Bildungsstätten- Symposium 2015

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1 Bildungsstätten- Symposium 2015 Lärm CO² Hamburg, Mai 2015

2 Vorstellung Eckhard Wiese MENNEKES Elektrotechnik 51 Jahre Leiter Schulungen und Seminare Elektromobilität Feuerwehr und Karneval

3 AGENDA Kapitel 1: Warum Elektromobilität? Kapitel 2: Marktbetrachtung Kapitel 3: Elektrofahrzeuge und Antriebsarten Kapitel 4: Normung und Standardisierung Kapitel 5: Ladearten Kapitel 6: Ladebetriebsarten Kapitel 7: Basiskommunikation mit dem Fahrzeug Kapitel 8: Eine Norm 3 Systeme Kapitel 9: Zukunftsfähige Elektroinstallation Kapitel 10: Chancen für das Elektrohandwerk

4 Kapitel 1: Warum Elektromobilität?

5 Kapitel 1: Warum Elektromobilität?

6 Kapitel 1: Warum Elektromobilität? Feinstaub- und Lärmbelastung der Innenstädte

7 Kapitel 1: Warum Elektromobilität? Zunehmende Urbanisierung

8 Kapitel 1: Warum Elektromobilität? Steigender Anteil erneuerbarer Energien

9 Kapitel 1: Warum Elektromobilität? Lastmanagement Steigender Anteil erneuerbarer Energien Intelligentes Lastmanagement ermöglicht eine Glättung der Lastkurve und somit eine effektivere Nutzung der Ressourcen.

10 Kapitel 2: Marktbetrachtung

11 Kapitel 2: Marktbetrachtung Die Tank - Gewohnheiten werden sich mit der Elektromobilität grundlegend ändern man lädt wo man parkt. Ein interessanter Markt mit unterschiedlichen Anforderungen wird sich entwickeln. Jeder E-Auto-Besitzer mit eigenem Haus oder Garage wird zum potentiellen Kunden für eine Heim- Ladestation. Die zentralen Fragen hierbei werden sein: Wo werden Ladestationen installiert? Wer wird diese Ladestationen installieren? Lärm CO² Nach welchen Kriterien wird differenziert?

12 Kapitel 2: Marktbetrachtung Differenzierung der Einsatzbereiche Lärm CO²

13 Kapitel 2: Marktbetrachtung Marktentwicklung

14 Kapitel 2: Marktbetrachtung Entwicklungsplan Elektromobilität BRD

15 Kapitel 3 Elektrofahrzeuge und Antriebsarten Quelle: Toyota

16 Kapitel 3: Elektrofahrzeuge und Antriebsarten Micro-Hybrid Start-Stopp-System und Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation). Mild-Hybrid Verbrennungsmotor wird durch E- Maschine unterstützt führt zu einer Leistungs- und Effizienzsteigerung. Bis zu 20% weniger Verbrauch. Full-Hybrid Größere E-Maschine erlaubt rein elektrisches Fahren bei niedriger Geschwindigkeit und geringer Reichweite. Legende: E-Motor Verbrennungsmotor Niedervolt-Batterie Hochvolt-Batterie

17 Kapitel 3: Elektrofahrzeuge und Antriebsarten Plug-in-Hybrid/ Range Extender rein elektrischer Antrieb. Verbrennungsmotor dient lediglich zum Nachladen der Batterie. Batterie kann auch über Stromnetz geladen werden. Reine Elektrofahrzeuge neben Rekuperation wird die Batterie ausschließlich extern geladen. Es wird erwartet das dieses Antriebskonzept langfristig das einzige sein wird! Legende: Ladesteckdose Elektromotor Generator Verbrennungsmotor Niedervolt-Batterie Hochvolt-Batterie

18 Kapitel 3: Elektrofahrzeuge und Antriebsarten Paralleler Hybrid findet zumeist Verwendung beim Mild-Hybrid Serieller Hybrid zumeist verwendet im Voll- Hybrid und Plug-in-Hybrid

