmt hierfür den großflächigen Aufbau von Ladeinfrastruktur in öffentlichen, halböffentlichen und privaten Bereichen. Insgesamt 1300 Ladepunkte entstehen auf dem Firmengelände von Opel, in Wohngebieten, an kommunalen und gewerblichen Standorten sowie auf Parkflächen innerhalb der Stadt. Die Versorgung der Ladesäulen erfolgt ausschließlich mit regenerativ erzeugtem Strom. Im Zuge der Planung werden die zusätzlichen Netzanforderungen analysiert und soweit möglich durch Batteriespeichersysteme und Netzausbauten erfüllt. Die Netzüberwachung erfolgt über Hard- und Softwareprodukte.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Projekts CLEVER-Electric-City.

Ansprechpartner

Frank Kohmann, Stadt Rüsselsheim am Main
Frank.Kohmann@ruesselsheim.de

Erforschung einer multifunktionalen Leistungselektronik für den Traktions- und bidirektionalen Ladebetrieb von Elektrofahrzeugen

Das Projekt CombiPower entwirft eine neuartige Leistungselektronik, die gleich mehrere Funktionen erfüllen soll, indem sie eine Verbindung der Lade- mit der Antriebseinheit des Elektrofahrzeugs schafft. Dabei wird auch ein aktiver Filter für elektromagnetische Verträglichkeit (EMV-Filter) integriert. Dieser stellt nicht nur eine störungsfreie Stromversorgung sicher, sondern verspricht darüber hinaus eine Verringerung benötigten Bauraums und Materialeinsatzes im Vergleich zu konventionellen passiven Filterlösungen.

Die neue Leistungselektronik kann sowohl Energie aufnehmen als auch abgeben und verbessert durch Siliciumcarbid-(SiC)-Halbleiter ihre Effizienz gegenüber klassischen Lade- und Antriebsgeräten. Auf diese Weise wollen die Projektpartner eine Lösung für den stetig steigenden Kostendruck im Bereich der Bauteile für den Antriebsstrang anbieten und letztlich den Hochlauf der Elektromobilität unterstützen.

Ansprechpartner

Stefan Schmalzl, Vitesco Technologies GmbH
Stefan.Schmalzl@vitesco.com

Konsortium
Vitesco Technologies GmbH (Konsortialführer), Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, SUMIDA Components & Modules GmbH

Elektroautos auf langen Strecken schneller laden: Kühlsystem zur Optimierung der Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit von Schnellladevorgängen und Antrieben in Elektrofahrzeugen

Wer ein Elektroauto kauft, möchte sicher sein, dass er beim Laden auf langen Strecken möglichst wenig Zeit verliert. Die Schnellladefähigkeit stellt deshalb ein zentrales Element auf dem Weg zur Langstreckentauglichkeit und somit zur Kundenakzeptanz von Elektrofahrzeugen dar. Das Projekt „CoolEV“ leistet hier durch die Entwicklung eines innovativen Kühlsystems für Ultraschnellladeprozesse einen wesentlichen Beitrag. Der Fokus liegt auf der Entwicklung eines ganzheitlichen Systems, das eine system- und fahrzeugseitige Kühlung vorsieht und gleichzeitig eine Verwertung der beim Schnelladen entstandenen Abwärme ermöglicht. Hierdurch soll ein nutzergerechtes Schnelladen von bis zu 400 kW Gleichstrom möglich und die Gesamtenergiebilanz von Elektrofahrzeugen deutlich gesteigert werden.

Ansprechpartner

Michael Dimitrov, Dr. Ing. h. c. F. Porsche AG
dimitrov@porsche.de

Datenbasierte Geschäftsmodelle für Ladeinfrastruktur

Der Forschungsverbund „Daten Tanken“ errichtet in der Stadt Dresden eine leistungsfähige und netzverträgliche Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. Der Ausbau der Schnell- und Normalladeinfrastruktur im öffentlichen Raum setzt dabei auf multimodale Mobilitätspunkte, die bestehende Angebote vernetzen und so den Umstieg zwischen Pkw, Rad und ÖPNV erleichtern. Neben der Einrichtung von Ladestationen im öffentlichen Straßenraum wird in Dresden eine umweltfreundliche Citylogistik mit E-Fahrzeugen etabliert. Der Betrieb der öffentlichen und nicht-öffentlichen Ladeinfrastruktur soll durch die Konzeption und Evaluierung datenbasierter Services wirtschaftlich gestaltet werden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Stadt Dresden.

Ansprechpartner

Uwe Richter, Landeshauptstadt Dresden
urichter3@dresden.de

Erweiterung des DC-INDUSTRIE-Systemkonzepts für offene Niederspannungs-DC-Netze im Anwendungsbereich bidirektionales Laden

DCI4CHARGE zielt auf die Verbindung zwischen der Ladeinfrastruktur für Elektromobile und herstelleroffenen Gleichstromnetzen (DC-Netze) der Industrie. Die Verbindung erhöht die Effizienz beider Systeme: Beim Laden von Elektrofahrzeugen lassen sich Wandlungsverluste vom Wechselstromnetz (AC) vermeiden, da die Energie zwischen Batterie und Elektroantrieb im E-Fahrzeug über Gleichstrom verteilt wird. Bidirektional ladefähige Elektrofahrzeuge stehen den Gleichstromnetzen der Industrie zugleich als Puffer zur Verfügung und können so zur Netzstabilität und Überlastversorgung im gewerblichen Umfeld beitragen. Im Projekt werden Lösungen für verschiedene technische Herausforderungen in der Umsetzung der Verbindung von DC-Ladesystemen mit DC-Netzen entwickelt und erprobt, zum Beispiel die elektrische Sicherheit, die Stabilität der Leistungsflüsse und das Laden als flexible Last beziehungsweise Speicher.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Holger Borcherding, iFE – Institut für Energieforschung
holger.borcherding@th-owl.de

Konsortium
Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe (Konsortialführer), Ambibox GmbH, Eaton Industries GmbH, Weidmüller Interface GmbH & Co. KG, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB. Assoziierte Partner: Bäumer GmbH converting machines, Danfoss GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Universität Stuttgart, Innelekt GmbH

Netzdienliches und bidirektionales Laden an der Schnittstelle zwischen Energie- und Verkehrssektor

Das bidirektionale Laden von E-Fahrzeugen kann in Zukunft essenziell dazu beitragen, das Stromnetz zu stabilisieren und etwaige Herausforderungen für die Netzstabilität (z. B. Schwankungen bei den erneuerbaren Energien, höherer Bedarf durch E-Mobilität) zu bewältigen. Dabei werden parkende Autos als Batterien verwendet, die bei Bedarf Strom ins Energienetz zurückspeisen. Hierzu müssen zunächst jedoch die technischen, organisatorischen und regulatorischen Grundlagen geschaffen werden. Das Projekt DeRIVE erarbeitet deshalb ein sogenanntes Demand-Side-Management-Konzept (DSM), mit dem sich Elektrofahrzeuge sicher und zuverlässig bidirektional in die Netzversorgung einbinden lassen, und entwickelt in diesem Zuge technische und regulatorische Lösungen, um das Konzept zu implementieren.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von Es Geht! Energiesysteme GmbH

Ansprechpartner

Niklas Ehrlich, Akkodis Germany Solutions GmbH
niklas.ehrlich@akkodis.com

Konsortium
Akkodis Germany Solutions GmbH, Stadtwerk Haßfurt GmbH, Technische Universität Kaiserslautern, Expleo Germany GmbH, Es Geht! Energiesysteme GmbH, Hubject GmbH

Im Nutz- und Schwerlastverkehr besteht Optimierungspotenzial darin, dass konstantes Geradeausfahren ebenso energiesparend und damit reichweitenverlängernd bewältigt werden kann wie Ab- und Anfahrten gegen Steigung beziehungsweise Gefälle und Beschleunigung.

Der Lösungsansatz, der im Rahmen von eBoosT untersucht und prototypisch umgesetzt werden soll, basiert auf einer Kombination aus einer für den Dauerbetrieb hocheffizient ausgelegten Antriebseinheit (Primärantrieb) und einer für Lastspitzen ausgelegten zweiten Boost-Antriebseinheit. Die Primärantriebseinheit sorgt für die kontinuierliche Fahrleistung, die Boost-Einheit unterstützt nur dann, wenn es temporär zu höheren Belastungen, beispielsweise durch Anfahrt gegen eine Steigung, kommt.

E-Commuter, -munity, -municate

Um die hohen Stickoxid-Emissionen in Dresden und Zwickau zu minimieren, zielt das Forschungsprojekt „E-Com“ auf die Elektrifizierung des Pendlerverkehrs sowie der Unternehmensflotten. Dafür werden sowohl auf Firmengeländen als auch im öffentlichen Raum Parkplätze mit Ladepunkten geschaffen. Ein innovatives Nutzer- und Lastmanagement, zusätzliche Energiespeicher und intelligente Maßnahmen zur Netzintegration ermöglichen dies auch an Standorten mit schwacher Netzanbindung. Die Steuerung der zukünftigen e-Pendler erfolgt über ein intelligentes Ladeleitsystem, das beispielsweise Reservierungen ermöglicht und die Verfügbarkeit der Ladestellplätze in Echtzeit über eine Plattform darstellen kann.

Ansprechpartner

Uwe Richter, Landeshauptstadt Dresden
urichter3@dresden.de

eTrailer Conversion – Entwicklung und Erprobung bidirektionaler modularer batterieelektrischer Anhängerantriebe

Wer für den Lastentransport schon einmal einen Anhänger genutzt hat, kennt das: Der Energieverbrauch des Zugfahrzeugs steigt, die Reichweite nimmt drastisch ab. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen gilt dann, dass sie für viele Transportfahrten ungeeignet sind; entsprechend selten werden E-Fahrzeuge für Fahrten mit Anhängern genutzt. Elektrifizierte Anhänger, sogenannte eTrailer, können das Zugfahrzeug unterstützen und so die Reichweite erhöhen. Bislang gibt es jedoch für ältere Anhänger keine Systeme zur E-Umrüstung, mit denen es möglich wäre, den Energieaufwand von Zugmaschine und Anhänger insgesamt zu reduzieren. Dabei könnten umgerüstete Anhänger darüber hinaus künftig auch als Pufferspeicher dienen (Trailer2Grid). Das Projekt eConTrailer entwickelt ein modulares Konzept, mit dem alte Anhänger elektrisch so umgerüstet werden können, dass sie den Energieverbrauch von elektrischen Zugfahrzeugen minimieren und damit deren Reichweite erhöhen. Zudem sollen die umgerüsteten Anhänger auch als Pufferspeicher dienen, die sich ins Stromnetz einbinden lassen, sodass sie die lokale Netzstabilität verbessern.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Hochschule Osnabrück

Ansprechpartner

Dr. Uwe Koenzen, Planungsbüro Koenzen
koenzen@planungsbuero-koenzen.de

Konsortium
Planungsbüro Koenzen (Konsortialführer), Gross und Co. Anhänger GmbH (Anwendungspartner), Hochschule Osnabrück (wissenschaftliche Begleitung)

Electrified Corridor Europe

Der Ausstoß der Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor und insbesondere im straßenseitigen Schwerlastverkehr stagniert seit Jahrzehnten. Nach umfangreichen nationalen Untersuchungen und Pilotprojekten zu elektrischen Straßensystemen insbesondere in Deutschland und Schweden leitet das Projekt E-CORE die nächste Phase ein: Es erstellt eine Machbarkeitsstudie für einen elektrifizierten Korridor von den Niederlanden über Deutschland und Österreich nach Ungarn speziell für schwere Lkw. Neben den organisatorischen, rechtlichen, wirtschaftlichen und technischen Voraussetzungen werden im Rahmen des Projekts auch die Synergien von einer Kombination aus elektrischen Straßensystemen und Schnellladepunkten sowie die Potenziale bidirektionaler Ladeprozesse zur Emissionssenkung untersucht. Zur europäischen Vernetzung und zum Informationsaustausch schafft das Projekt E-CORE zusätzlich eine Plattform. Über diese begleiten die involvierten Stakeholder den europäischen Gesetzgebungsprozess rund um den Aufbau einer Ladeinfrastruktur für alternative Kraftstoffe (AFIR).

Weitere Informationen finden Sie auf der Website vom Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität

Ansprechpartner

Matthias Hartwig, IKEM – Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e. V.
matthias.hartwig@ikem.de

Konsortium
IKEM – Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e. V. (Konsortialführer), Fachhochschule Erfurt
Assoziierte Partner: Siemens Mobility
Internationale Partner: TNO. TU Delft

Dreistufig automatisiertes Endformen von Flachleiterspulen im Blechpaket

Hohe Anschaffungskosten, eingeschränkte Reichweite im Fernverkehr und eine Reduktion der potenziellen Lademasse durch schwerere Motoren: Das sind Gründe dafür, warum die Elektromobilität im Schwerlastverkehr aktuell noch hinter der Zielsetzung und den Erwartungen von Politik und Gesellschaft zurückbleibt. Um Fortschritte des elektrisch betriebenen Nutz- und Personenverkehrs technisch gewährleisten zu können, bedarf es der Entwicklung effizienterer Prozesse bei der Herstellung von elektrischen Antrieben. Als Teilziel ergibt sich daraus die Notwendigkeit, skalierbare Fertigung für Bestandteile elektrischer Antriebe zu entwickeln, die über verschiedene Produktgrößen hinweg höchsten Qualitätsansprüchen genügen. Zu diesen Elektromotoren-Bestandteilen gehören beispielsweise Spulen, Statoren und Rotoren.

