Elektromobilitätscoaching und Datenerfassung. Charlotte Wallin Alexandra Küchler

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1 Elektromobilitätscoaching und Datenerfassung Charlotte Wallin Alexandra Küchler

2 Mobilitätsprojekte im Allgäu Elektromobilität wird an der Hochschule seit 2009 in verschiedenen Projekten mit unterschiedlichen Nutzungseinsätzen untersucht: Im Mittelpunkt der Projekte steht die Vielfalt der Flotte und des Einsatzes Fahrzeuge unterschiedlichster Art, unterschiedlicher Betreiber und unterschiedlichster Nutzung wurden in einem einheitlichen IKT-System und einer öffentlichen und privaten Ladeinfrastruktur betrieben werden Untersuchungen: - zur Nutzung und Akzeptanz der E-Mobilität - Analyse möglicher Geschäftsmodelle - Untersuchungen zur technologischen Reife und Verfügbarkeit - Lebensdauertests an Batterien und Entwicklung geeigneter Modelle - Fahrerassistenzsystem zur zuverlässigen Reichweitenanzeige - E.Mobil-Coaching - Aufbau einer deutschlandweiten Datenbank zu Belastungs- und Nutzungsdaten von E-Autos Elektromobilität als Wahlpflichtfach für alle Fakultäten Elektromobilität für die nächste Generation Hochschule Kempten University of Applied Sciences Folie 2

3 Flotteneinsatz der Hochschule Kempten Umfangreiche Datenbank mit Daten aus verschiedenen Nutzungsszenarien über Bewegungs-, Energie und Belastungsdaten. Fahrzeuge sowohl der Allgäuer E-Mobilprojekte ee-tour, Econnect, E-Lieferung als auch von Projektpartnern deutschlandweit. Standardisierter Datensatz, standardisierte und tiefergehende Analysen zu unterschiedlichen Fragestellungen. Taxi, Flotteneinsatz, Gemeindefahrzeug, Lieferverkehr, Car-Sharing, Schüler- und Studentenfahrzeug, Fahrschule, Touristischer Einsatz, Pendler- und Alltagsfahrzeuge Fahrten von ~ 170 Fahrzeugen (100 E-Fahrzeuge, 70 Benziner) in verschiedenen Einsatzszenarien sind in der Datenbank hinterlegt. Insgesamt wurden ~ km Fahrstrecke mit E-Fahrzeug und Vergleichsfahrzeugen gefahren Für alle Fahrzeugtypen der Flotte wurden Energiemodelle zur Simulation von E-Mobilen Nutzung entwickelt. Hochschule Kempten University of Applied Sciences Folie 3

4 Datenerfassung im Fahrzeug an der Hochschule Kempten Tablet mit Android - Reichweitenkarte GPS-Daten Verarbeitung CAN WLAN Energiedaten aus Batterie - State-of-Charge - Strom, - Spannung, - Temperatur Belastungsdaten der Fahrzeuge SoC GSM/UMTS Status jede Minute Gesamtdaten alle 10 Min HKE-DB - Datenverwaltung - Datenaufzeichnung - Fahrzeugverwaltung - Datenauswertung Folie 4 Hochschule Kempten University of Applied Sciences

5 Datenbank der Hochschule Kempten Dynamische Messdaten via GPRS-Netzverbindung Messdatenauslesen von SD-Karte Datenbank mit Rohdaten Entfernen von Punktwolken Interpolation von Sprüngen Aufteilung in Fahrten Wertebereichprüfungen Plausibilisierung und Korrektur der Rohdaten Konsolidierte Datenbank Statistische Daten Energiesimulationen Nutzerdaten Datenanalyse Energiemodell Statistische Auswertungen Standortanalyse Batterieforschung Mobilitätsanalysen Hochschule Kempten University of Applied Sciences Folie 5

6 Darstellung der Fahrzeuge im HKE-Portal Hochschule Kempten Folie 6

7 Erstellung einer Reichweitenkarte auf Basis des Energiemodells Verwendung des Energiemodells des Fahrzeuges zur Berechnung des Energiebedarfs einer Route unter Verwendung von ( adaptiven ) Fahrermodellen. Wichtig dabei ist eine Klassifizierung der Straßen Berechnung der Reichweitenkarte unter Berücksichtigung von: - aktuellen SOCs - Fahrstil während der Fahrt (verbrauchte Energie auf Straßentypen bezogen auf vorhergesagte aufgrund von Kartendaten) Direktverbindung zum Datenlogger Zur Vorabberechnung der Reichweite ist die Anreicherung der Kartendaten um spezifische Beschleunigungswerte notwendig Hochschule Kempten University of Applied Sciences Folie 7