19 Kapitel 3: Elektrofahrzeuge und Antriebsarten Quelle: BMW

20 Kapitel 3: Zulassungszahlen 2014 Bayern Baden-Württemberg Nordrhein-Westfalen Niedersachsen Hessen Berlin Hamburg Rheinland-Pfalz Sachsen Quelle: BMW Schleswig-Holstein Bremen Brandburg Thüringen Saarland Sachsen-Anhalt Mecklenburg-Vorpommern

21 Kapitel 3: Zulassungszahlen Am 1. Januar eines jeden Jahres zugelassene E-Fahrzeuge Quelle: BMW

22 Kapitel 3: mögliche Zulassungszahlen Möglicherweise zugelassene E-Fahrzeuge Quelle: BMW

23 Kapitel 4: Normung und Standardisierung

24 Kapitel 4: Normung und Standardisierung IEC :2010 Konduktives Laden von Elektrofahrzeugen zurzeit in Überarbeitung! Hier werden die unterschiedlichen Anschlussvarianten und die Basiskommunikation beschrieben IEC :2001 Elektrische Ausrüstung von Elektro- Straßenfahrzeugen an die AC/DC Versorgung zurzeit in Überarbeitung! Entspricht VDE 0122 Teil 2-1: IEC :2001 AC Ladestationen für Elektrofahrzeuge zurzeit in Überarbeitung! Entspricht VDE 0122 Teil2-2: VDE :2012 Errichtung von Niederspannungsanlagen Anforderungen an Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art- Stromversorgung für Elektrofahrzeuge Veröffentlichung Oktober 2012 IEC :2012 Stecker, Steckdosen, Fahrzeugsteckvorrichtungen, und Fahrzeugstecker Teil 1: Allgemeine Anforderungen Veröffentlichung 2012 IEC :2012 Anforderungen an die Hauptmaße für die Austauschbarkeit von Stift- und Buchsensteckvorrichtungen Hier werden die zulässigen AC Steckvorrichtungen beschrieben, wird voraussichtlich VDE IEC Anforderungen an die Hauptmaße für die Austauschbarkeit von Stift und Buchsensteckvorrichtungen zurzeit in Arbeit! Hier werden zukünftig die DC und kombinierten AC/DC Steckvorrichtungen beschrieben

25 Kapitel 4: Normung und Standardisierung DIN VDE Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 7-722: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art Stromversorgung von Elektrofahrzeugen; Deutsche Übernahme HD :2012 Anwendungsbereich: Stromkreise, die für die Versorgung von Elektrofahrzeugen für Ladezwecke vorgesehen sind Schutzmaßnahmen bei Rückspeisung von elektrischer Energie von Elektrofahrzeug zum privaten und öffentlichen Netz Sie gilt nicht für induktives Laden

26 Kapitel 4: Normung und Standardisierung DIN VDE Leistungsbedarf und Gleichzeitigkeitsfaktor: Der Gleichzeitigkeitsfaktor des Endstromkreises, welcher einen Anschlusspunkt versorgt (z.b. die Steckdose), muss als 1 angenommen werden ANMERKUNG: es wird davon ausgegangen, dass im Normalbetrieb jeder Anschlusspunkt mit seinem vorgesehenen Betriebsstrom betrieben wird. Der Gleichzeitigkeitsfaktor des Verteilerstromkreises, welcher mehrere Anschlusspunkte versorgt, kann bei Vorhandensein von Laststeuerung reduziert werden. Jeder Anschluss für ein Elektrofahrzeug muss aus einem eigenen Stromkreis versorgt werden.

