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City2Share - sozial - urban - mobil; City2Share

Bundesweite Umsetzung der Elektromobilität im Flottenbetrieb; CO2-freie Zustellung

Stadtverträgliche Mobilität unter Nutzung elektrischer automatisierter Kleinbusse (STIMULATE)

Ziel ist der sichere, effiziente, durch (potenziell) Nutzende und im Umfeld agierende Personen akzeptierte Einsatz elektrischer automatisierter Kleinbusse zum Personentransport im Pilotbetrieb (zeitlich und räumlich begrenzt), also die Erprobung der Fahrzeuge unter anwendungsnahen Bedingungen, insbesondere auch zur Analyse ihres Umweltentlastungspotenzials. Hierfür wird eng und kooperativ mit Herstellern von entsprechenden elektrischen, automatisierten Fahrzeugen und Ladeinfrastruktur zusammengearbeitet. In Kombination mit einem leistungsfähigen öffentlichen Nahverkehr können autonome Shuttles laut OECD den Fahrzeugbestand in europäischen Städten um 90 Prozent reduzieren, mit einem vergleichbaren Potenzial für die Emissionsminderung. Durch die eingesparte Parkfläche würden bei einer so konsequenten Umstellung 20% der Straßenfläche und 80% der Parkflächen außerhalb der Straßen frei werden. Internationale Verkehrsorganisationen heben die historische Umbruchphase für den ÖPNV hervor, da autonome PKW durchaus auch eine Bedrohung darstellen können. Auf Branchentreffen in Deutschland nimmt das autonome Fahren einen prominenten Themenplatz ein. Auch der VDV verweist in aller Deutlichkeit auf die Zweischneidigkeit der absehbaren Entwicklung. AP 1: Anforderungsbeschreibung zu Fahrzeugen, Infrastruktur, Schnittstellen und Prozessen AP 2: Genehmigungsverfahren zum Betrieb auf Campusgelände AP 3: Implementierung Fahrzeuge, Systeme und Infrastruktur AP 4: Testdurchführung und Evaluierung AP 5: Begleitforschung - Planung und Durchführung der Nutzer-und Betreiberbefragung AP 6: Transfer in die Praxis AP 7: Öffentlichkeitsarbeit.

D-SEe - Durchgängiges Schnellladekonzept für Elektrofahrzeuge, Teilvorhaben: Physikalische Modellierung des Ladevorgangs, wissenschaftliche Auseinandersetzung mit der Kontaktierung innerhalb der Ladestation sowie Aufbau eines Demonstrationsfahrzeuges mit den Entwicklungskomponenten

Für die nächsten Jahre wird von den Automobilherstellern der Einbau von Traktionsbatterien (ca.100kWh) angekündigt, die Reichweiten von bis zu 500km ermöglichen. Ladesäulen mit heutiger Ladeleistung (50kW) benötigen bei dieser Batteriegröße ca. 1,6 h, um 80% der Batteriekapazität, ausreichend für 400km Reichweite, nachzuladen. Das Ziel des Gesamtprojekts ist, die Ladedauer für 80% Vollladung auf eine 1/4 h zu reduzieren. Im Gesamtverbund wird sich die Hochschule Bochum hauptsächlich mit 3 Teilprojekten und zusätzlicher Mitarbeit in weiteren Teilprojekten beschäftigen: 1.) Physikalische Modellierung des Ladevorgangs und Simulation des Lade- und Fahrzyklus. Dabei steht die Durchdringung der Schnellladeproblematik mit Definitionen zu Anforderungen, Herausforderungen und Zielkonflikten des Systems im Vordergrund. 2.) Wissenschaftliche Auseinandersetzung mit der Kontaktierung innerhalb der Ladestation und im Batteriezellverbund bzw. zwischen Ladesäule und Fahrzeugbatterie. Hier werden im Rahmen einer Promotion die Möglichkeiten von Kontaktmaterialen, der Verbindungsformen, Einflussnahme auf die Wärmeentwicklung bzw. Wärmeabfuhr und das Optimierungspotential bei der Kontaktierung mit hohen Stromstärken bearbeitet. Ziel ist eine möglich effiziente Verbindung mit geringen Verlusten ohne zusätzliche Anforderungen an das Temperaturmanagement. 3.) Aufbau eines Demonstrationsfahrzeugs mit dem die Entwicklungskomponenten der Kooperationspartner, Schnellladestation und Fahrzeugbatterie, einem realitätsnahen Testprogramm folgend, erprobt und veranschaulicht werden können. Die Fahrzeugtechnologie (Spannungsebene, Temperaturkonditionierung usw.) müssen den geänderten Anforderungen angepasst werden und werden als mögliche Herausforderungen gelistet. Als Projektabschluss und übergeordnetes Hauptziel wird mit dem Prototypenfahrzeug der Nachweis geführt, dass das Projektziel erreicht wird.