Mit dem Projekt E|FORM soll ein innovatives automatisierbares Verfahren entwickelt werden, bei dem Flachleiterspulen in mehreren Schritten in die gewünschte Form und Größe gebracht werden, um sie für ihren endgültigen Einsatz vorzubereiten.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Lehrstuhls für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

Ansprechpartner

Dr. Harald Kuhn, Siemens
kuhn.harald@siemens.com

Konsortium
Siemens Mobility GmbH (Konsortialführer), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) , WEBO GmbH

Entwicklung eines vollautomatischen Batteriewechselsystems für E-Lkw

Das Projekt „eHaul“ lässt e-LKW binnen Minuten vollladen. Hierfür entwickelt es ein vollautomatisches Batteriewechselsystem für E-Lkw mit bis zu 40 Tonnen zulässigem Gesamtgewicht. Durch die automatische Auswechslung der Batterien an speziell konzipierten, befahrbaren Batteriewechselstationen können auch schwere E-Lkw lange Distanzen ohne unnötige Verzögerungen zurücklegen. Der Wechsel der Batterien erfolgt über Roboter innerhalb der Station, die mit einer optischen Sensorik ausgestattet sind. So werden die Batterien vollkommen ohne Zutun des Fahrenden oder anderen Personals ausgewechselt und die Fahrt muss nur kurz unterbrochen werden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von eHaul.

Ansprechpartner

Jens-Olav Jerratsch, Technische Universität Berlin
Jerratsch@tu-berlin.de

Electrify Buildings for EVs

Damit die Mobilitätswende in Hamburg gelingt, schafft das Forschungsprojekt „ELBE“ mehrere hundert Ladepunkte auf privaten Grundstücken. Die neue Infrastruktur entsteht vor allem in Wohngebäuden, Gewerbeimmobilien oder auf gewerblich genutzten Flächen, wie zum Beispiel Werksgelände oder Firmenareale. Durch ein intelligentes Energiekonzept wird der zusätzliche Energiebedarf ohne Netzausbau bewältigt. Eine Schnittstelle zwischen den dezentral gesteuerten Ladepunkten und dem zentralen Lastmanagement des Stromnetzes ermöglicht eine vorausschauende Netzsteuerung und gewährleistet Versorgungssicherheit. Innovative Geschäftsmodelle sichern den wirtschaftlichen Betrieb der Ladepunkte ab.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von ELBE.

Ansprechpartner

Lennart Rommel, Freie und Hansestadt Hamburg
lennart.rommel@bwi.hamburg.de

Electrified Coach

Das Projekt „Electrified Coach“ (ELCH) soll anhand der Entwicklung von zwei Demonstratorfahrzeugen aufzeigen, wie der straßengebundene Personenfernverkehr mit batteriebetriebenen Reisebussen in Zukunft realisiert werden kann. Neben den nötigen technologischen Entwicklungen rund um den Antriebsstrang – das ist das System aus Achse, Motor, Batterie und Leistungselektronik – legt das Projektteam ein besonderes Augenmerk auf ein anwendungsgerechtes Gesamtfahrzeugkonzept, bei dem auch wirtschaftliche und ökologische Faktoren berücksichtigt werden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von Daimler.

Ansprechpartner:

Martin Gaub, Daimler Buses GmbH
martin.gaub@daimlertruck.com

Konsortium
Daimler Buses GmbH (Konsortialführer), Flix SE, Karlsruher Institut für Technologie KIT, Technische Universität Kaiserslautern, Universität Mannheim

Das Projekt ELINA entwickelt eine Planungssoftware, die den Aufbau von induktiven Ladesystemen für den Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) fördert. Beispielsweise kann die Software bei der effizienten Planung von E-Busrouten unterstützen, wodurch die Einführung und der Betrieb induktiver Ladetechnologien erleichtert wird.

Ab Mai 2023 wird in der baden-württembergischen Stadt Balingen ein DWPT-Demonstrationssystem mit passendem Elektrobus betrieben. Die Messwerte und Erfahrungen aus diesem ÖPNV-Betrieb fließen in die Entwicklung des Planungssoftware und weitere Untersuchungen ein.

Integration und Demonstration des Einsatzes von elektrischen Schwerlasttransportmaschinen in der Rohstoffindustrie

Bislang gibt es noch keine Konzepte für die Elektrifizierung von Fahrzeugen wie Lkws oder Baumaschinen in der heimischen Rohstoffgewinnung, obwohl die Branche zu den energieintensivsten Industriezweigen Deutschlands zählt. Das Projekt ELMAR entwickelt daher erstmalig aussagekräftige Pilotkonzepte, die die Nutzung von E-Transportmitteln in repräsentativen Rohstoffgewinnungsbetrieben unter Einbezug der lokalen Energieinfrastruktur erforschen und demonstrieren. Auf Basis der Datenlage und sich daraus ergebende Erkenntnisse sollen Strategien entstehen, die der gesamten Branche den Einstieg in die E-Mobilität ermöglichen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der RWTH Aachen University

Ansprechpartnerin:

Prof. Dr. Elisabeth Clausen, RWTH Aachen University
eclausen@amt.rwth-aachen.de

Konsortium
RWTH Aachen University (Konsortialführer), Volvo Group Trucks Central Europe GmbH, Volvo Construction Equipment Germany GmbH, PSI FLS Fuzzy Logik & Neuro Systeme GmbH, PSI Software AG, Knauf Gips KG, Mineral Baustoff GmbH, TITUS Research GmbH
Assoziierte Partner: Nivelsteiner Sandwerke & Sandsteinbrüche GmbH

Förderung der Elektromobilität durch Normung und Standardisierung

Normen und Standards tragen nicht nur zur Sicherheit elektromobiler Lösungen und künftiger Produkte bei, sie erleichtern auch deren Vertrieb und sorgen für die reibungslose Nutzung von Elektromobilität, was letztlich die Akzeptanz derselben stärkt. Außerdem beugen sie der Entwicklung von Insellösungen vor. Normen und Standards ermöglichen es zudem, neben dem Ladekomfort auch die Verfügbarkeit sowie Auslastung der Ladeinfrastruktur zu verbessern, indem etwa technische Spezifikationen frühzeitig herstellerübergreifend auf internationaler Ebene eingebracht werden.

Im Projekt ELSTA werden wegweisende Spezifikationen erarbeitet, die als Grundlage für nationale und internationale Normungs- und Standardisierungsaktivitäten wie der nationalen Normungsstrategie für Elektromobilität dienen.

ELSTA ist fokussiert auf Normen und Standards für die Integration von E-Fahrzeugen in das nationale und europäische Stromnetz, die Kommunikation zwischen Ladeinfrastruktur und Fahrzeug sowie die automatische Kontaktherstellung im Steckerbereich bei verschiedenen Ladevorgängen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von ELSTA.

Ansprechpartner

Mario Beier, DIN e. V.
mario.beier@din.de

Errichtung von Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge im Raum Berlin

Das Forschungsprojekt „ELMobileBe“ zielt darauf ab, kosteneffiziente Ladeinfrastruktur aufzubauen, die eine weitere Elektrifizierung des Verkehrs in urbanen Räumen fördert und Modellcharakter für andere Kommunen hat. Besonders im Fokus steht die Bereitstellung von Low-Cost-Ladeinfrastruktur für Laternenparker am Stadtrand von Berlin, wo aufgrund langer Standzeiten konventionelle Ladesäulen nicht wirtschaftlich betrieben werden können.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von Neue Berliner Luft.

Ansprechpartner

Ulrike Hinz, ubitricity Gesellschaft für verteilte Energiesysteme mbH
ulrike.hinz@ubitricity.com

Entwicklung eines wirtschaftlichen Mess- und Abrechnungsverfahrens für dynamische Induktivladesysteme

Mit der dynamischen induktiven Energieübertragung (Dynamic wireless power Transfer, DWPT) werden Elektrofahrzeuge während der Fahrt drahtlos mit elektrischer Energie geladen. Das reduziert Ladepausen bei gleichzeitiger Erhöhung der Fahrzeugreichweite. Zusätzlich können Batterien kleiner sowie leichter ausfallen und dadurch günstiger wie auch ressourcenschonender hergestellt werden. Anwendung findet die Technologie bisher nur im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV). Das Projekt EMADI will die induktive Ladetechnologie ebenfalls auf Autobahnen ausweiten.

Dazu entwickelt und erprobt das Projekt informations- und kommunikationstechnologische Systeme (IKT-Systeme) zur eichrechtskonformen Energiemessung sowie zur Abrechnung der geladenen Energie und setzt diese in einem Demonstrationssystem um. Das Demonstrationsmodell basiert auf einem bestehenden täglichen ÖPNV-Betrieb in Karlsruhe, bei dem die induktive Energieübertragung bereits im Einsatz ist. Abschließend werden die erprobten Konzepte beurteilt und Strategien abgeleitet, welche weiteren Entwicklungsschritte und gesetzlichen Anpassungen erfolgen sollen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Technischen Universität München

Ansprechpartner:

Dr. Maximilian Arnold, EnBW Energie Baden-Württemberg AG
m.arnold@enbw.com

Konsortium
EnBW Energie Baden-Württemberg AG (Konsortialführer), ElectReon Germany GmbH, Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (FfE), Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG, ifak – Institut für Automation und Kommunikation e. V., Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Technische Universität München 
Assoziierte Partner: Toyota GAZOO Racing Europe GmbH

Electric Mobility Integration Düren

Das Projekt „eMIND“ erarbeitet nachhaltige Konzepte zur Ausbringung von Low-Cost-Ladeinfrastruktur und trägt so zur Beschleunigung des Mobilitätswandels hin zu elektrischen Fahrzeugen bei. Ein eigens entwickeltes kommunales Energieportal, das Informationen über die kommunale Infrastruktur und Stromnetzbeschaffenheit zusammenführt, ermöglicht die Identifizierung von netzoptimierten und kostengünstigen Ladestandorten. Umfassende Untersuchungen zu Mobilitätsentwicklung, Kundenbedarfen, Netzanforderungen und technischen Möglichkeiten sichern den erfolgreichen Aufbau und Betrieb der geplanten Infrastruktur ab. Die insgesamt 260 Ladepunkte entstehen zum größten Teil auf Arbeitgeberparkplätzen und tragen auf diese Weise zu einer sukzessiven Elektrifizierung der dienstlich genutzten Fahrzeuge sowie der Mitarbeiterfahrzeuge in der Stadt Düren bei. Neben den halböffentlichen Ladepunkten bei Unternehmen werden insgesamt 20 öffentliche Ladesäulen mit 40 Ladepunkten installiert.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Stadt Düren.

Ansprechpartner

Anke Leimert, Stadt Düren
a.leimert@dueren.de

Entwicklung und Errichtung eines E-Mobility-Hubs im Parkhaus Berliner Straße in Wiesbaden

Im Zuge der Errichtung eines siebengeschossigen Park-and-Ride-Parkhauses mit rund 930 Stellplätzen entsteht in Wiesbaden ein E-Mobility-Hub für Fahrzeuge mit gewerblicher, kommunaler und privater Nutzung. Schwerpunkte des Forschungsprojekts „E-Mobility-Hub“ sind zum einen die technologische Umsetzung der Elektrifizierung der Parkplätze durch die Integration der Ladeinfrastruktur im Gebäude. Zum anderen sollen die individuellen Bedürfnisse der unterschiedlichen Nutzergruppen genau untersucht werden, um maximale Synergien und eine optimale Auslastung sicherzustellen. Über die Entwicklung dieses Prototyps hinaus soll ein Roll-out-Konzept klären, wie noch weitere E-Mobility-Hubs auf öffentlichen und privaten Flächen in Wiesbaden entstehen können.

Ansprechpartner

Katja Imhof, Stadt Wiesbaden
katja.imhof@wiesbaden.de

Nationales Testzentrum für Elektromobilität

Der Elektromobilität steht in den nächsten Jahren ein rasantes Wachstum bevor und Elektromobilität wird zum Massenmarkt. Im Rahmen von EMoT entsteht ein nationales Testzentrum für ganzheitliche Elektromobilität, das Unternehmen und Forschungsinstituten dauerhaft zugänglich sein wird. Das Testzentrum soll dazu genutzt werden, um bestehende und neue Produkte und Services zu optimieren und deren Kompatibilität und Interoperabilität zu prüfen und zu optimieren. Durch die repräsentative Auswahl an Ladeinfrastruktur, E-Fahrzeugen und Softwaresystemen im Testzentrum müssen Hersteller keine umfangreichen Investitionen in Hardware, Software oder in hochspezialisiertes Personal tätigen. So bekommen auch neue und kleinere Unternehmen die Möglichkeit, innovative und ausgereifte Lösungen erfolgreich in den Markt zu bringen.