8 Elektromobilitätscoaching Aufgrund der Ziele der Bundesregierung im Bereich Elektromobilität sind immer mehr Flottenbetreiber, insbesondere bei öffentlichen Einrichtungen, angehalten, einen Teil ihres Fuhrparks auf Elektrofahrzeuge umzustellen. Verringerung des CO 2 -Ausstoßes Reduktion der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen Emissionsfreies Fahren vor allem in Ballungsräumen Trotz finanzieller Anreize beim Kauf eine E-Fahrzeugs bleiben einige Fragestellungen offen: Aktuelle E-Fahrzeuge sind im Vergleich mit konventionellen Fahrzeugen in der Anschaffung relativ kostenintensiv. Wie hoch ist das Einsparpotential im laufenden Betrieb? Immer wieder werden verunsichernde Berichte über Reichweitenprobleme, Ladezeiten und Temperaturproblemen mit E-Fahrzeugen publiziert. Wie groß ist die Problematik tatsächlich und betreffen diese die eigene Flotte überhaupt? Wo und wie können die Fahrzeuge in eine bestehende Flotte integriert werden? Ist es mit meinem aktuellen Nutzungsprofil möglich, E-Fahrzeuge in meiner Flotte einzusetzen, und wenn ja, welche Fahrzeugtypen eignen sich dazu? Antworten dazu sollten vorder Kaufentscheidung vorliegen: Auf Basis der weitgehenden Verbundprojekte, die seit 2009 an der Hochschule Kempten mit Industriepartnern laufen, biete die Hochschule eine Kurzzeitanalyse der bestehenden, konventionellen Flotte als Antwort auf diese Fragestellungen. Hochschule Kempten University of Applied Sciences Folie 8

9 Erstellung von Simulationen für Elektrofahrzeuge Mobilitätscoaching der Hochschule Kempten Ziel des Coachings ist es, Flottenbetreibern die Möglichkeit zu geben, ihren Fuhrpark ohne viel Aufwand kurzzeitig überwachen zu lassen, und mit den gesammelten Informationen Simulationen zur Nutzung von E-Fahrzeugen im Flottenbetrieb zu erstellen. Ausstattung der Vergleichsverbrennungsfahrzeuge mit einfach zu verbauenden GPS- Loggern (Leihgeräte) Nach Ende der Monitoring-Laufzeit, benutzerunabhängig Auswertung der Fahrdaten und Vergleich mit verschiedenen eingefahrenen Profilen von Elektrofahrzeugen Auf Basis dieser Simulationen werden Empfehlungen zu bestimmen E-Fahrzeugen gegeben, mit denen das eingefahrene Bewegungsprofil realisierbar ist. Dabei werden sowohl das Fahrverhalten als auch die Lademöglichkeiten der Fahrzeuge und Standorte berücksichtigt. Hochschule Kempten University of Applied Sciences Folie 9

10 Vorgehensweise Die Fahrzeuge werden mit einfachen GPS-Loggern ausgestattet. Aufzeichnung der Daten über einen Zeitraum von mind. 6 Wochen aufgezeichnet Im Anschluss Auswertung der Daten und Erstellung eines detaillierten Berichts Wie lang waren die Fahrten? Wann wurden die Fahrten gemacht? Wo wurden die Fahrzeuge abgestellt? Ladeinfrastuktur Wie lange waren die Standzeiten zwischen den Fahren, wann konnte also das Fahrzeug geladen werden? WICHTIG: Personengebundene Informationen sind für die Analyse unwichtig Hochschule Kempten University of Applied Sciences Folie 10

11 Elektromobilitäts-Coaching Durch Aufzeichnung der Bewegungsdaten von Flottenfahrzeugen lässt sich mit den erarbeiteten Energiemodellen simulieren, ob für den beobachteten Einsatz auch Elektrofahrzeuge geeignet sind. Parameter: Fahrzeugtyp Simulation Kangoo mit Schuko-Ladung am Ende des Fahrzeugtages Batteriekap. Ladeleistung Ladekonzept Fahrstil Simulation mit Schnellladung nach 15 Min. Standzeit sofern sich das Fahrzeuge in der Näher einer Lademöglichkeit befindet Hochschule Kempten University of Applied Sciences Folie 11

12 Zusammenfassung und Ausblick Die Mobilitätsanalyse gibt den Flottenbetreiber die Möglichkeit, eine unkomplizierte Analyse und Empfehlung für ihren Fuhrpark zu erhalten Eine Kooperation mit einem lokalen Fahrzeughändler ermöglicht ein kurzzeitiges Ausprobieren der Ergebnisse ohne sich sofort ein E-Fahrzeug kaufen zu müssen Die Analysen greifen auf vier Jahre Erfahrung im Bereich Elektromobilität zurück Verschiedene Nutzungsszenarien Verschiedene Fahrzeugtypen Verschiedene Nutzer Beim Kauf eines Elektrofahrzeuges besteht die Möglichkeit, das Mobilitätsangebot der Hochschule zusätzlich zu Nutzen: Zugriff auf dynamische Reichweitenkarten auf dem eigenen Smartphone, angepasst auf die entsprechende Topologie des Geländes Zugriff auf Routingangebote, mit denen sich die Reichweite der Fahrzeuge durch eine optimierte, energieeffizienter Route erhöhen lässt Eine App für Android zur live-simulation der E-Fahrzeuge ist geplant Ermöglicht ein zeitnahes Feedback zum Fahrverhalten und den entsprechenden Möglichkeiten bezüglich Elektromobilität Hochschule Kempten University of Applied Sciences 12