M2G-TF04: Forschungscampus Mobility2Grid, Bus und Wirtschaftsverkehr

Ein wesentliches Ziel der BSR ist es, die Sicht, die Bedarfe und Notwendigkeiten eines Entsorgungs- und Straßenreinigungsunternehmens in das Projekt einzubringen, so dass gemeinsam mit den Projektpartnern die verschiedenen Technologievarianten Effizienzsteigerungspotentiale, Betriebs- und Lebenszykluskosten, die Integration in Betriebsabläufe, Emissions- und Lärmvermeidungspotentiale sowie der Betrieb mit erneuerbaren Energien in einem Smart Grid untersucht und mit Feldversuchen untermauert werden. Darüber hinaus sollen für die in Frage kommenden Fahrzeugtypen Roadmaps zur strategischen Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse bei der BSR entwickelt werden. Die Übersetzung der gewonnenen Erkenntnisse auf die betriebliche Qualifizierung ist ein zusätzliches wesentliches Ziel der BSR im Projekt Mobility2Grid. Die Arbeitspakete AP 4.1.5 'Machbarkeitsstudie 'Bi-direktionale Ladestation für elektrifiziertes Abfallsammelfahrzeug' und AP 4.1.6 'Machbarkeitsstudie: Smart Grid-Integration einer Batteriewechselstation für ein e-Papierkorbsammelfahrzeug' werden von der BSR koordiniert. In den übrigen Arbeitspaketen stehen für die BSR nachfolgende Beiträge und Zuarbeiten im Vordergrund: 4.1: Technologiebewertung (Entsorgungs- und Straßenreinigungsfahrzeuge), Übertrag- barkeitsuntersuchungen sowie Feldversuche 4.2: Mitarbeit bei der Gestaltung der Ansätze für eine energetisch optimierte Wagenumlaufplanung für elektrifizierte Fahrzeuge 4.3: Optimierungsmodelle für den Betriebsablauf und die Routenplanung für eine elektrifizierte/teilelektrifizierte Fahrzeugflotte 4.4: Übertragung der Erkenntnisse aus dem Smart Grid auf dem ERUEF Forschungscampus auf den Betriebshof Ringbahnstraße der BSR. 4.5: Erstellung von Technologie-Roadmaps für die ausgewählten Fahrzeugtypen 4.6: Ableitung von Anforderungen und die Mitarbeit bei der Entwicklung von Ausbildungsmodulen für die betriebliche Qualifizierung aus Sicht eines Entsorgungs- und Straßenreinigungsbetriebs.

EnStadt-ZED: Zwickauer Energiewende Demonstrieren, Teilvorhaben: Mobile Energiespeicher in Wohnquartieren

Die Firma Autoservice Demmler wird in diesem Projekt die Bereiche Elektromobilität, Ladeinfrastruktur und Speichertechnologien begleiten. Bereits seit dem Jahr 2008 befasst sich ASD mit Elektrofahrzeugen. Seit dem Jahr 2014 konnte mit einem Mietpool von derzeit rund 45 rein elektrischen Fahrzeugen ein enormes Wissen auf diesem Gebiet erworben werden. Bei Autoservice Demmler erfolgten bereits wissenschaftliche Erhebungen und Auswertungen im Bereich Elektrofahrzeuge, zu Mobilitätskonzepten und Kundenerfahrungen. Im Projekt soll des Weiteren eine Wärmeauskopplung bei Redox-Flow-Speicher ermöglicht werden. Bevor im zentralen Ansatz ein Redox-Flow-Speicher eingesetzt wird, soll im Vorfeld die Aus-kopplung der Wärme an einem bestehenden Redox-Flow-Speicher getestet und optimiert werden. ASD engagiert sich bereits seit Jahren im Bereich Umweltschutz und regenerativer Energieerzeugung. Auf dem Betriebsgelände befindet sich bereits ein Redox-Flow-Speicher an Welchem in den ersten beiden Jahren des Projektes eine prototypische Entwicklung stattfinden wird. Im Bereich Ladeinfrastruktur ist es Ziel eine Ladesäule zu entwickeln. Für zukünftige Schnellladungen sind verschiedene Systeme am Markt. Die geplante Ladesäule soll alle vereinen und demonstrativ bei Autoservice Demmler umgesetzt werden um einen Rollout für die Modellregion zu ermöglichen. Dazu wird eine spezielle DC-Ladesäule mit Anschlüssen für CCS, Chademo und Meneckes als Prototyp entwickelt. Das umfassende Wissen in den Bereichen Elektromobilität, Ladeinfrastruktur und Speichersystemen macht Autoservice Demmler zum Vorreiter in der Region, und wird maßgeblich zu einer erfolgreichen Umsetzung im Projekt ZED beitragen.