Ansprechpartner

Jürgen Werneke, Hubject GmbH
juergen.werneke@hubject.com

Automatisierte Fertigungsprozesse für Electric Road Systems zur Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs

Neben dem stationären Laden von elektrischen Bussen und LKW sind auch mobile Ladelösungen (Electric Road System) ein komplementärer Baustein zukunftsfähiger Verkehrskonzepte und -Infrastrukturen. Durch das induktive Laden per Energieübertragung während der Fahrt ergeben sich Chancen und Vorteile für die Elektromobilität und insbesondere den (Schwerlast-)Verkehr. Im Rahmen des Forschungsprojekts E|MPOWER werden großserientaugliche Produktionstechnologien sowie innovative und automatisierte Fertigungs- und Bauprozesse entwickelt, die die Grundlage für mobiles Laden während der Fahrt schaffen. Damit widmet sich das Projekt einer bisher im Forschungsumfeld nicht ausreichend beachteten Frage: der nach der optimalen, konkreten Überführung eines hochtechnologischen Systems in den tatsächlichen Straßenbau. Von der Herstellung der Spulen bis zum Verbau dieser in die Straßen werden sowohl auf prozessualer als auch auf technologischer Ebene skalierbare Standards entwickelt.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

Ansprechpartner:

Dr. Alexander Kühl, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg – Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik
alexander.kuehl@faps.fau.de

Konsortium
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) (Konsortialführer), Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm - Institut für Leistungselektronische Systeme ELSYS, ElectReon Germany GmbH, Risomat GmbH & Co. KG, VIA IMC GmbH

Electro Magnetic Power Optimization for Wireless Energy and Radio Emission Directives

Durch das kontaktlose Laden von Elektrofahrzeugen über induktive Ladesysteme lässt sich eine barriere- und nahezu wartungsfreie Ladeinfrastruktur für Elektromobile realisieren. Die Entwicklung induktiver Ladesysteme für den Massenmarkt steht derzeit jedoch noch vor zwei wesentlichen Herausforderungen: Zum einen fehlt eine Norm für die Positionierhilfe, mit der die Fahrzeuge in eine für den Ladevorgang optimale Position gebracht werden. Zum anderen gibt es noch kein weltweit einheitlich genormtes Messverfahren für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) induktiver Energieübertragungssysteme. Die bereits existierende und praktizierte Koexistenz von induktiven Systemen und anderen technischen Geräten wie Funkanwendungen soll validiert werden. Zur Lösung dieser Herausforderungen entwickelt EMPOWERED einerseits einen internationalen Vorschlag für ein Postionierungssystem sowie andererseits ein international einheitliches Messverfahren zur EMV-Prüfung, auf deren Basis das tatsächliche Störpotenzial induktiver Ladesysteme ermittelt werden soll.

Ansprechpartner

Axel Hoppe, ifak Institut für Automation und Kommunikation e.V.
axel.hoppe@ifak.eu

Untersuchung technischer, ökonomischer, ökologischer und energiewirtschaftlicher Synergien von Electric Road Systems (ERS) mit anderen Lkw-Antriebstechnologien

Das Projekt enERSyn erforscht Abhängigkeiten und Synergien verschiedener Ladelösungen im zukünftigen elektrifizierten Straßengüterverkehr. Ein besonderes Augenmerk legt das Projekt auf sogenannte Electric Road Systems (ERS), durch Lkws während der Fahrt beispielsweise über Oberleitungen geladen werden können. Dabei werden auch Auswirkungen der verschiedenen Lösungskombinationen auf das Stromnetz, Klima und die Wirtschaftlichkeit analysiert und Systemkosten berechnet. Die Ergebnisse werden in einem Abschlussbericht sowie verschiedenen weiteren Publikationen veröffentlicht.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Instituts für Energie- und Umweltforschung Heidelberg

Ansprechpartner:

Julius Jöhrens, ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH
julius.joehrens@ifeu.de

Konsortium
ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH, Technische Universität Dresden (TUD), Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin)

Effiziente Prozesse zur Fertigung induktiver Ladesysteme

Die E-Mobilität braucht größere Reichweiten und Ladekomfort, um sich gegenüber den konventionellen Verbrennungstechnologien durchsetzen zu können. Das Projekt „E|ProFIL“ setzt deshalb auf induktive Ladetechnologien, die kontaktlos funktionieren und perspektivisch auch während der Fahrt genutzt werden können. Der Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf Produktionstechnologien, die eine serientaugliche Herstellung solcher induktiver Ladesysteme ermöglichen. Darüber hinaus sollen Konzepte zur Automatisierung und Verkettung der einzelnen Fertigungsschritte erarbeitet werden. Dadurch werden wesentliche Voraussetzungen zur Verbreitung geschaffen, denn aktuell ist der Produktionsprozess von kostenintensiven manuellen Tätigkeiten geprägt.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

Ansprechpartner

Dr. Alexander Kühl, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
alexander.kuehl@faps.fau.de

Effiziente Fertigungsprozesse für eine elektrifizierte Straße

Das Projekt E|ROAD entwickelt Produktionslösungen für elektrifizierte Straßen, um Elektrofahrzeuge während der Fahrt mit Energie versorgen zu können. Vorgesehen ist die Integration von Spulensystemen in Betonfertigteile für den Straßenbau. Damit können Straßenabschnitte einfach und kostengünstig elektrifiziert werden. Die entwickelte Technologie soll sowohl für privat genutzte Pkw als auch für gewerblich genutzte Fahrzeuge im Warentransport und Schwerlastverkehr zur Verfügung stehen.

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Alexander Kühl, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
alexander.kuehl@fau.de

Nutzung von Speichertechnologie für intelligentes Lademanagement

Die schnelle Errichtung von Ladeinfrastruktur in Bereichen mit schwacher Netzanbindung ist erfolgskritisch für den Markthochlauf der Elektromobilität. Das Forschungsprojekt „eSpeicher“ entwickelt deshalb anhand repräsentativer und skalierbarer Projektbausteine eine Blaupause zum Einsatz von Pufferspeichern in Kombination mit Ladeinfrastrukturen im urbanen Raum. Durch den Aufbau einer Demonstratoranlage in Halle (Saale), bestehend aus E-Speicher, Ladepunkten und einem intelligenten Steuerungssystem, wird die Lösung am Beispiel der städtischen E-Fahrzeugflotte technologisch und wirtschaftlich erprobt. Die Ergebnisse sind auf andere Standorte und Anwendungen in Deutschland und Europa übertragbar.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Stadt Halle.

Ansprechpartner

Daniel Zwick, Stadt Halle (Saale)
daniel.zwick@halle.de

Entwicklung von Testmethoden für elektrifizierte Schwerlastantriebe auf Basis multiphysikalischer Hardware-in-the-Loop-Prüfstände

Durch das Forschungsprojekt eTestHiL soll die Entwicklung von elektrischen Antriebskomponenten für Schwerlasttransporter vereinfacht und beschleunigt sowie deren Integration in das Gesamtsystem des Fahrzeugs verbessert werden. Hierfür werden modellbasierte Testverfahren auf den wesentlichen, also zeitlichen wie systemischen, Prozessebenen entwickelt und dargestellt. Dazu simulieren sogenannte Hardware-in-the-Loop-Versuche (HiL) virtuell das Verhalten der Umgebungskomponenten. Dadurch kann die Funktionalität neu entwickelter Komponenten des Antriebsstrangs frühzeitig im Gesamtsystem geprüft werden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der RTWH Aachen University.

Ansprechpartner:

Gregor Höpfner, Lehrstuhl und Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung der RWTH Aachen
gregor.hoepfner@imse.rwth-aachen.de

Konsortium
RWTH Aachen University - Lehrstuhl und Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung(Konsortialführer), RWTH Aachen University - Institut für Kraftfahrzeuge , RWTH Aachen University - Institute for Power Generation and Storage Systems (PGS), BPW Bergische Achsen KG, Leadrive Technology Germany GmbH, ebusplan GmbH

Wandlungsfähige und flexible Produktionssysteme zur symbiotischen Herstellung elektrifizierter und konventioneller Lastkraftwagen

Will Deutschland in der Herstellung von elektrifizierten Nutzfahrzeugen eine Vorreiterrolle einnehmen, muss die Produktion kleiner Stückzahlen bei möglichst geringen Kosten möglich sein. Das Forschungsprojekt „eTruckPro“ befasst sich deshalb mit der Entwicklung wandlungsfähiger und flexibler Produktionssysteme, die sowohl für die Fertigung konventioneller als auch elektrifizierter Lastkraftwagen eingesetzt werden können. Durch die Nutzung vorhandener Produktionsanlagen und durch eine angepasste Linienaustaktung werden Mehrkosten, wie die Anschaffung zusätzlicher Betriebsmittel und Produktionsflächen, vermieden. So lassen sich kleine Stückzahlen bauen, testen und sukzessive zur Serienreife ausbauen.

Ansprechpartner

Michael Neukam, MAN Truck & Bus SE
Michael.Neukam@man.eu

Elektrisches Antriebskooperations- und Energiesystem für schwere Nutzfahrzeuge

Rund ein Drittel aller CO2-Emissionen im Straßenverkehr entstehen im Bereich des Bus- und Schwerlastverkehrs. Nach den Vorschriften der Europäischen Kommission und des Europäischen Parlaments müssen Fahrzeughersteller die Treibhausgasemissionen von neuen Lastkraftwagen bis 2025 im Durchschnitt um 15 Prozent und bis 2030 um 30 Prozent gegenüber dem Stand von 2019 senken. Für die erfolgreiche industrielle Transformation und den Klimaschutz werden verschiedene Forschungsansätze zur Dekarbonisierung des Nutzfahrzeugverkehrs vom BMWK gefördert.

Im Projekt evTrailer2 fokussieren sich die Projektpartner auf den Nutzfahrzeugtyp „Sattelzug“ und entwickeln Möglichkeiten zur Elektrifizierung des Sattelaufliegers, einer bisher nicht motorisierten Komponente des Fahrzeugs. Die Projektpartner wollen den hier typischerweise vorhandenen Bauraum ausnutzen, um den Sattelzug über die Kombination aus integrierten Photovoltaikmodulen und elektrischem Antrieb zu einem intelligenten, sicheren und emissionsreduzierten Fahrzeugsystem für den Straßengütertransport weiterzuentwickeln. Durch die Elektrifizierung und PV-Eigenstromerzeugung des Anhängers werden die Reichweiten des Zugfahrzeugs verlängert und der Fahrstrom noch „grüner“.

Weitere Informationen finden Sie auf der Projektwebsite

Ansprechpartner:

Michael Wißbach, CuroCon GmbH
michael.wissbach@curocon.de

Konsortium
CuroCon GmbH (Konsortialführer), Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Sono Motors GmbH, Technische Universität Darmstadt – Institut für Mechatronische Systeme IMS, Technische Universität Darmstadt – Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe VKM, Hüffermann Transportsysteme GmbH

Technologies, Standards and Business Models for grid-friendly Assetsharing of charging Infrastructure

Im Forschungsprojekt FAMOUS wird eine Software-Lösung für das Reservieren und Teilen von Ladestationen entwickelt und pilothaft erprobt. Das sogenannte Assetsharing soll die Wirtschaftlichkeit betrieblich genutzter Ladestationen erhöhen, um eine flächendeckende Umstellung des Verkehrs auf elektrifizierte Antriebe zu fördern.

Die Informationen zu Ladepunktreservierungen, die über das im Projekt entwickelte Reservierungstool eingehen, werden über eine digitale Schnittstelle direkt an den Verteilnetzbetreiber weitergeleitet. So kann dieser die Auslastung besser prognostizieren und entsprechende Maßnahmen zur Netzstabilisierung ergreifen. Im Projekt werden verschiedene Anwendungsfälle für die gemeinschaftliche Nutzung von Ladeinfrastruktur demonstriert und bisher voneinander getrennte Prozesse digital miteinander vernetzt.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der hySOLUTIONS.

Ansprechpartnerin:

Galya Vladova, hySOLUTIONS GmbH
galya.vladova@hysolutions-hamburg.de

Konsortium
Förderpartner:

hySOLUTIONS GmbH (Konsortialführer), Boesche Rechtsanwälte PartG mbB, Cambio Mobilitätsservice GmbH & Co. KG, DLR Institut für Verkehrsforschung, Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM), msu solutions GmbH, Stromnetz Hamburg GmbH

Assoziierte Partner: Behörde für Verkehr und Mobilitätswende, Behörde für Wirtschaft und Innovation, Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V., enercity AG, Hamburger Energiewerke GmbH, Hamburger Hochbahn AG, MILES Mobility GmbH, MOIA Operations Germany GmbH, P+R-Betriebs-gesellschaft mbH, Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein GmbH

Intelligentes und flexibles System zum Einsatz von jeglichen 2nd Life Batterien in der kommunalen Ladeinfrastruktur

Das Projekt „Fluxlicon“ erprobt die Second-Life-Nutzung von Fahrzeugbatterien, das heißt eine Verwendung ausgedienter Batterien für andere Anwendungen. Dafür werden verschiedene Fahrzeugbatterien zu einem stationären Stromspeicher zusammengeführt. Dieser wird in Kommunen u.a. für die Zwischenspeicherung von Strom und das Betreiben kostengünstiger und intelligenter Ladeinfrastruktur genutzt. So entsteht eine Alternative zur frühzeitigen Entsorgung oder dem ressourcenintensiven Recycling von Batterien. Dadurch werden die Nachhaltigkeit und die Akzeptanz von Elektromobilität erhöht. Zugleich trägt das Projekt zum Gelingen der Energiewende bei.

Ansprechpartner

Markus Gehring, PEM Motion GmbH
m.gehring@pem-motion.com

Galliumnitrid-Leistungshalbleiter für Elektromobilität und Systemintegration durch bidirektionales Laden

Die Batterien von Elektroautos können als mobile Pufferspeicher genutzt werden und damit das Energiesystem flexibilisieren sowie CO2-Emissionen reduzieren. Das erfordert eine Systemintegration durch kostengünstige bidirektionale Ladesysteme zwischen Batterien, Netz, lokalen Erzeugern und Verbrauchern – mit hohem Wirkungsgrad und hoher Leistungsdichte. Das Projekt GaN4EmoBiL ist bestrebt, neue Halbleiter-, Bauelemente- und Systemtechnologien für besonders leistungsstarke Batterien mit einer Spannung von 800 Volt prototypisch zu entwickeln, die gleichzeitig eine hohe Effizienz, geringe Kosten und eine kompakte Bauform erzielen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF & Website der Universität Stuttgart

Ansprechpartner:

Dr. Stefan Mönch, Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
stefan.moench@iaf.fraunhofer.de

Konsortium
Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF (Konsortialführung), Robert Bosch GmbH, Universität Stuttgart – Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme ILH, Ambibox GmbH

Roboter für flexibles automatisches Laden von Elektrofahrzeugen

Das Projekt GINI entwickelt einen teilautonomen, mobilen Laderoboter für E-Autos und E-Bike-Sharing-Stationen. Dieser soll per App innerhalb eines definierten Einsatzgebietes bei entsprechendem Ladebedarf reserviert werden und daraufhin über eine Ladeschnittstelle E-Fahrzeuge per Schnellladetechnik zuverlässig aufladen. Zudem wird der Roboter mit einer induktiven Ladeschnittstelle zu E-Bike Station ausgestattet. Durch die bidirektionale Auslegung des Laderoboters kann er zudem bei Bedarf als mobiler Pufferspeicher für das Stromnetz dienen. So soll die Verfügbarkeit von Ladepunkten verbessert, die Attraktivität von E-Mobilität gesteigert und ein schnellerer Markthochlauf erzielt werden. Eine solche Entwicklung trägt außerdem zu einer verbesserten Netzstabilität bei.