27 Kapitel 4: Normung und Standardisierung DIN VDE Auftreten von Wasser: Falls der Anschlusspunkt im Freien installiert ist, müssen die Betriebsmittel mit einer Schutzart von mindestens IPX4 ausgewählt werden, um sie gegen Spritzwasser zu schützen. Auftreten von festen Fremdkörpern: Falls der Anschlusspunkt im freien installiert ist, müssen die Betriebsmittel mit einer Schutzart von mindestens IP4X ausgewählt oder versehen werden, um einen Schutz gegen Eindringen von sehr kleinen Gegenständen sicherzustellen.

28 Kapitel 4: Normung und Standardisierung DIN VDE Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCDs): Jeder Anschluss muss durch eine eigene Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) mit einem Bemessungsdifferenzstrom nicht größer als 30mA geschützt sein. Die ausgewählte Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) muss alle aktiven Leiter einschließlich des Neutralleiters abschalten. Die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) des Anschlusspunktes muss mindestens vom Typ A sein. Wenn die Charakteristik der Last in Bezug auf mögliche Gleichfehlerströme > 6 ma nicht bekannt ist, müssen Maßnahmen zum Schutz beim Auftreten von Gleichfehler- Strömen getroffen werden, z.b. durch Verwendung einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) vom Typ B.

29 Kapitel 5: Ladearten

30 Kapitel 5: Ladearten Ladetechnologien - Systemansätze Systemansätze beim Laden Kabelgebunden (konduktiv) Batteriewechsel, Elektrolytwechsel Kabellos (induktiv) AC Ladung DC Ladung Stecker Typ 1 CHAdeMO Stecker Typ 2 CCS-Stecker Stecker Typ 3 Stecker Typ 2

31 Kapitel 5: Ladearten Induktives Laden Als induktives Laden bezeichnet man die Ladung eines Elektrofahrzeugs ohne Kabel und Steckverbindungen.

32 Kapitel 5: Ladearten Batteriewechsel Beim Batterietausch wird der leere Akku in einer Tankstelle automatisch gegen einen vollgeladenen Akku getauscht.

33 Kapitel 5: Ladearten Konduktives Laden Als konduktives Laden bezeichnet man die Ladung eines Elektrofahrzeugs über Anschlussleitung mit Steckvorrichtung(en). Kostengünstige und flächendeckend schnell zu erstellende Ladeinfrastruktur! Bewährte Technologien.

34 Kapitel 6: Ladebetriebsarten

35 Kapitel 6 Ladebetriebsart 2 Temperaturüberwachung der Infrastruktur- Steckvorrichtung mit automatischer Verringerung des Ladestroms Manuelle Verringerung des Ladestroms Was alle MODE 2 Ladegeräte nicht können, sind die Gefahren des Ladens an einer fehlerhaften oder nicht ausreichend dimensionierten Elektroinstallation zu verringern!

36 Kapitel 6 Ladebetriebsart 3 Mode 3 Ladekabel wird es in unterschiedlichen Ausführungen geben: Mit unterschiedlichen Stromtragfähigkeiten (Leitungsquerschnitte) Mit unterschiedlichen Steckvorrichtungen Nicht erlaubt ist der Einsatz von Adaptern! Ladekabel MODE 3 mit Steckvorrichtungen Typ 2 Ladekabel MODE 3 mit Stecker Typ 1/ Kupplung Typ 2

37 Quelle: Nissan Kapitel 6 Ladebetriebsart 4 CHAdeMO Steckvorrichtungen für DC Ladungen bis 62,5 kw Japanische Entwicklung im Einsatz z.b. bei Nissan LEAF und Mitsubishi i-miev Zu groß, zu schwer, zu unhandlich und mit beweglichen Teilen ausgestattet dies alles macht eine Neuentwicklung notwendig! Basis ist die Typ 2 Ladesteckvorrichtung! Sehr teure und aufwändige Infrastruktur nur zum Schnellladen