Stadtverträgliche Mobilität unter Nutzung elektrischer automatisierter Kleinbusse (STIMULATE)

Ziel ist der sichere, effiziente, durch (potenziell) Nutzende und im Umfeld agierende Personen akzeptierte Einsatz elektrischer automatisierter Kleinbusse zum Personentransport im Pilotbetrieb (zeitlich und räumlich begrenzt), also die Erprobung der Fahrzeuge unter anwendungsnahen Bedingungen, insbesondere auch zur Analyse ihres Umweltentlastungspotenzials. Hierfür wird eng und kooperativ mit Herstellern von entsprechenden elektrischen, automatisierten Fahrzeugen und Ladeinfrastruktur zusammengearbeitet. In Kombination mit einem leistungsfähigen öffentlichen Nahverkehr können autonome Shuttles laut OECD den Fahrzeugbestand in europäischen Städten um 90 Prozent reduzieren, mit einem vergleichbaren Potenzial für die Emissionsminderung. Durch die eingesparte Parkfläche würden bei einer so konsequenten Umstellung 20% der Straßenfläche und 80% der Parkflächen außerhalb der Straßen frei werden. Internationale Verkehrsorganisationen heben die historische Umbruchphase für den ÖPNV hervor, da autonome PKW durchaus auch eine Bedrohung darstellen können. Auf Branchentreffen in Deutschland nimmt das autonome Fahren einen prominenten Themenplatz ein. Auch der VDV verweist in aller Deutlichkeit auf die Zweischneidigkeit der absehbaren Entwicklung. AP 1: Anforderungsbeschreibung zu Fahrzeugen, Infrastruktur, Schnittstellen und Prozessen AP 2: Genehmigungsverfahren zum Betrieb auf Campusgelände AP 3: Implementierung Fahrzeuge, Systeme und Infrastruktur AP 4: Testdurchführung und Evaluierung AP 5: Begleitforschung - Planung und Durchführung der Nutzer- und Betreiberbefragung AP 6: Transfer in die Praxis AP 7: Öffentlichkeitsarbeit

Leuchttürme eMobilität, FlyGrid: Flywheel Energy Storage for EV Fast Charging and Grid Integration

The transition from fossil fuel based transportation to clean electric mobility must be considered one of the crucial steps of decarbonization. In this sense, reducing the import of oil to gain political independence is as important as mitigating global warming due to CO2 emissions according to the international climate goals. Even though the strong projected increase of electric vehicles must be seen as a rather positive development, a number of new related challenges will arise for energy supply companies, grid operators, vehicle and charging station manufacturers and finally the customers. Especially the continuously rising charge power in combination with an increasing supply by volatile sources result in high loads on the grid which may cause instabilities and - in the worst case - even blackouts. Still, the development of fast charging station with 100 kW and more is absolutely necessary to combat range anxiety attributed to EVs. Among experts, the lack of charging infrastructure is considered the biggest threat for electric mobility. In order to avoid a costly grid expansion and still provide a comprehensive network of fast charging stations, new innovative solutions need to be found. Within project FlyGrid a high-performance flywheel energy storage system (FESS) will be integrated in a fully automated fast charging station. Even with only a low voltage distribution grid at hand, high charge power can be reached while at the same time stabilizing the grid. The system is suitable to integrate local renewable sources - for instance PV-modules on a car port - and hence contributes to increase the share of clean energy in the electricity mix. Superior cycle life of the energy storage device, the ability to feed high power back into the grid as well as easy transportability in the form of a mobile 'fast charging box' (for electric construction machinery or similar) are further characteristics of the FlyGrid concept. FlyGrid is a disruptive technology, which can be developed and manufactured in Austria and plans to reach the following top-level goals with high socio-economic impact: - Reduction of charging times of EVs and increase of EV market penetration - Higher customer satisfaction through improved charging network - Avoidance of a costly electric grid expansion - Improved integration of volatile renewables sources for EV propulsion - Improved grid stability and power quality - Portable fast charging solution for zero emission construction equipment or events The versatile, interdisciplinary consortium consisting of two research institutions and nine industry partners, the world's first combination of flywheel energy storage, highly innovative, fully automated EV charging (easelink MATRIX CHARGING) and the integration of local renewables (Secar E-Port) all stress the uniqueness of the project.