Ansprechpartner

Jonathan Gerz, RWTH Aachen
j.gerz@pem.rwth-aachen.de

Höchsteffiziente Elektrobleche für Elektromobilität durch den digitalisierten und intelligenten Bandgussprozess

In Elektrofahrzeugen wird über einen Elektromotor elektrische Energie aus der Batterie in mechanische Energie für den Antrieb umgewandelt. Wie effizient diese Umwandlung gelingt, hängt u. a. davon ab, aus welchen Bauteilen Elektromotoren bestehen. Von großer Bedeutung ist dabei das sogenannte Elektroblech. Dieser Werkstoff macht über ein Drittel der Masse des Motors aus und bestimmt aufgrund seiner elektromagnetischen und mechanischen Eigenschaften den Wirkungsgrad der Energieerzeugung und -umwandlung maßgeblich mit. Bislang gehen rund sechzig Prozent der Gesamtenergieverluste im Motor auf die dort verbauten Elektrobleche zurück. Damit bietet die Optimierung des Werkstoffs durch eine neue Legierungszusammensetzung viel Potenzial, die Effizienz von Elektromotoren zu verbessern. Im Projekt wird dafür eine Pilotanlage entwickelt und ein neues Verfahren für die industrielle Herstellung von Elektroblechen erprobt und umgesetzt. Die Prozesssteuerung erfolgt dabei digital unter Nutzung von Methoden der Künstlichen Intelligenz. Das neue Verfahren ist wesentlich umweltschonender und erlaubt die Herstellung kleinerer Losgrößen.

Ansprechpartner

Ilka Steiner, RWTH Aachen University
ilka.steiner@ibf.rwth-aachen.de

Hochstrom-GaN-Elektronik

Halbleiter spielen eine entscheidende Rolle in der Elektromobilität und sind in vielen Aspekten der Fahrzeugtechnik und ihrer Infrastruktur unverzichtbar. Dazu gehören die Leistungselektronik, aber auch die elektrischen Antriebssysteme des Motors, Sensorsysteme und die Ladeelektronik. Die fortschreitende Entwicklung von Halbleitertechnologien ermöglicht es, Elektrofahrzeuge leistungsstärker, energieeffizienter und sicherer zu gestalten. Im Projekt HoGaN forschen die beteiligten Partner an geeigneten und produktionsgerechten Designs für Komponenten und Systeme mit Galliumnitrid (GaN) als Halbleitermaterial. Dies weist aufgrund seiner Eigenschaften zahlreiche Vorteile auf, die insbesondere für 800-Volt-Anwendungen wie Traktionsumrichter von schweren E-Fahrzeugen gefragt sind. Das Projekt HoGaN konzentriert sich deshalb auf die Entwicklung eines Antriebssystems auf GaN-Basis für Fahrzeuge mit 175 kW Leistung und 800 Volt Gleichspannung. Ein Schwerpunkt liegt auf der Koordination der Partner in der Wertschöpfungskette und der Entwicklung einer modular aufgebauten kosteneffizienten Lösung.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der RWTH Aachen University.

Ansprechpartner:

Dr. Andreas Zibold, ZF Group, Corporate Research and Development, ZF Friedrichshafen AG
andreas.zibold@zf.com

Konsortium
ZF Friedrichshafen AG (Verbundkoordinator), AVL Software and Functions GmbH, Infineon Technologies AG, Schweizer Electronic AG, RWTH Aachen University - ISEA Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe, Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB
Assoziierte Partner: Mercedes-Benz AG, Robert Bosch GmbH

Hocheffiziente DC-Schnellladesäule mit 450 kW Ladeleistung

Mangelnde Reichweite und lange Ladezeiten sind für die meisten Verbraucher zentrale Argumente gegen die Anschaffung eines E-Mobils. Hier will das Projekt „HPC-prime“ mit der Entwicklung einer hocheffizienten Schnellladesäule Abhilfe schaffen. Die Technologie ermöglicht bei einer Ladeleistung von bis zu 450 kW in nur zehn Minuten eine Reichweite von 300 bis 400 Kilometern nachzuladen. Der verbesserte Wirkungsgrad reduziert den Strombedarf um rund fünf Prozent und verkürzt somit die Amortisationszeit. Die innovative Leistungselektronik soll das Bauvolumen um mehr als 80 Prozent verkleinern, wodurch die Schnellladetechnologie auch in bestehende Parkplätze in Innenstädten integriert werden kann.

Ansprechpartner

Bernd Wunder, Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB
bernd.wunder@iisb.fraunhofer.de

E-Laden für kommunale, gewerbliche und private Mobilität in Hannover

Hannover gehört zu den Städten mit hoher Stickstoffdioxid-Belastung. Ziel des Forschungsprojekts „H-stromert“ ist es, den Anteil der elektrisch betriebenen Fahrzeuge in Hannover signifikant zu erhöhen. Dies soll durch den Ausbau von Ladeinfrastruktur im öffentlichen, städtischen, gewerblichen und privaten Bereich gelingen. Als Vorbild baut die Stadtverwaltung ihren Fuhrpark mit elektrischen Fahrzeugen aus und stellt in der Verwaltung sowie an öffentlichen Gebäuden Ladepunkte zur Verfügung, die Besucher und Mitarbeiter nutzen können. Die wissenschaftliche Begleitung gewährleistet, dass die elektrischen Verteilnetze sowie die konkreten Bedarfe unterschiedlicher Nutzungsszenarien Berücksichtigung finden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Stadt Hannover.

Ansprechpartner

Inge Schottkowski-Bähre, Stadt Hannover
67.11@hannover-stadt.de

Hochvolt-Megawatt-Ladesystem mit Pufferspeicher für den batteriebetriebenen Schwerlast- und Personenverkehr

Das Projekt HV-MELA-BAT entwickelt, baut und erprobt ein Ein-Megawatt-Ladesystem für das Hochleistungsladen im batteriebetriebenen Schwerlast- und Personenverkehr. Im Vordergrund steht die Entwicklung innovativer Komponenten, die das Laden im Hochvolt- und Megawatt-Bereich sicher und effizient ermöglichen. Die Leistungsdichte und das Leistungsgewicht der im Projekt entwickelten Leistungselektronik soll dabei auch die Wirtschaftlichkeit zukünftiger Megawatt-Ladesysteme von über einem Megawatt verbessern. Das Projekt verfolgt zudem einen modularen Ansatz, der auch geringere Ladungen erlaubt und so die Kompatibilität zum bereits bestehenden batterieelektrischen Pkw-Bereich sichert.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme

Ansprechpartner:

Stefan Reichert, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
stefan.reichert@ise.fraunhofer.de

Konsortium
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Konsortialführer), Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI, Motion Control & Power Electronics GmbH (M&P), STS Spezial-Transformatoren-Stockach GmbH & Co. KG (STS), Mercedes Benz Energy GmbH (MB Energy), MAN Truck & Bus SE (MAN)( Projektbeirat)

Innovative DC-Technologie zur nachhaltigen Integration moderner Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität

Im Projekt IDEAL werden neuartige, gleichstrombasierte Ladelösungen für die Elektromobilität erforscht, um zuverlässige Schnellladeinfrastrukturen zu vertretbaren Kosten und Aufwänden zu ermöglichen. Ziel sind Ladestationen, die mit einer kompakten und kostengünstigen Leistungselektronik ausgestattet werden können, ohne die Stabilität des Stromnetzes zu beeinträchtigen. Dabei kann die bereits vorhandene Infrastruktur optimal ausgenutzt werden, sodass neue Installationen elektrischer Betriebsmittel reduziert werden können. Entwickelt werden Technologien für das Hochleistungsladen und urbane Ladesysteme im mittleren Kilowattbereich.

Ansprechpartner

Benedict Mortimer, RWTH Aachen
post_pgs@eonerc.rwth-aachen.de

Induktives bidirektionales Laden mit erhöhter Leistungsdichte

Hochvoltspeicher in Elektrofahrzeugen dienen nicht nur dem Antrieb, sie lassen sich – dank bidirektionaler Ladetechnologie – auch als stationäre Zwischenspeicher nutzen. Sie können Energie an das öffentliche Stromnetz abgeben (Vehicle-to-Grid) oder auch als Stromspeicher für das eigene Zuhause genutzt werden (Vehicle-to-Home). Konkret kann dies der Zwischenspeicherung von selbst erzeugter Energie etwa über eine Photovoltaik-Anlage oder dem Netzbetreiber zur Stabilisierung der Stromversorgung dienen. Hierbei lässt sich der Energiespeicher über die bidirektionale Ladetechnologie nicht nur laden, sondern auch entladen.

Dies greift das Projekt InBiLa+ mit seinem Ziel auf, den Prototyp eines bidirektionalen induktiven Ladesystems zu entwickeln und in einem Fahrzeug zu testen. Dabei bietet die induktive Ladetechnologie den Vorteil, dass ein geparktes Elektrofahrzeug automatisch eine Verbindung zwischen dem Hochvoltspeicher und dem Versorgungsnetz herstellen kann; eine manuelle Steckverbindung und ein weiteres Agieren des Fahrers sind somit nicht notwendig.

Ein weiteres Projektziel ist es, die Leistungsdichte von induktiven Ladesystemen zu erhöhen, um eine höhere Energieübertragung zwischen Elektrofahrzeug und Stromnetz zu erreichen. Darüber hinaus untersucht das Projekt, wie die induktiven Ladesysteme bauraumkonform in ein Elektrofahrzeug integriert werden können. Insgesamt trägt das Projekt somit dazu bei, die Nutzerakzeptanz für induktive Ladesysteme im Speziellen und Elektrofahrzeuge im Allgemeinen zu steigern.

Ansprechpartner:

Patrick Egger, BRUSA Elektronik AG
patrick.egger@brusa.biz

Konsortium
BRUSA Elektronik (München) GmbH (Konsortialführer), BMW AG, Technische Universität München – Professur für Energiewandlungstechnik

Bleche und Komponenten aus magnetischen und Struktur-Werkstoffen für hocheffiziente E-Antriebe

In Elektrofahrzeugen und Industriemotoren werden spezielle Synchronreluktanz- und Permanentmagnetmotoren eingesetzt. Wie effizient diese Motoren arbeiten, ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Eine Schlüsselrolle kommt dabei den Elektroblechen zu. Durch sie werden Magnetfelder erzeugt, die letztlich den Motor durch Anziehungs- und Abstoßungskräfte in Bewegung setzen. Dabei gilt: Je dünner das Elektroblech, desto geringer sind die bei hohen Frequenzen auftretenden Wirbelstromverluste und desto höher fällt die Effizienz des Motors aus. Zur Steigerung der Effizienz von E-Motoren entwickelt das Projekt InnoBlech daher neuartige Hybridbleche. Diese steigern die Leistungsfähigkeit von E-Motoren und lassen sich obendrein wirtschaftlicher herstellen als bislang zum Einsatz kommende Bleche. Die höhere Leistung des E-Motors führt zu einem geringeren Stromverbrauch und folglich zu längeren Stecken, die mit dem Motor zurückgelegt werden können – ein großer Vorteil, insbesondere mit Blick auf die Verbraucherakzeptanz.

Ansprechpartner

Dr. Gotthard Rieger, Siemens AG
gotthard.rieger@siemens.com

Interoperables Management für BiDirektionales Laden für den optimierten resilienten Stromnetz-betrieb mit innovativen Geschäftsmodellen

Immer höhere Anteile erneuerbarer Energien aus überwiegend volatilen Energiequellen erfordern lokale Speicher. Das bidirektionale Laden von E-Fahrzeugen birgt hierzu großes Potenzial, das bisher jedoch noch nicht ausgeschöpft worden ist. Bidirektionalfähige E-Fahrzeuge können nicht nur elektrische Energie laden, sondern diese auch in die lokale Liegenschaft oder in das Stromverteilnetz zurückspeisen. Um dieses Potenzial zu nutzen, ist das Zusammenwirken von Automobilwirtschaft, Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT)-Anbietern, Energieversorgern, Netzbetreibern sowie den Nutzerinnen und Nutzern der E-Fahrzeuge in einer durchgängigen Wirkkette erforderlich.