38 Kapitel 6 Kombiniertes Laden mit CCS Quelle: Phoenix Contact

39 Kapitel 6 Ladebetriebsarten - Zusammenfassung Die Wechselspannungsladung - 1phasig bis 3phasig von 6A bis 63A. DC Ladesteckvorrichtung - basierend auf Typ 2. Ladesteckvorrichtung CCS kombinierte Ladeeinrichtung AC und DC möglich. DC-High-Ladung AC Ladung DC-Low-Ladung

40 Kapitel 7: Fahrzeugladung und Ladeinfrastruktur

41 Kapitel 7: Fahrzeugladung und Ladeinfrastruktur Ablauf einer Ladung 1. Autorisierung am Ladesystem 2. Ladeleitung einstecken 3. beiden Seiten werden verriegelt 4. Abfrage: Schutzleiter vorhanden!? 5. Wegfahrsperre wird aktiviert! 6. Lader im Fahrzeug wird eingestellt 7. Start Ladevorgang Ladevorgang beenden: 1. STOP-Taster im Fahrzeug/ auf Fernbedienung drücken 2. Ladevorgang wird abgebrochen / Stecker entriegelt 3. Stecker / Kupplung ziehen

42 Kapitel 7: Fahrzeugladung und Ladeinfrastruktur Aufbau eines Ladepunktes IEC Sicheres Laden an einer definierten Infrastruktur mit: CP-Kommunikation FI-Schutz spannungsfreien Kontakten verriegelter Steckvorrichtung Schutzgrad IP 44 freiem Zugang zur Steckdose

43 Kapitel 7: Fahrzeugladung und Ladeinfrastruktur Aufbau eines Ladepunktes IEC Besonderheiten der MENNEKES Ladesysteme Autoswitch 16A/ 32A - automatische Umschaltung des Ladepunktes. Jedes Mode 3 Elektrofahrzeug kann geladen werden! Thermomanagement - durch eine aktive Lüftung wird die Innentemperatur der Ladesäule auch bei 40 Celsius Umgebungstemperatur auf unter 50 Celsius gehalten! Automatische Entriegelung - Bei Stromausfall wird der Stecker in der Ladeinfrastruktur automatisch entriegelt!

44 Kapitel 7: Fahrzeugladung und Ladeinfrastruktur MENNEKES Produktportfolio

45 Kapitel 8: Eine Norm 3 Systeme

46 Kapitel 8: Eine Norm 3 Systeme Ist im April 2014 von der europäischen Kommission zum Standard erklärt worden IEC Gesamtsystem IEC / 2 Stecksystem Typ 1 Typ 2 Typ 3 SAE-Stecksystem 32A 1ph MENNEKES-System 16A 1ph 63A 3ph Italienisches System 16A 1ph 63A 3ph Entwickelt von YAZAKI Nutzung ausschließlich als Fahrzeugsteckvorrichtung Bis 2017 bei allen europäischen Automobilherstellern (ACEA) als Standard definiert! Nutzung als Fahrzeug- und Infrastruktursteckvorrichtung! Kommt voraussichtlich nicht zum Einsatz gegebenenfalls nur als Infrastruktursteckdose im Privatbereich.

47 Kapitel 9: Zukunftsfähige Elektroinstallation

48 Kapitel 9: Zukunftsfähige Elektroinstallation Perspektiven fürs Elektrohandwerk

49 Kapitel 9: Zukunftsfähige Elektroinstallation Schon heute können Sie die Kundenanlage für die Bedürfnisse von Morgen vorbereiten! Zählerplatz- und Einbaugerätereserven berücksichtigen! oder Zuleitung vom Zählerplatz zur Garage, Carport oder Stellplatz als 5adrige- Drehstromleitung vorbereiten! Zusätzlich ein Netzwerkkabel je Ladesystem Der Leitungsquerschnitt des Ladepunktes richtet sich nach der Anschlussleistung (32 A!), nach der Leitungslänge und Verlegeart der Zuleitung! Leerrohr für Steuer- und Kommunikationsleitung vom Zählerplatz bis zum Ladepunkt!