DC-Industrie - Intelligentes offenes DC-Netz in der Industrie für hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben, Teilvorhaben Bosch Rexroth: DC-Netz-Energiesteuerung und DC-Netz-Direktkopplung von Batteriespeichern

Hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben setzen eine energetische Kopplung über ein DC-Netz voraus. Geräte mehrachsiger moderner modularer Antriebssysteme sind heute über einen DC-Zwischenkreis im Schaltschrank miteinander gekoppelt. Für modulare Maschinen sind Antriebslösungen mit DC-Zwischenkreis-Verteilung auf Basis dezentraler proprietärer Systeme kleiner Leistung erhältlich. Für größere Maschinenanlagen, Maschinenzellen, Maschinenverbünde sowie ganze Maschinenhallen mit größerer Gesamtantriebsleistung (größer als 0,1 MW) fehlen bisher DC-Netz-Energieverteilungslösungen. Das Verbundvorhaben DC-INDUSTRIE hat die Entwicklung einer DC-Netz-Technologie zum Ziel, die die Realisierung robuster, verteilter und interoperabler Anlagen ermöglicht. Dabei sollen alle wesentlichen Aspekte im gesamten Lebenszyklus eines DC-Netzes betrachtet werden. Dies umfasst zum einen benötigte Methoden und Werkzeuge für eine systematische Projektierung, robuste Systemauslegung bis hin zur Wartung, Support und Service und zum anderen die notwendige Gerätetechnik zum Aufbau von DC-Netzen (u.a. Versorgung, Umrichter, Schalt- und Schutztechnik). Bosch Rexroth trägt mit den Forschungsthemen 'Energiesteuerung' und 'DC-Netz-Direktkopplung von Batteriespeichern' zu diesem Verbundvorhaben bei. In AP1 sollen in Gesprächen mit Stakeholdern erfolgen und allgemeine Anforderungen an DC-Netze abgeleitet werden. Ein Abgleich mit technischen Vorgaben sowie DC-Technologien in alternativen Anwendungen erfolgt. In AP2 werden konkrete Anforderungen für Netzmanagement und Netzkommunikation sowie an die benötigte Gerätetechnik entwickelt. In AP3 und AP4 werden prototypisch eine Ladestromregelung zum Direktbetrieb einer Batteriespeichers am DC-Netz sowie eine Energiesteuerungslogik implementiert. AP5 dient zur Evaluierung und Überarbeitung der Entwicklungsergebnisse. In AP6 werden die Projektergebnisse einem breiteren Fachpublikum zur Verfügung gestellt.

KMU-innovativ: Entwicklung eines ganzheitlichen 48 V Elektronikkonzepts für Elektroleichtfahrzeuge - GENERIC48V, Teilvorhaben: Zulassungsrelevante Aspekte für die Typgenehmigung und für die CE Konformität

Alle für die Typgenehmigung und für die CE Konformität notwendigen Anforderungen sind zu erarbeiten und hinsichtlich der Relevanz in Bezug auf die jeweiligen im Projekt eingesetzten Einzelkomponenten sowie für das Gesamtkonzept zu bewerten. Im Rahmen des Gesamtvorhabens übernimmt die SLG Prüf- und Zertifizierungs GmbH die Analyse geltender Richtlinien und Normen für Sicherheit und EMV im Kfz und im Ladebetrieb für die eingesetzten Einzelkomponenten und für das Gesamtkonzept hinsichtlich CE relevanter Anforderungen, im Rahmen der Typgenehmigung sowie in Bezug auf das Produktsicherheitsgesetz. Dabei erfolgt die Begleitung aller Entwicklungsstände während der Projektlaufzeit hinsichtlich der relevanten Anforderungen mit dem Ziel der Vermeidung zu spät erkannter Aspekte, welche einer erfolgreichen Zulassung entgegenstehen. Ein Hauptschwerpunkt wird die Konzepterarbeitung zur EMV-gerechten Baugruppenanordnung und Stromführung mit dem Ziel, ein Konzept zu erarbeiten welches eine möglichst zügige und störungsfreie EMV Prüfung ermöglicht. Ein weiterer Aspekt ist die Betrachtung der Komponenten- und Materialauswahl entsprechend den Anforderungen bezüglich EMV, mechanischer, elektrischer und thermischer Sicherheit. Während der gesamten Projektlaufzeit erfolgt ein Abgleich der Anforderungen und Gegebenheiten mit dem aktuellen Stand der Technik, mit Normen und Normenentwürfen und zu erwartenden perspektivischen Anforderungen. Dabei sollen einerseits Aspekte aus der sich entwickelnden Normungswelt in das Projekt einfließen, andererseits aber auch die im Projekt gesammelten Erfahrungen über die Mitarbeit in Normungsgremien und Arbeitskreisen in entsprechende Gremien und Dokumente weitergegeben werden. Abschließend soll für alle Projektpartner ein nachvollziehbarer und gültiger Prüfplan für den Konformitätsbewertungsprozess zur Verfügung stehen.

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