Das Projekt InterBDL zielt darauf ab, alle beteiligten Akteure zu verknüpfen, um die Integration bidirektionalfähiger E-Fahrzeuge in das elektrische Energiesystem zu ermöglichen. Dies gilt sowohl im Hinblick auf die technische Umsetzung wirtschaftlich tragfähiger Geschäftsmodelle, die technologische und IT-seitige Entwicklung der benötigten Infrastruktur, die Anpassung regulatorischer Vorgaben inklusive der Anwendung von Standards und Normen als auch auf die Berücksichtigung der gesellschaftlichen Akzeptanz zur umfassenden Nutzung des bidirektionalen Ladens.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt

Ansprechpartner:

Christoph Kondzialka, Smart Grids Forschungsgruppe, Technische Hochschule Ulm
Christoph.Kondzialka@thu.de

Konsortium
Technische Hochschule Ulm (Konsortialführer), be.storaged GmbH, DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme & Institut für Verkehrsforschung, EEBus Initiative e. V., Intelligent Energy System Services GmbH, Pionix GmbH, Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH, SWU Energie GmbH, Streamergy GmbH

Kiel als Vorbild für die Errichtung von Ladeinfrastruktur in einem flexiblen Stromnetz zur Umsetzung einer Emissionsreduktion im Transportsektor

Um den Umstieg auf die E-Mobilität zu unterstützen und gleichzeitig die Netzstabilität zu erhalten, verbindet das Forschungsprojekt „Kielflex“ den Ausbau notwendiger Ladeinfrastruktur und den Aufbau von Speicherkapazitäten mit einem intelligenten Managementsystem. Die zusätzliche Last der E-Autos und -Busse wird durch ein smartes Lastmanagement mit dem verfügbaren Stromangebot in Einklang gebracht. Mit einer angeschlossenen Optimierungssoftware erfolgt dabei die Steuerung des Energieflusses zwischen Netz und Elektrofahrzeug über ein einheitliches Informationssystem. Denn wenn Netz, Speicher und Stromer reibungslos miteinander kommunizieren, können Lastspitzen vorausschauend vermieden und dadurch der Netzausbau in Grenzen gehalten werden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website KielFlex.

Ansprechpartner

Leonie Riese, Universität Kiel
lr@tf.uni-kiel.de

Kompakte hocheffiziente Hairpin-Statoren für elektrische Nutzfahrzeugantriebe

Motoren im Straßengüterverkehr müssen nicht nur besonders zuverlässig und langlebig sein, sondern trotz ihrer leistungsbedingten Größe auf vergleichsweise kleinem Raum installiert werden können. Dafür sind aufwändige und zum Teil komplexe Kühlkonzepte notwendig. Auch müssen im Bereich der Nutzfahrzeuge aufgrund der verschiedenen Gewichtsklassen viele Motorvarianten bei vergleichsweise geringen Stückzahlen entwickelt werden. Für die Entwicklung neuer Motorenmodelle ist ein begrenztes Budget vorhanden. Dementsprechend sind auch die Investitionsbudgets für Werkzeuge zur wirtschaftlichen Fertigung solcher Motoren limitiert.

Das Förderprojekt KOHANA adressiert all diese Herausforderungen durch einen zweigeteilten Lösungsansatz. Zum einen wird ein automatisierbarerer Entwurfsprozess erstellt, der sowohl verschiedene Ingenieursdisziplinen vereint als auch funktionale und fertigungstechnische Anforderungen berücksichtigt. Kombiniert wird der automatisierte Antriebsentwurf mit dem 3D-Druck der Hairpin-Wicklung. Dieser innovative Fertigungsprozess erlaubt es, vielfältige Varianten ohne hohe Anfangsinvestitionen herzustellen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung

Ansprechpartner:

Niklas Umland, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
niklas.umland@ifam.fraunhofer.de

Konsortium
Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung IFAM, BPW Bergische Achsen KG, Additive|Drives GmbH

Komponenten-Entwicklung für Hochvoltheizer-Systeme in der Elektromobilität

Damit E-Busse und - Lkws auch lange Fahrstrecken mit geringen Ladezeiten zurücklegen können, muss das schnelle Aufladen im Hochvoltbereich erschlossen werden. In diesem Umfeld werden auch sogenannte PTC-Heizer benötigt, die verschiedene E-Fahrzeugbereiche auf die benötigte Betriebstemperatur bringen und auch im Hochvoltbereich einsetzbar sind. Bisherige Lösungen sind aus verschiedenen Gründen unzureichend, weil sie wenig energieeffizient und teils umweltschädlich sind. Das Projekt KoHSE entwickelte deshalb innovative Konzepte, um leistungsstarke sowie ressourcen- und umweltschonende Hochvolt-PTC-Heizer herzustellen, sicher in Fahrzeuge zu integrieren und zu vermarkten.

Ansprechpartner:

Dr. Hans-Heinrich Angermann, MAHLE International GmbH
hans-heinrich.angermann@mahle.com

Konsortium
MAHLE International GmbH (Konsortialführer), Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), PMCtec GmbH

Koordinierungsfunktion des Verteilnetzes und Lastmanagement für den elektrifizierten Personenverkehr

Die Verkehrsunternehmen des Öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) in Deutschland rüsten derzeit schrittweise ihre dieselbetriebenen Busflotten auf E-Busse um. Aufgeladen werden die E-Busse bislang immer dann, wenn der Ladezustand der Batterien dies erfordert und die Einsatzpläne der Fahrzeuge es zulassen. Auf externe Einflussgrößen wie die Auslastung des Stromnetzes können die Unternehmen bislang nicht eingehen. Genau das wird mit dem Hochlauf der Elektromobilität und dem Fortschreiten der Energiewende aber immer wichtiger. Denn erneuerbare Energien sind wetterabhängig und damit schwankt auch die Menge des produzierten Stroms. Um Netzengpässe zu vermeiden und Netzsicherheit zu gewährleisten, ist es daher notwendig, dass Verbraucher wie der ÖPNV ihr Ladeverhalten auch an der Netzauslastung ausrichten können. Das Förderprojekt KoLa entwickelt und erprobt daher ein System, welches das Lade- und Lastmanagement von E-Bussen so optimiert, dass es sowohl betriebliche Belange als auch externe Faktoren wie die Netzauslastung oder Strompreise berücksichtigt.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Hamburger Hochbahn AG

Ansprechpartner:

Sören Clausen, Hamburger Hochbahn AG
soeren.clausen@hochbahn.de

Konsortium
Hamburger Hochbahn AG (Konsortialführer), Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg, Stromnetz Hamburg GmbH, Technische Universität Hamburg

Kompakte Wicklungen aus Aluminiumspulen in Gießtechnik

Ein Elektrofahrzeug enthält im Durchschnitt dreimal so viel Kupfer wie ein herkömmliches Fahrzeug. Maßgeblich hierfür sind die in der Regel aus Kupfer hergestellten elektrisch leitenden Spulenwicklungen. Diese sind grundlegend an der Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Bewegung in Elektromotoren beteiligt, die wiederum für die Fortbewegung der E-Fahrzeuge verantwortlich sind. Kupfer ist somit ein wichtiger Bestandteil, allerdings ein teures und stark ressourcenabhängiges Material.

Das Projekt KOWALSGI hat sich zum Ziel gesetzt, die Kupferwicklung durch eine Aluminiumwicklung zu ersetzen, ohne dass hierbei funktionale Nachteile entstehen. Aluminium hat gegenüber Kupfer den Vorteil, dass die Materialkosten niedriger sind, die Verarbeitung kostengünstiger ist und weniger Treibhausgase ausstößt. Ein Nachteil ist die geringere Leitfähigkeit gegenüber Kupfer. Für die Kompensation dieses Nachteils ist eine optimierte Wicklungsgeometrie notwendig. Das Produktionsverfahren soll es ermöglichen, Kosten und Treibhausgasemissionen für elektrische Nebenaggregats- und Mikromobilitätsantriebe zu senken. Das Projekt sieht darüber hinaus eine Entwurfsautomatisierung durch ein domänenübergreifendes Systemmodell vor, um schneller anforderungs- und nutzungsspezifische Varianten zu ermöglichen.

Ansprechpartnerin:

Daniela Pille, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
daniela.pille@ifam.fraunhofer.de

Konsortium
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM (Konsortialführer), Aalberts Surface Technologies GmbH, G.A.Röders GmbH & Co. KG,

Kupfer-Sinter-Prozesse mittels Induktionserwärmung zur Anwendung im Bereich Elektromobilität

Die Leistungselektronik ist ein wesentliches Element der Elektromobilität. Mit ihr wird die Energie zwischen den Systemkomponenten beim Fahren und Laden verteilt und gewandelt. Zum Beispiel hat ein Inverter die Aufgabe, den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom für den E-Motor umzuwandeln. Leistungshalbleiter und deren Kontaktierung spielen dabei eine entscheidende Rolle.

Im Projekt KuSIn soll ein neues ressourceneffizientes Fertigungsverfahren zur Kontaktierung von Leistungshalbleitern entwickelt werden. Das Fertigungsverfahren wird beispielhaft für einen Inverter entwickelt und validiert. In Verbindung mit dem Einsatz neuer Materialien wird die Erhöhung der Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung der Herstellungskosten angestrebt.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Fraunhofer-Instituts für Elektronische Nanosysteme

Ansprechpartner:

Rüdiger Garn, Vitesco Technologies GmbH
Ruediger.Garn@vitesco.com

Konsortium
Vitesco Technologies GmbH (Konsortialführer), budatec GmbH, Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG, Technische Universität Chemnitz, Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS, Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

Laden am Arbeitsplatz – Bundesweiter Aufbau von Ladeinfrastruktur an Fraunhofer-Instituten in förderberechtigten Kommunen

Das Verbundprojekt „LamA – Laden am Arbeitsplatz“ errichtet bundesweit an 37 Fraunhofer-Instituten Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. Bis 2022 sollen 440 Normalladepunkte sowie weitere 40 Schnellladepunkte aufgebaut werden. Die Ladepunkte stehen Mitarbeitern, Dienstwagenflotten sowie Dritten zur Verfügung. Stuttgart, Freiburg und Dresden bilden die Leuchtturmstandorte im Projekt. Sieben Fraunhofer-Institute werden hier ihre Forschungsaktivitäten bündeln und die Ergebnisse Interessierten zugänglich machen. Einen besonderen Schwerpunkt bildet die Untersuchung neuer Geschäftsmodelle durch die Integration von Flotten- und Lademanagement für Dienstwagenfuhrparks.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Fraunhofer-Instituts.

Ansprechpartner

Gabriele Scheffler und Dr. Daniel Stetter, Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO
Gabriele.Scheffler@iao.fraunhofer.de
Daniel.Stetter@iao.fraunhofer.de

BSI-konformes Laden mithilfe von Smart Meter Gateways

Im Bereich der Elektromobilität spielt die Einbindung von Smart-Meter-Gateways (SMGW) eine entscheidende Rolle. Das Projekt „LamA-connect“ schafft hier die Grundlagen für eine zielgerichtete Abbildung der Elektromobilität im Energiesystem. Basierend auf höchsten Sicherheitsstandards geht es um die Integration der SMWG in die Prozesse beim Netzbetreiber, die Untersuchung und Anwendung von deren Funktionsumfang sowie die Durchgängigkeit der Kommunikation über die Steuerbox bis zum Fahrzeug. Auch die rechtliche Grundlage für verschiedene Anwendungsfälle wird analysiert. Dabei sind die unterschiedlichen Sicherheitsarchitekturen aus internationaler Normung und nationaler Gesetzgebung in Einklang zu bringen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Fraunhofer-Instituts.

Ansprechpartner

Dr. Daniel Stetter und Gabriele Scheffler, Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO
Daniel.Stetter@iao.fraunhofer.de
Gabriele.Scheffler@iao.fraunhofer.de

Aufbau von Ladeinfrastruktur zur Reduktion der NOx-Belastungen in Baden-Württemberg

Das Verbundprojekt „LINOx BW“ unterstützt den Aufbau von Ladeinfrastruktur in baden-württembergischen Kommunen, in denen im Jahr 2016 und danach die Stickoxid-Grenzwerte im Jahresmittel überschritten wurden. Insgesamt sollen bis zu 2.200 Ladepunkte vom Projekt gefördert werden. Die Maßnahmen decken unterschiedliche Anwendungsbereiche ab, unter anderem Kundenparkplätze, Betriebshöfe, Wohngebäude oder Parkhäuser. Sie reichen vom Aufbau von Low-Cost-Ladeinfrastruktur bis zu Schnellladern. Durch eine gemeinsame Forschung werden diese unterschiedlichen Ladekonzepte zudem übergreifend analysiert. Neben der Wirkung auf die Schadstoffbelastungen wird schwerpunktmäßig die Netzauslastung, die Integration von Ladeinfrastruktur und intelligentes Last- und Zugangsmanagement erforscht.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von LINOx BW.

Ansprechpartner

Dr. Susanne Nusser und Jan Blömacher, Städtetag Baden-Württemberg
Susanne.Nusser@staedtetag-bw.de
Jan.Bloemacher@staedtetag-bw.de

Ein vollautomatisches Schnellladesystem für E-Lkw im Megawatt-Bereich

Die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen hat das Potenzial, die Lärm- und Kohlenstoffdioxidbelastung zu verringern. Bisher verhindern lange Ladezeiten jedoch die Einführung von elektrisch angetriebenen Lkw. Ziel des Projektes „MEGA-LADEN“ ist die Entwicklung und Demonstration eines vollautomatischen Schnellladesystems für E-Lkw im Megawatt-Bereich. Damit können große Lkw-Batterien problemlos während des Be- und Entladens oder der gesetzlichen Pausenzeiten geladen werden. Möglich macht das eine automatische Schnellladeschnittstelle mit einer Ladeleistung von mehr als einem Megawatt. Der automatische Ladevorgang mit hoher Ladeleistung bedeutet für die Nutzer und Nutzerinnen einen großen Komfortgewinn, steigert die Akzeptanz von E-Mobilität im Logistikbereich und erlaubt elektrisches Nachladen auch für Menschen ohne Spezialkenntnisse.