50 Kapitel 10: Chancen für das Elektrohandwerk

51 Kapitel 10: Chancen für das Elektrohandwerk Marktpotential Ziel Bundesregierung bis 2020 Jedes Elektrofahrzeug benötigt Millionen Elektrofahrzeuge...voraussichtl. 1,6 Ladepunkte

52 Kapitel 10: Chancen für das Elektrohandwerk Marktpotential Diese werden voraussichtlich zu ca % im privaten und halböffentlichen Bereich installiert!

53 Kapitel 10: Chancen für das Elektrohandwerk Marktpotential Somit werden bis 2020 nahezu Hotelparkplätze Parkhäuser Einzelhandelsparkplätze Firmenparkplätze 1,35* Millionen Ladepunkte im halböffentlichen und privaten Bereich benötigt!...! Autohäuser Carport und Garage Restaurantparkplätze * Empfehlung der EU Kommission für Deutschland

54 Kapitel 10: Chancen für das Elektrohandwerk Fazit Elektromobilität bietet Perspektiven für den Handel und das Handwerk durch die Schaffung der notwendigen Ladeinfrastruktur im halböffentlichen und privaten Bereich.

55 Kapitel 10: Chancen für das Elektrohandwerk Wir machen Experten

56 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Lärm Besuchen Sie auch unsere Infoportale + CO²

57 Zusatzinformationen Die nachfolgenden Folien sind nicht Bestandteil des IMPULS-Vortrages, sie dienen dazu Informationen zu Produkten im Anschluss zu präsentieren.

58 Zusatzinformationen

59 Der MENNEKES Werkzeugkoffer Flipcard mit Übersicht der Vermarktungswerkzeuge USB- Stick mit Vorlagen 3 x Endkundenprospekte Katalog Elektromobilität

60 Der MENNEKES Werkzeugkoffer

61 MENNEKES Ladesysteme AMTRON die neuen Wallboxen

62 MENNEKES Ladesysteme AMTRON die neuen Wallboxen Funktionales Design Kabelmanagement AMTRON Wallboxen wahlweise mit Typ1/ Typ2 Ladekabel oder Steckdose Typ2 Ladeleistungen von 3,7KW (16A,1phasig) 22KW (32A,3phasig)

63 MENNEKES Ladesysteme AMTRON die neuen Wallboxen Funktionales Design - Kabelmanagement Autorisierungsmöglichkeiten via Schlüsselschalter, RFID-Karte o. Smartphone Komfort für eine neue Generation - die MENNEKES Charge App

64 MENNEKES Ladesysteme AMTRON die neuen Wallboxen Charge APP über WLAN Charge APP über WLAN Schlüsselschalter Steuerung über APP Steuerung über APP RFID mit lokaler Whitelist Geeichter Energiezähler Geeichter Energiezähler Geeichter Energiezähler Geeichter Energiezähler Wahlweise Ladekabel Typ1/ 2 Steckdose Typ2 Stopp - Taster LED Statusanzeige Wahlweise Ladekabel Typ1/ 2 Steckdose Typ2 FI- Schutzschalter LS- Schalter Multifunktionstaster LED - Statusanzeige Wahlweise Ladekabel Typ1/ 2 Steckdose Typ2 FI- Schutzschalter LS- Schalter Multifunktionstaster LED - Statusanzeige Wahlweise Ladekabel Typ1/ 2 Steckdose Typ2 FI- Schutzschalter LS- Schalter Multifunktionstaster LED - Statusanzeige Wahlweise Ladekabel Typ1/ 2 Steckdose Typ2 FI- Schutzschalter LS- Schalter Anzeige über APP Multifunktionstaster LED - Statusanzeige Wahlweise Ladekabel Typ1/ 2 Steckdose Typ2 FI- Schutzschalter LS- Schalter Anzeige über APP Multifunktionstaster LED - Statusanzeige START LIGHT PRO BASIC Xtra Premium

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