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.
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.
Innerhalb eines Jahres soll ein batterieelektrisch angetriebenes Abfallsammelfahrzeug entstehen, das anschließend 2 Jahre durch die beteiligte Entsorgungsgesellschaft BEG praktisch erprobt werden soll. Die Batterielebensdauer als betriebswirtschaftlich wichtiges Kriterium soll mindestens 8 Jahre betragen. Anhand technischer Unterlagen und Simulation soll verglichen werden, ob diese Forderung bei Schnellladen oder Batterietausch eher erfüllt werden kann. Sowohl für das Ankuppeln beim Schnellladen als auch für den Batterietausch soll ein unterstützender Roboter entworfen und ebenfalls im Einsatz getestet werden. Für die Simulation der Batteriealterung sollen mit Hilfe von Verfahren zum maschinellen Lernen Massendaten aus dem Einsatz bereits verfügbarer, dieselelektrisch angetriebener Abfallsammelfahrzeuge analysiert werden, um daraus typische Lastprofile zu gewinnen. AP 1000: Projektmanagement AP 2000: Umbau des Fahrgestells einschließlich der konstruktiven Auslegung elektrisch und mechanisch. Neben dem elektrischen Antriebsstrang Auslegung der Nebenaggregate (Druckluft/Klima/Lenkung). Programmierung der Fahrsteuerung. AP 3000: Auswahl und Auslegung der Batteriepakete, BigData-Analyse der Massendaten zu vorhandenen elektrisch angetriebenen ASF, Erzeugung von Musterdatensätzen zur Simulation der Batteriealterung. AP 4000: Entwicklung modularer Energieversorgung incl. Modulträger, Modulaustauschsystem, Ladesystem AP 5000: Entwicklung autonome Ladekopplung incl. Manipulator und Ladeschnittstelle Fahrzeug AP 6000: Erprobung im praktischen Einsatz in unterschiedlichen Sammelrevieren
The project includes research and development work on a future load management for electric vehicles in demand side management networks from the control room and demand response from the vehicle, presented on a smart home application based on inductive bidirectional charging at 11 kW. The principle higher network availability of vehicles with inductive charging technology will be demonstrated in a fleet test with six vehicles at various locations. The primary operating reserve market is to be addressed via controlled charging processes, with the control via a charging control system ensuring that a secure service can be provided for marketing. In the case of the high charging capacities required, heat management, foreign body detection and the entire safety analysis are of great importance. The project also seeks to ensure interoperability with current international standardization proposals, also through active participation in standardization committees. The aim of the project is to investigate whether the additional costs of the electric vehicle can be compensated by integration as energy storage in Smart Home concepts and with the help of new business models, and to what extent the use of an automatic network connection and a bidirectional contactless charging technology plays a significant role. In this case, e-mobility would also become much more attractive to users because of the cost-effectiveness of electric vehicles combined with domestic energy management.
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. Ziel des Teilprojektes ist die Entwicklung und prototypische Umsetzung modularer Leistungselektronik für die Umsetzung von Ladesäulen mit Leistung von über 300 kW, unter Berücksichtigung der Anforderungen der Schnittstelle zum Elektrofahrzeug.
Der Forschungscampus Mobilty2Grid liefert innovative Konzepte und Lösungen für Energiewende und Elektromobilität in vernetzten urbanen Arealen. Insbesondere die Einbindung der Elektromobilität in Mikro Smart-Grids steht im Vordergrunddes Arbeitspakets (AP) in das das Fraunhofer ISE seine Kompetenzen einbringt. Im AP 2.2.3 wird eine praxistaugliche Ausbaustrategie für Fahrzeugflotten-Areale entwickelt. Hierzu werden Systemarchitekturen und auch die unterschiedlichen technologischen Stränge der möglichen Ladetechniken systemisch verglichen (z.B. auch bidirektional und induktiv). Die technischen Voraussetzungen sowie die entstehenden Mehrwerte die sich durch die Einbindung der unterschiedlichen Generationen an Ladeinfrastruktur ergeben werden untersucht. Darauf aufbauend findet im AP eine reale Umsetzung der markttechnischen Einbindung eines Teils der Ladeinfrastruktur statt. Erprobung und Demonstration auf dem EUREF-Campus schließen sich an und schaffen erstmals die Basis für eine zukünftige Einpreisung von Smart-Grid-Services.
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.
In der Standardisierung induktiver Ladesysteme werden unterschiedliche Systemvorschläge als interoperable Schnittstelle diskutiert. Der Druck zur Festlegung einer solchen Schnittstelle kommt dabei nicht nur aus dem regulatorischen Umfeld, sondern auch seitens der Hersteller, die interoperable Systeme ab 2020 im Markt anbieten wollen. STILLE dient zur hersteller- und leistungsklassenübergreifende Standardisierungsunterstützung für induktive Ladesysteme und verfolgt das Ziel, notwendige Erkenntnisse zur Gestaltung einer interoperablen Schnittstelle zu gewinnen. Dabei werden alle interoperabilitätsrelevanten Parameter und Funktionen durch Aufbau und Tests bestehender System- und Technologieansätze praktisch validiert. Dies umfasst im Groben die Energieübertragung, Kommunikations-, Positionierungs- und Sicherheitssysteme. Zur Evaluierung der Interoperabilität der Energieübertragung werden verschiedene Infrastruktur- und Fahrzeugschnittstellen aufgebaut und - unterstützt von Simulationen - mit- und gegeneinander getestet. Damit zusammenhängende Anforderungen an elektromagnetische Felder (EMV oder EMF), werden ebenfalls innerhalb der Testreihen berücksichtigt. Das Kernziel im Bereich der Energieübertragung liegt in der Beschreibung der interoperablen Energieschnittstelle für derzeit betrachtete Leistungsklassen für PKW (3,7 kW - 7,7 kW - 11 kW - 22 kW). Im Gegensatz zur Energieübertragung lassen sich Kommunikations- und Positionierungssysteme unabhängig von der Übertragungsleistung einheitlich gestalten. Insbesondere wird untersucht, wie sich die beiden Funktionen bestmöglich miteinander vereinen lassen. Wiederum besteht der Ansatz von STILLE im Aufbau und Testen von Technologievarianten, mit der übergeordneten Zielsetzung der Erarbeitung einer gemeinsamen Empfehlung für standardisierte Technologien und Abläufe. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in nationale und internationale Standardisierungsgremien eingespeist und dienen dort als technische Entscheidungsgrundlage. Die Massenmarkttauglichkeit wird dabei innerhalb STILLE durch die Untersuchung von Anwendungs- und Geschäftsmodellen für induktives Laden sowie durch die Ableitung von Anforderungen an den Aufbau einer europäische Test- und Zertifizierungsplattform gestützt. Mit diesem Gesamtpaket leistet STILLE einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung und Implementierung eines internationalen Standards für das induktive Laden. Dadurch wird die kabellose Technologie im Bereich Elektromobilität für den Massenmarkt befähigt und kann somit zu einem Treiber der Elektromobilität werden. Durch die Beteiligung führender deutscher Unternehmen aus der Automobil- und Zuliefererindustrie sowie Forschungseinrichtungen, kann zudem die Technologieführerschaft der deutschen Wirtschaft im Bereich alternativer Antriebstechnologien weiter ausgebaut werden. Mit der Beteiligung internationaler Partner erhält das Projektvorhaben zudem die notwendige internationale Strahlkraft. STILLE wird durch das BMWi gefördert.
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| Bund | 784 |
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| Förderprogramm | 784 |
| License | Count |
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| offen | 784 |
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