Ansprechpartner

Matthias Breitkopf, Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI
matthias.breitkopf@ivi.fraunhofer.de

Modulare intelligente induktive Ladesysteme für autonome Shuttles

Der großflächige Einsatz fahrerloser, elektrifizierter Transportsysteme (zum Beispiel E-Busse) wird dazu beitragen, die Verkehrs- und Emissionsbelastung in deutschen Innenstädten nachhaltig zu reduzieren. Um diese E-Fahrzeuge zuverlässig und effizient mit Strom zu versorgen, bedarf es einer entsprechenden autonomen und induktiven Ladeinfrastruktur. Das Projektvorhaben MILAS entwickelt und erprobt ein marktfähiges induktives Ladesystem für autonome E-Shuttle-Busse, das statische sowie dynamische Ladevorgänge mit einer Ladeleistung von 7 kWh ermöglicht. Das in diesem Projekt akquirierte Wissen dient dabei als Grundlage für eine systemische Bewertung und hilft, das Konzept auf weitere Transportsysteme beispielsweise auch für Flughäfen oder Krankenhäuser zu übertragen. Durch die zusätzliche Energieversorgung der E-Shuttle-Busse über eine Photovoltaikanlage und einem damit verbundenen Energiespeicher leistet MILAS zudem einen wichtigen Beitrag für eine autarke und CO2-neutrale Mobilität.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Benedikt Schmülling, Bergische Universität Wuppertal
schmuelling@uni-wuppertal.de

Modulares Batteriesystem zur Elektrifizierung von Sonder-Fahrzeugen

Das Projekt ModE-SoFa konzentriert sich auf die Entwicklung eines flexiblen und skalierbaren modularen Batteriesystems für den nachhaltigen und zuverlässigen Antrieb von Elektrofahrzeugen jeder Größe. Es arbeitet an einem Baukastensystem mit standardisierten Komponenten aus faserverstärktem Kunststoff (FVK), die in einem innovativen Verfahren (In-Situ Pultrusion) hergestellt und auf den jeweiligen Funktionszweck angepasst werden. Die so entstehenden Batteriegehäuse können dank der Innovation ganz einfach in ein breites Spektrum an Schwerlast- und Personenfahrzeugen wie beispielsweise Lkw und (kommunale) Sonderfahrzeuge integriert werden. Weiterhin stellen die Projektpartner über die Materialauswahl für die Gehäusekomponenten sicher, dass auch Aspekte wie Flammschutz und Nachhaltigkeit berücksichtigt werden. Das Ziel insgesamt: Technologische Komplexität reduzieren und Herstellungskosten senken. Beides soll dem Markthochlauf der Elektromobilität bei Sonderfahrzeugen dienen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie

Ansprechpartner:

Dr. Uwe Kehn, GreenIng GmbH & Co. KG
uwe.kehn@greening.de

Konsortium
GreenIng GmbH & Co. KG (Konsortialführer), Magirus GmbH, CompriseTec GmbH, Selfbits GmbH, Fraunhofer- - Institut für Chemische Technologie ICT, Universität Stuttgart – Institut für Kunststofftechnik IKT

HV-SiC-Umrichter für leistungsstarke Elektro-Tankstellen am Mittelspannungsnetz zur Schnellladung von Pkw und Transportern

Die Ladeleistung von Elektrofahrzeugen steigt ständig. Deshalb müssen Ladestationen an Autobahnen oder in Parkhäusern künftig ein Vielfaches an Leistung liefern und können nicht ohne weiteres wie bisher an das Niederspannungsnetz angeschlossen werden.

Das Projekt „MSTankstelle“ entwickelt deshalb kosteneffiziente leistungselektronische Technik für Hochleistungsladesysteme im Megawattbereich. Das Projekt forscht zum einen an DC-Wandlern (sogenannten Gleichstromstellern), die Gleichspannung mit höherem, niedrigerem oder invertiertem Spannungsniveau umwandeln. Der zweite Schwerpunkt sind Hochvolt-Siliciumkarbid-Halbleiterschalter (HV-SiC-Transistoren), die den Aufbau von kompakten und effizienten Wandlerstufen ermöglichen. So können Schnelladetankstellen sicher und kosteneffizient an das Mittelspannungsnetz angeschlossen werden.

Ansprechpartner

Andreas Hensel, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme andreas.
hensel@ise.fraunhofer.de

Das Projekt „München elektrisiert – M^e“ unterstützt den Aufbau von Ladeinfrastruktur in der bayerischen Landeshauptstadt. Großvolumige Ladeinfrastrukturprojekte, in Gewerbebetrieben, Wohnungseigentümergemeinschaften und öffentlich zugänglichen Parkhäusern, werden mit Zuschüssen gefördert. Eine wissenschaftliche Begleitforschung ermittelt mithilfe von Mobilitätsanalysen, welche Ladeinfrastruktur optimal für den jeweiligen Anwendungsfall geeignet ist. Weiterhin erfolgt der Aufbau und Betrieb von öffentlicher Ladeinfrastruktur auf städtischem Grund durch private Anbieter in Form einer Vergabe. Dafür wird die Ist-Situation in der Stadt München hinsichtlich der Nachfrage und des Bestandes an Ladeinfrastruktur analysiert. Mit den beiden Maßnahmen sollen bis zu 3.455 neue Ladepunkte entstehen. Zudem werden die Auswirkungen der unterschiedlichen Lademöglichkeiten auf die Netzstabilität untersucht und Empfehlungen zur Beseitigung von Netzhemmnissen abgeleitet.

Weitere Informationen finden Sie im Stadtportal München.

Ansprechpartner

Dr. Uwe Hera, Landeshauptstadt München
elektromobilitaet.rgu@muenchen.de

Nachhaltige Ladeelektronik auf Basis flexibler leistungselektronischer Bausteine und Recyclingstrategien

Eine wichtige Voraussetzung für den verstärkten Einsatz von Elektrofahrzeugen ist der bedarfsgerechte und für Nutzer ebenso wie für Hersteller kosteneffiziente Ausbau von Ladeinfrastruktur. Heutige Ladelösungen adressieren mit maßgeschneiderten Systemen verschiedenste Anwendungsfälle, was auf Herstellerseite zu hohen Entwicklungskosten führt. Nutzer wiederum sind mit dem Kauf eines E-Fahrzeugs an ein bestimmtes System gebunden und müssen bei defekten Komponenten meist die gesamte Ladeelektronik austauschen. Um Ladeinfrastruktur zukünftig flexibler und nachhaltiger nutzbar zu gestalten, entwickelt das Projekt „NachLadBaR“ flexible leistungselektronische Bausteine, die hersteller-, technologie- und generationsunabhängig zu Ladesystemen zusammengeschlossen werden können. Der modulare Aufbau stellt sicher, dass Einzelbauteile getauscht werden können. Sensorbasierte Monitoring-Lösungen innerhalb der neuartigen Ladelösungen übermitteln zudem rechtzeitig Wartungsbedarf, sodass die Lebensdauer der elektronischen Komponenten erhöht werden kann.

Ansprechpartner

Dr. Kai Kriegel, Siemens AG
kai.kriegel@siemens.com

Nutzfahrzeugelektrifizierung für Transportsektor-optimierte Netzanbindung

Das Projekt NEFTON entwickelt ein prototypisches Gesamtkonzept für elektrische Nutzfahrzeuge sowie eine Schnellladeinfrastruktur mit Leistungen im Megawattbereich, um den Grundstein für die Dekarbonisierung des Straßengüterverkehrs in Deutschland zu legen. Dieses Megawatt Charging System (MCS) wird im Rahmen des Projekts in einem MCS-Nutzerhandbuch mit Handlungsempfehlungen für z. B. Fahrzeughersteller und Ladeinfrastrukturbetreiber festgehalten. Das Konzept wird zudem prototypisch anhand eines entwickelten Lkw sowie einer Ladestation erprobt.

Ansprechpartner

Prof. Markus Lienkamp, Technische Universität München
nefton.ftm@ed.tum.de

Next gEneration poWer BatterIEs

Fahrzeugbatterien sind eine Schlüsseltechnologie der Elektromobilität. Bisher stehen jedoch häufig Herstellungskosten und Leistungsfähigkeit in einem ungünstigen Verhältnis. „NEWBIE“ entwickelt deshalb nachhaltige, sichere und schnell aufladbare Lithium-Ionen-Batterien mit langer Lebensdauer. Dafür werden entlang der gesamten Batteriewertschöpfungskette neue Lösungen erprobt – vom Design über die Fertigung bis hin zum Fahrzeugeinsatz und dem späteren Recycling. Dabei steht die Langlebigkeit in Verbindung mit Schnellladevorgängen im Fokus. Das Projekt trägt somit zu einer verbesserten Ökobilanz von Batteriezellen bei. Außerdem wird die Nutzbarkeit von Schnelladesystemen – und folglich die Akzeptanz der Elektromobilität – gesteigert.

Ansprechpartner

Dr. Anja Paulus, Mercedes-Benz AG
anja.paulus@mercedes-benz.com

Netzorientiertes bidirektionales Laden mit intelligenten Modulen optimiert für die industrielle Fertigungstechnologie

noLIMIT entwickelt und erprobt ein innovatives Konzept für Ladesysteme von E-Fahrzeugen, die im industriellen Maßstab und zu wettbewerbsfähigen Bedingungen in Deutschland gefertigt werden können. Dieses Konzept sieht Ladesysteme einer kleineren Leistungsklasse vor, die sich modular zu größeren, dem jeweiligen Bedarf entsprechenden Ladeleistungen zusammenschließen lassen. Ziel ist eine nahezu durchgängig auf Leiterplatten basierte Fertigungstechnologie mit Bauelementen aus dem Netzteil-Massenmarkt. Ladesysteme auf Basis des Konzepts von noLIMIT werden sich daher für E-Fahrzeuge aller Leistungsklassen, inklusive Schwerlastverkehr, eignen und ebenfalls ein schnelles Laden der Batterien ermöglichen. Zudem sind die Module so ausgelegt, dass der Ladeprozess intelligent und netzorientiert steuerbar ist. Damit schafft noLIMIT Synergien zwischen der Elektromobilität und dem Energieversorgungssystem. Die Batterien von E-Fahrzeugen können so als mobile Speicher genutzt werden, was zu einer Reduzierung der Investitionen für den Ausbau der Netzkapazitäten führt.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig

Ansprechpartner

Prof. Dr. Thomas Komma, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig
thomas.komma@htwk-leipzig.de

Konsortium
Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig - Forschungs- und Transferzentrum Leipzig e.V.(Konsortialführer), Siemens AG – DI MC GMC R&D PS

NOX-Reduzierung durch den Aufbau einer leistungsfähigen Low-Cost-Ladeinfrastruktur in Dortmund, Schwerte, Iserlohn

Das Forschungsprojekt „NOX-Block“ errichtet Ladepunkte in den drei Kommunen Dortmund, Schwerte und Iserlohn im öffentlichen, halböffentlichen und privaten Raum. Um flächendeckend Low-Cost-Ladeinfrastruktur aufzubauen, kooperieren die Städte mit den jeweiligen lokalen Versorgungsunternehmen sowie innovativen Technologieanbietern. Im öffentlichen Raum wird die Ladeinfrastruktur in die kommunale Straßenbeleuchtung integriert, aber auch auf Betriebshöfen und in Parkhäusern sollen Ladepunkte verbaut und betrieben werden. Die begleitende Forschung untersucht Auswirkungen auf das lokale Stromnetz und die lokalen Emissionsbelastungen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Stadt Dortmund.

Ansprechpartner

Dr. Jan Fritz Rettberg, Stadt Dortmund
jrettberg@stadtdo.de

OneGroundAssemblyforAll

Mit jedem elektrisch gefahrenen Kilometer kann der Anteil regenerativ erzeugter Energie im Verkehr erhöht werden. Um das Laden der Batterien von Elektrofahrzeugen gegenüber üblichen kabelgebundenen Ladesystemen noch komfortabler zu gestalten, bieten sich induktive Energieübertragungssysteme an. Bei diesen wird die Energie durch eine Bodeneinheit (engl. „Ground Assembly“, GA) über einen Luftspalt an eine Einheit im Fahrzeug („Vehicle Assembly“, VA) übertragen. Derzeit sind GA und VA jedoch nicht herstellerübergreifend einsetzbar, was der Bildung eines Massenmarkts für induktive Ladesysteme entgegensteht. Im Projekt wird daher eine standardisierte Bodeneinheit entwickelt, mit der sich herstellerübergreifend die Fahrzeugbatterie mittels des VA-Moduls aufladen lässt.

Zudem wird strategisch überprüft, wie ein interoperables, induktives Ladesystem aufgebaut sein muss, damit die Authentifizierung im IT-System, die Einbindung ins lokale Energiemanagement und die Abrechnung des Ladevorgangs im Privatsektor automatisiert gelingen. Die so betrachtete massenmarktkompatiblen induktiven Ladesysteme zielen darauf ab, die Attraktivität der Elektromobilität durch das komfortable Laden in unterschiedlichsten Parksituationen zu erhöhen.

Ansprechpartner

Dr. Christopher Lämmle, MAHLE International GmbH
christopher.laemmle@mahle.com

Multikriterielle Synthese und Optimierung von Antriebssträngen für elektrische Fahrzeuge

Innovationen zur Optimierung der Antriebsstränge von Elektrofahrzeugen tragen maßgeblich dazu bei, sowohl deren Leistungsfähigkeit als auch ihre Effizienz und Attraktivität zu steigern. Das Forschungsprojekt Opt4E konzentriert sich auf die Optimierung von Antriebssträngen für Elektrofahrzeuge und untersucht, wo Verbesserungspotenziale liegen. Auf Basis dieser Erkenntnisse ist es das Ziel, abgesicherte Methoden und Werkzeuge zur Synthese und Optimierung von Antriebssträngen zu entwickeln und diese über eine digitale Plattform bereitzustellen. So soll mit innovativen datenbasierten Algorithmen die Entwicklung nachhaltiger sowie wirtschaftlich effizienter Antriebskonzepte vereinfacht und unterstützt werden, um höchste Qualitätsstandards zu gewährleisten.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Technischen Hochschule München

Ansprechpartner:

Patrick Strobl, Technische Universität München, Lehrstuhl für Maschinenelemente
patrick.strobl@tum.de

Konsortium
Technische Universität München – Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebesysteme(Konsortialführer), Leibniz Universität Hannover, Technische Universität Darmstadt, AVL Deutschland GmbH, BMW AG, LSP Innovative Automotive Systems GmbH, Magna PT B.V. & Co. KG, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Strama-MPS Maschinenbau GmbH & Co. KG, Vitesco Technologies GmbH

Optimierte Geometrie von Ferritkernen für kontaktlose Ladesysteme eMobility

Das Verbundprojekt OptGeoFerrit optimiert Ferritkerne für Ladespulen. Diese Ladespulen werden im Umfeld der Elektromobilität zur kontaktlosen Energieübertragung zwischen einer stationären Ladestation und einem Fahrzeug eingesetzt. Ferrite sind keramische Werkstoffe, mit denen sich der Wirkungsgrad der Spulen von Ladesystemen deutlich erhöhen lässt. Nachteil dieser Ladespulen ist das erhebliche Gewicht, welches sie aufgrund der hohen Dichte der Ferrite besitzen. Durch eine gezielte Optimierung der Geometrie dieser Ferrite (Änderungen der Form, der Abmessung, des Kerndesigns etc.) soll eine signifikante Gewichtsreduzierung erzielt werden. Im ersten Schritt werden dazu infrage kommende Ferritmaterialien analysiert. Die Ergebnisse münden anschließend in Simulationen zur schrittweisen Veränderung der Geometrie der Ferritelemente. Ziel ist, deren Performance zu optimieren und das Bauteilgewicht zu reduzieren. Mit den so gewonnenen Erkenntnissen werden mit einem Versuchswerkzeug optimierte Ferritkerne produziert, in einem Versuchsmuster aufgebaut und erprobt.

Ansprechpartner:

Matthias Höß, Neosid Pemetzrieder GmbH & Co. KG
matthias.hoess@neosid.de

Konsortium
Neosid Pemetzrieder GmbH & Co. KG (Konsortialführer), Universität Stuttgart – Institut für Elektrische Energiewandlung

Optimierte Wickel- und Montageverfahren für Recyclinggerechte Elektromotoren

Der Elektromotor eines E-Fahrzeuges besteht aus einer Vielzahl unterschiedlicher Komponenten. Indem die Bauteile und Produktionsprozesse optimiert und in der Materialauswahl neue Ansätze erprobt werden, steigert das Projekt „OptiWiRE“ für den langfristigen und flächendeckenden Hochlauf der Elektromobilität die Leistungsdichte, Lebensdauer und die Produktionsgeschwindigkeit von Elektromotoren ebenso wie deren Recyclingfähigkeit.

Ansprechpartner

Dr. Stefan Hornauer, ElringKlinger AG
stefan.hornauer@elringklinger.com

Herstellung verlustoptimierter Elektroblechpakete durch Co-Sintern von Keramik und Magnetblech im 3D-Siebdruckverfahren

Kostensenkungen bei der Herstellung von Elektromotoren sind ein wichtiger Hebel, um Elektromobilität breiter zugänglich zu machen. Dabei gibt es unterschiedliche Ansatzpunkte. Das Projekt PrintMag fokussiert sich auf die additive Fertigung von Elektroblechpaketen mittels 3D-Siebdruck. Hierbei kommen hocheffiziente weichmagnetische Materialien zum Einsatz; die Blechdicke kann reduziert werden. Im Ergebnis wird die Ressourceneffizienz bei der Produktion und Nutzung des Blechlaminats verbessert, die Verlustleistung der Motorkomponenten gesenkt und die Reichweite der Elektrofahrzeuge insgesamt erhöht.

Ansprechpartner

Dr. Kay Reuter, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung IFAM Dresden
kay.reuter@ifam-dd.fraunhofer.de

Konsortium
Volkswagen AG (Konsortialführer), Siemens AG, Dr. Brockhaus-Meßtechnik GmbH & Co.KG (Konsortialführer), Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung IFAM Dresden

Realisierung einer hochintegrierten Rekuperationsachse für Lkw-Trailer

Rekuperation, die Rückgewinnung von Energie, die bei einem Bremsvorgang entsteht, ist eine Technik, die den Energieverbrauch von Fahrzeugen reduzieren kann. Bei hybriden und vollelektrischen Fahrzeugen ermöglicht der ohnehin vorhandene, elektrische (Hilfs-)Antriebsstrang die direkte Rekuperation ohne zusätzliche Hilfsmittel. Anders sieht es bei Fahrzeugen aus, die mit fossilen Brennstoffen oder Brennstoffzellen betrieben werden: Hier ist eine Rückgewinnung über den Antriebstrang nicht möglich. Eine sinnvolle Möglichkeit, dies auch für diese Fahrzeuge möglich zu machen, besteht darin, sie mit einer sogenannten Rekuperationsachse auszustatten. Dieser Ansatz hat auch bei Lkw-Anhängern – unabhängig von der Antriebsart des Zugfahrzeugs – hohes Potenzial. Das Projekt RekuTrAx entwickelt eine kompakten und effiziente Rekuperationsachse für ebensolche Einsätze und erforscht anhand eines Demonstrators die nötige übergeordnete Steuerung ihrer unterschiedlichen Betriebsmodi.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Bergischen Achsen KG

Ansprechpartner:

Dr. Armin U. Schmiegel, REFU Drive GmbH
Armin.Schmiegel@refu-drive.com

Konsortium
REFU Drive GmbH (Konsortialführer), BPW Bergische Achsen KG, Leibniz Universität Hannover - Institut für Mechatronische Systeme (imes), Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Elektrotechnisches Institut (ETI)

Strommarkt- und netzorientiertes Energiemanagement von flexiblen Verbrauchseinrichtungen auf Basis resilienter Steuerungsfunktionen

Die Energiewende und der Ausbau der Elektromobilität wirken sich auch auf die Strom- und Verteilnetze aus. Typischerweise werden E-Autos in den Abend- und Nachtstunden geladen, weshalb viele Ladevorgänge zur gleichen Zeit und über eine längere Dauer stattfinden. Für die Stabilität der Netze ist es jedoch vorteilhafter, wenn die Ladevorgänge jeweils in kürzeren Intervallen und verteilt über 24 Stunden hinweg erfolgen. Um solch ein ausgewogenes Ladeverhalten zu realisieren, entwickelt das Projekt RESIGENT Technologien für ein Energie- und Netzmanagement, das einen Ausgleich zwischen Strombedarf und Stromkapazitäten über einen freien, netzorientierten Strommarkt ermöglicht. Der Ladevorgang von Elektrofahrzeugen wird dabei an einer im Projekt entwickelten, neuartigen Ladesäule mithilfe Künstlicher Intelligenz automatisch und netzdienlich gemanagt. Die zentrale Zusammenführung von Netzzustandsinformationen wird den Marktteilnehmenden zur Verfügung gestellt. Netzdienliches Handeln kann über darauf basierende Geschäftsmodelle belohnt und gefördert werden.

Ansprechpartner

Dr. Gerd vom Bögel, Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
gerd.vom.boegel@ims.fraunhofer.de

Resiliente und sichere Ladeinfrastruktur für Elektromobilität

Mit dem zunehmenden Wachstum des E-Mobilitätssektors gewinnt der Aspekt einer gesicherten Ladeinfrastruktur stetig an Bedeutung. Das Projekt ReSiLENT zielt darauf ab, ein resilientes, skalierbares und flexibles Sicherheitsökosystem für die elektrifizierte Ladeinfrastruktur zu schaffen. Dieses zeichnet sich durch Cybersicherheit über den gesamten Lebenszyklus der Ladeinfrastruktur und einen kosteneffizienten Betrieb aus. Dabei werden die Domänen Detektion, Attribution, Reaktion und Prävention als sicherheitskritische Eckpfeiler definiert und dienen als Basis für die Entwicklung von Cybersicherheitsanwendungen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der OTH Regensburg.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Rudolf Hackenberg, Oberbayrische Technische Hochschule (OTH) Regensburg
rudolf.hackenberg@oth-regensburg.de

Konsortium
Oberbayrische Technische Hochschule (OTH) Regensburg (Konsortialführer), asvin GmbH, chargeIQ GmbH

Reallabor zur Skalierung bidirektionalen Ladens am Beispiel des Flughafens Frankfurt

Die Luftverkehrsbranche hat sich im Kontext gesamtgesellschaftlicher Herausforderungen ambitionierte Dekarbonisierungsziele gesteckt. Zentrale Elemente hierfür sind am Flughafen Frankfurt die vermehrte Nutzung erneuerbarer Energien und der Ausbau des Elektromobilitätsangebots inklusive dazugehörender Ladeinfrastruktur. Hierfür ist eine intelligente Sektorenkopplung notwendig. Werden Elektrofahrzeuge als mobile Speicher für erneuerbare Energien genutzt, in bestehende Energiesysteme integriert und bidirektionale Ladetechnologien weiterentwickelt, lässt sich der Verbrauch fossiler Energien senken und ein regionales Stromnetz gleichzeitig stabilisieren.

Zur Erprobung und Validierung bidirektionaler Ladetechnologien im großen Maßstab schafft das Projekt ReSkaLa@Fra ein Reallabor am Flughafen Frankfurt. Dieser setzt bereits eine große Anzahl von Elektrofahrzeugen, etwa Gepäcktransporter und Passagierbusse, in seinem Betrieb ein. Zudem ist der Flughafen ein wichtiger Knotenpunkt im Energiesystem der Region und bietet somit die Möglichkeit, die Integration von Elektrofahrzeugen in das Energiesystem zu prüfen. Der Flughafen könnte somit ebenfalls als Kraftwerk fungieren. Ziel dabei ist aufzuzeigen, dass die bidirektionale Ladetechnologie wirtschaftlich und regulatorisch umsetzbar ist. Das Projekt soll als Vorbild für weitere Standorte und Anwendungsszenarien dienen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Darmstädter Forschungsgruppe für Nachhaltige Energiesysteme.

Ansprechpartner:

Michael Haberland, Fraport AG Frankfurt Airport Services Worldwide
M.Haberland@Fraport.de

Konsortium
Fraport AG Frankfurt Airport Services Worldwide (Konsortialführer), Stromnetz Hamburg GmbH, Hochschule Darmstadt

Entwicklung und hoch automatisierte Produktion einer DC-Wallbox mit Einzelphasenregelung

Durch den zunehmenden Einsatz von Elektrofahrzeugen erhöht sich der Strombedarf im gesamten Netz; die Anforderungen an die vorhandenen Kapazitäten ändern sich. Um den Hochlauf der Elektromobilität zu unterstützen, müssen deshalb Lösungen gefunden werden, wie der erhöhte Energiebedarf, unter anderem über Haushaltsanschlüsse, bedient werden kann.

Diese stellen den ankommenden Drehstrom in der Regel über dreiphasige Anschlüsse bereit, die allerdings nur theoretisch gleichmäßig genutzt werden. Ziel des Projektes Restladung ist es, eine hocheffiziente Leistungselektronik für DC-Wallboxen zu entwickeln, welche die Auslastung der einzelnen Phasen kontinuierlich misst und diese individuell mit der zur Verfügung stehenden Leistung belastet. Dadurch wird es möglich sein, Schieflasten zu vermeiden und gleichzeitig mit den bereits vorhandenen Stromnetzen schneller zu laden. Durch die Innovation wird die vollständig vorhandene Gebäude-Anschlussleistung individuell ausgenutzt, wodurch einerseits eine höhere Ladeleistung möglich ist und andererseits eine bauliche Erweiterung der bereits verlegten Leitungen vermieden werden kann.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Lehrstuhls für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Otto Kreutzer, Fakultät EMI | Forschungszentrum Moderne Mobilität Plattling, Fachbereich Leistungselektronik, THD – Technische Hochschule Deggendorf
otto.kreutzer@th-deg.de

Konsortium
Technische Hochschule Deggendorf (THD) (Konsortialführer), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg – Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS), Alfavision GmbH & Co. KG, austerlitz electronic GmbH, Elec-Con technology GmbH

Realbedingungsuntersuchung und Bewertung automatisierter kabelgebundener Ladesysteme

Eine Variante, elektrische Fahrzeuge zu laden, ist die kabelgebundene Ladung. Ladesäule und E-Fahrzeug sind dabei durch ein Ladekabel verbunden, das die Energie in den Akku des E-Vehikels leitet. Damit Fahrzeughalterinnen und -halter das Ladekabel nicht manuell stecken müssen, werden diverse Konzepte automatisierter kabelgebundener Ladesysteme entwickelt. Die Verbindung wird bei diesen Ladesystemen automatisiert, beispielsweise durch einen Roboterarm, hergestellt. Wie diese Art der Ladung gelingen kann und welche Steckersysteme und Sensoren zur Steckerplatzidentifikation dafür am geeignetsten sind, erforschen die Projektpartner im Projekt RuBakaL. Exemplarisch werden die Einflüsse durch Sonneneinstrahlung, durch Regen, Verschmutzung und Verschleiß auf den Steckprozess identifiziert. Die gewonnenen Erkenntnisse sind wesentlich für die Erarbeitung von gesetzlichen Normen und Standards sind.

Sind diese festgelegt, treiben sie nicht nur den Markthochlauf elektromobiler Lösungen voran, sie sorgen auch für eine komfortable Ladeinfrastruktur für Anwenderinnen und Anwender. Außerdem kann die Entwicklung automatischer Ladesysteme durch eine Standardisierung mit geringerem wirtschaftlichem Risiko für die Hersteller durchgeführt werden, da gesichert ist, dass die Mehrzahl der Fahrzeugtypen kompatibel ist. Hilfreich ist die automatisierte Ladung vor allem im Nutzfahrzeugbereich, wo beispielsweise eine Ladung erfolgen kann, während sich die fahrzeugführende Person um Be- oder Entladung des Fahrzeugs mit Waren kümmert.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Technischen Universität Dortmund.

Ansprechpartner:

Lars Knipschild, Technische Universität Dortmund
lars.knipschild@tu-dortmund.de

Birger Fricke, Ford-Werke GmbH
bfricke3@ford.com

Konsortium
Technische Universität Dortmund – Fachgebiet Maschinenelemente (Konsortialführer), Ford-Werke GmbH – Research & Innovation Center Aachen

Skalierbares Ladesystem für Elektrofahrzeuge

Der schnelle und kosteneffiziente Ausbau von Ladeinfrastruktur ist für die Verbreitung der Elektromobilität unerlässlich. Das Projekt „SKALE“ betrachtet deshalb die gesamte Energieflusskette, um Ladeleistung und Wirkungsgrad zu steigern und Kosten zu senken. Alle Anforderungen von der netzseitigen Bereitstellung der Energie über bedarfsgerechte Zwischenspeicherung, Verteilung und Wandlung bis hin zur Fahrzeugbatterie und Rückspeisung ins Netz finden Berücksichtigung. So soll ein gänzlich neuer Ansatz entstehen, der eine zukunftsweisende Infrastrukturlösung für beliebige Parkflächen mit einer Vielzahl an Ladepunkten bietet und dezentrale Energiequellen effizient einbindet.

Ansprechpartner:

Daniel Meyer
Daniel.Meyer3@de.bosch.com

Shared Private Charging Infrastructure and Reservation for Bidirectionally Integrated Truck Electrification

Um die Klimaschutzziele bis 2045 zu erreichen, muss vor allem der Transportsektor elektrifiziert werden, der allein 38 Prozent der heutigen verkehrsbedingten CO2-Emission verantwortet. Jedoch stellen insbesondere Nutzlast-, Reichweiten- und Effizienzanforderungen gepaart mit einem hohen Kostendruck sowohl Fahrzeughersteller (OEM) als auch Spediteure vor hohe Herausforderungen in der Technologietransition. Die Ladeinfrastruktur (LIS) spielt für den effizienten Betrieb von Elektrofahrzeugen eine besondere Rolle. Für Speditionen ist wichtig, dass genug Ladepunkte mit ausreichend Ladeleistungen zur Verfügung stehen. So werden die Fahrtzeiten nicht zu stark verlängert, was für den Umsatz der Unternehmen elementar ist. Der Ausbau von privater LIS an Depotstandorten (inklusive deren elektrische Ertüchtigung) sowie der öffentlichen LIS – Letztere insbesondere im Fernverkehr – ist daher unabdingbar.

Deshalb will das Projekt SPIRIT-E durch die realitätsnahe Erprobung von unterschiedlichen bidirektionalen Lademöglichkeiten sowie Reservierungs- und Ladestrategien die noch bestehenden Hürden in der Elektrifizierung des Schwerlastsektors identifizieren und wirtschaftliche Lösungen erarbeiten. Dazu werden sowohl intelligente Fahrzeugfunktionen (V2X) entwickelt und erprobt, wie auch eine seriennahe bidirektionale Ladesäule entwickelt und am Pilotstandort in Betrieb genommen. Außerdem wird ein umfangreiches Kommunikationssystem zur V2X-Anbindung und Systemintegration der Fahrzeuge generiert.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Projekts.

Ansprechpartner:

Philipp Rosner, Technische Universität München
philipp.rosner@tum.de

Konsortium
Technische Universität München (Konsortialführer), Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (FfE), Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE, MAN Truck & Bus SE, SBRS Charging Solutions, TenneT TSO GmbH, Consolinno Energy GmbH, Hubject GmbH

SimUltane Produkt- und Prozessentwicklung eines automatisierungsgerechten Ladestation-Outlet-Moduls

Für die Verbreitung der Elektromobilität ist eine flächendeckende Ladeinfrastruktur erfolgskritisch. Um die dafür erforderlichen Ladesäulen zu attraktiven Konditionen bereitstellen zu können, arbeitet das Forschungsprojekt „SUPPLy“ an der Entwicklung automatisierter und somit großserientauglicher Fertigungsprozesse. Dabei werden sowohl das Produktdesign als auch der Produktionsprozess hinsichtlich möglicher Anpassungen geprüft, um bei der Montage eine höhere Automatisierung und eine flexible Mengensteigerung realisieren zu können. Als Ergebnis sollen Richtlinien für eine automatisierungsgerechte Produktgestaltung ausgearbeitet und durch praktische Anwendungen evaluiert werden.

Ansprechpartner

Dr. Yusuf Günel, Compleo Charging Solutions GmbH
Y.Guenel@compleo-cs.de

Entwicklung und Erprobung skalierbarer Systemlösungen und lokaler resilienter Energie-Ökosysteme für ein krisensicheres, netzdienliches und kostengünstiges Laden von Elektrofahrzeugen und Flotten mit Solarstrom

Die vollständige Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien und des Verkehrs auf Elektromobilität erfordert langfristig stabile Systemarchitekturen und Rahmenbedingungen, eine generelle universelle Interoperabilität der Systembausteine und die drastische Reduktion der Komponenten- und Betriebskosten. Nur so können der resiliente Betrieb und die Wirtschaftlichkeit der Systeme sichergestellt werden.

Das Projekt Systemladen 2025 will daher eine neue Generation von Ladelösungen vorbereiten und in praxistauglichen Pilotanwendungen erproben, die zukünftig eine deutliche Kostenreduktion beim Laden von Elektrofahrzeugen ermöglicht – von Home-Anwendungen mit der eigenen Solaranlage über komplette Mehrfamilienhaus-Energiesystemlösungen bis hin zu gewerblichen Flotten, Ladeparks und öffentlichen Ladepunkten – sowie eine mit den neuen Anforderungen eines zu 100 Prozent aus volatilen erneuerbaren Energien versorgten Energiesystems verträgliche Systemintegration erlaubt. Dabei werden verschiedene Technologien und Konzepte wie intelligente Ladeinfrastruktur, bidirektionales Laden, Vehicle-to-Grid-Technologie, Energiemanagementsysteme und lokale Energie-Ökosysteme mit erneuerbaren Energien eingesetzt und erprobt. Die Ergebnisse dienen als Ansatz für die erfolgreiche Integration erneuerbarer Energien in das Energiesystem bei gleichzeitiger Versorgungssicherheit. Zudem sollen sie zeigen, wie sich Mehrkosten für Wirtschaft und Gesellschaft vermeiden lassen, um deren Akzeptanz und damit die Elektromobilität zu fördern.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Hochschule Biberach

Ansprechpartner:

Oliver Führer, SMA Solar Technology AG
Oliver.Fuehrer@sma.de

Konsortium
SMA Solar Technology AG (Konsortialführer), coneva GmbH, elexon GmbH, who Ingenieurgesellschaft mbH, Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (FfE), Hochschule Biberach

Induktives Taxiladekonzept für den öffentlichen Raum

Die Elektrifizierung von Taxiflotten hilft die innerstädtische Schadstoffbelastung zu reduzieren. Das Forschungsprojekt „TALAKO“ entwickelt ein innovatives Ladekonzept, das ein kabelloses Laden elektrischer Taxen während des Wartevorgangs ermöglicht. Das induktive Ladesystem überträgt durch einen unterirdisch angebrachten Ladestreifen kontaktlos Energie. Die modular konzipierte Anlage kann nach dem Baukastenprinzip flexibel an unterschiedliche Warteschlangenlängen angepasst werden. Durch einen intelligenten Positionierungsmechanismus und Sicherheitssysteme zur Lebewesen- und Fremdkörpererkennung sind alle Anforderungen für einen sicheren Betrieb im öffentlichen Raum erfüllt.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Universität Duisburg-Essen.

Ansprechpartner

Gregor Szybisty, Universität Duisburg-Essen
gregor.szybisty@uni-due.de

Subaggregation von Elektrofahrzeugflotten zur Einbindung in virtuelle Kraftwerke

Elektrofahrzeuge werden sich in Zukunft insgesamt betrachtet zum größten Stromverbraucher entwickeln. Die schnell steigende Zahl elektrifizierter Pkw und Nutzfahrzeuge stellt immer höhere Anforderungen an die Ladeinfrastruktur und das Stromnetz – verbunden mit erheblichen Ausbaukosten. Zugleich bietet die Speicherkapazität der Fahrzeugbatterien – insbesondere in Flotten – die Möglichkeit, Erlöse am Energiemarkt zu erzielen und so die Kosten teilweise auszugleichen. Das Projekt „TRADE EVs II“ entwickelt eine Lösung für die Anbindung von E-Flotten an den Strommarkt. Die Flottenfahrzeuge sollen über Leitwarten so zusammengefasst werden, dass aus ihnen Flottenkraftwerke entstehen, deren gespeicherte Energie bei Bedarf kostenpflichtig in das Stromnetz zurückgespeist wird.

Ansprechpartner

Robin Schneider, SAP SE
robin.schneider@sap.com

Intelligente Auslegungs- und Betriebsstrategien für ultra-schnellladefähige Batteriesysteme von Elektrofahrzeugen

Der Ausbau der Elektromobilität zu einem Massenmarkt soll den Klimaschutz verbessern, neue Geschäftspotenziale erschließen und die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern verringern. Zur Steigerung des Elektrifizierungsgrades im gewerblichen Sektor und um ladebedingte Standzeiten des Fuhrparks zu senken, will das Projekt ultraBatt die Ladezeit von Batteriesystemen für E-Nutzfahrzeuge auf weniger als 15 Minuten reduzieren. Zudem soll die Lebensdauer der Batteriesysteme gegenüber konventionell ausgelegten Batteriesystemen gesteigert werden. Dafür hebt das Projekt bislang unerschlossene Potenziale im Zellverhalten von Batterien. Auch werden intelligente Auslegungs- und Betriebsstrategien für ultra-schnellladefähige Batteriesysteme von Elektrofahrzeugen aufgezeigt. Auf Basis der erzielten Erkenntnisse können hochleistungsfähige Batteriemodule entwickelt und der Standort Deutschland als Vorreiter in der Batteriesystementwicklung etabliert werden.

Ansprechpartner

Naqeeb Tahasildar, BMZ GmbH
Naqeeb.Tahasildar@bmz-group.com

Reallabor für verNETZte E-Mobilität

Die Kopplung der einzelnen Sektoren der Energiewirtschaft kann dazu beitragen, die gesamte Wirtschaft effizient und zuverlässig mit sauberem Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu versorgen. Die Elektromobilität leistet zukünftig einen wichtigen Beitrag zu dieser Kopplung und damit zur nachhaltigen Transformation des Energiesystems, denn E-Fahrzeuge können flexibel geladen werden und somit Energie dann nutzen, wenn Überschüsse vorhanden sind oder dies systemisch oder wirtschaftlich sinnvoll ist. Darüber hinaus ist gegebenenfalls auch eine Rückspeisung ins Netz möglich. Das Projekt „unIT-e²“ entwickelt und erprobt in einem Reallabor Hard- und Softwarelösungen, mit denen sich die Elektromobilität ganzheitlich, nachhaltig und intelligent in das Energiesystem integrieren lässt. Die beteiligten Projektpartner decken dabei die gesamte energiewirtschaftliche Wertschöpfungskette von der Erzeugung bis zum Fahrzeug ab. Das große Konsortium stellt die Praxistauglichkeit dieser Lösungen sicher und erleichtert den Transfer der Projektergebnisse in die Standardisierung.

Weitere Informationen finden Sie auf der Webseite https://unit-e2.de/

Ansprechpartner

Michael Hinterstocker, FfE GmbH
mhinterstocker@ffe.de

Bewertung von solaroptimierten Ladestrategien sowie von bidirektionalen Ladestationen

Dank leistungsstarker Wallboxen können Elektrofahrzeuge zu Hause oder am Arbeitsplatz geladen werden – sowohl unidirektional als auch bidirektional und ebenfalls mithilfe von Solarenergie aus Photovoltaik-Anlagen. Wie effizient die Wallboxen funktionieren, ist jedoch noch unklar. Das Projekt Wallbox-Inspektion entwickelt deswegen für die Industrie standardisierte Verfahren, mit denen die Qualität neuer Wallbox-Lösungen bewertet und miteinander verglichen werden kann.

Kern der Prüfverfahren ist eine Qualitätsbewertung von solaroptimierten unidirektionalen sowie bidirektionalen Ladestationen in einem Hausenergiesystem. Getestet wird beispielswiese, wie effizient Elektrofahrzeuge im heimischen Stromnetz mit Photovoltaik-Anlagen geladen werden können, aber auch wie effizient die bereits vorhandene Energie in einem Elektrofahrzeug ins heimische Stromnetz eingespeist werden kann. Mit den Ergebnissen lassen sich Wallbox-Lösungen so optimieren, dass Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz, Interoperabilität und letztlich die Nutzerakzeptanz steigen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme

Ansprechpartner:

Dr. Bernhard Wille-Haußmann, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
bernhard.wille-haussmann@ise.fraunhofer.de

Konsortium
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Konsortialführer), Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin, Allgemeiner Deutscher Automobil-Club (ADAC) e. V.