So geht Elektromobilität

Transkript

1 VDE Vortragsreihe Elektromobilitäthier und heute Karlsruhe, Alessandro Schillaci So geht Elektromobilität Lösungen für Reichweite, Ladezeiten und Versorgungssicherheit Frei verwendbar Siemens AG 2017 siemens.de/charger

2 Verkehrsaufkommen Mehr als 800 Mio. Fahrzeuge sind weltweit unterwegs. Etwa 5% davon in Deutschland. In der USA sind es bereits 18%. Quelle: Frei verwendbar Siemens AG 2017

3 Urbanisierung 54 Prozent der Weltbevölkerung leben in Städten. 25 Mio. Menschen in Deutschland leben in Großstädten. Die Bevölkerungsdichte nimmt immer stärker zu. Quelle: Frei verwendbar Siemens AG 2017

4 Reichweite Heutige efahrzeuge kommen mit einer Reichweite von durchschnittlich 230 km (nach NEFZ) und 150 km (realistisch). Zukünftige Fahrzeuge mit mindestens 400km. Quelle: Frei verwendbar Siemens AG 2017

5 Reichweite ist alles! Die steigende Reichweite entspannt die Ladebelastung im zeitlichen Verlauf Heute Das ev mit 150 km Reichweite muss jeden Tag an die Steckdose Morgen Mit Reichweiten >500 km wird nur noch 1 mal pro Woche geladen Page 5

6 Reichweite ist alles! Mit steigender Kapazität sinkt die Motivation zu Hause zu Laden Haushaltsübliche Steckdosen liefern maximal 3,6 kw Ein Fahrzeug mit 90kWh-Batterie lädt von 20-80% Ladezustand dann 15h Selbst bei 3-phasiger Versorgung (11kW) dauert das Laden 5h Page 6

7 Reichweite ist alles! Konzentrierte Ladeinfrastruktur macht emobilität noch günstiger In Deutschland gibt es gut Tankstellen für fossile Brennstoffe Je Tankstelle macht das ein Einzugsgebiet von rund Fahrzeugen Ein Elektrofahrzeug mit km Fahrleistung pro Jahr verbraucht ca kwh Damit läge der Jahresverbrauch einer etankstelle vergleichsweise bei ca MWh Page 7 Quelle: Wikipedia

8 Reichweite ist alles! Konzentrierte Ladeinfrastruktur macht emobilität noch günstiger Verbraucherpreise an der heimischen Steckdose lagen im vergangenen Jahr bei 297,70 EUR/MWh Bei Abgabe an die Industrie mit Jahresverbrauch MWh bis unter MWh lag der durchschnittliche Preis bei 130 EUR/MWh Page 8 Quelle:

9 Siemens High Power Charging Schnell, zuverlässig und zukunftsorientiert Single charger (75kW/150kW/350kW) Funktion Electric cars (ecars) können mit bis zu 350 kw und bis zu 1000V geladen werden Vorteile 400km Reichweite in 10 min Laden Vorbereitet für zukünftige Fahrzeuge und abwärtskompatibel mit aktuellen Beständen Alle relevanten Standards werden abgebildet (CCS, CHAdeMO, Type2) Integration von Siemens Indusitrieprodukten (Sinamics DCP / Simatic S7) Alle ecars können bedient werden Maximale Zuverlässigkeit und Ersatzteilverfügbarkeit Industrieller Laderegler ECC3000 Konnektivität zu Ladestellenbetreiber Hohe Datensicherheit Fernwartungszugriff (Sinema Remote) Schnelle und kostenreduzierte Serviceanalyse Schnelle Reaktionszeiten und vorausschauende Wartung möglich Page 9

10 Vorgeschlagene Anzahl öffentlich zugänglicher Ladestationen ab 2020 in Europa Vorschlag European Commission für das Jahr Page 10 Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an European Commission

11 Urbanisierung und Bevölkerungsdichte nimmt zu heutige Hausanschlüsse für Mehrfamiliengebäude sind nur begrenzt für ev vorbereitet Einheiten HS(neu) HS(alt) 3 80A 63A 4 100A 63A 6 125A 63A A 80A A 100A A 100A Gebäude mit 30 Wohneinheiten werden mit 250 oder 100A abgesichert Bei 16A Ladestrom können maximal 15 oder 6 Fahrzeuge laden Page 11 Quelle: DIN

12 Ladebelastung in Deutschland Das Tankverhalten wird sich nicht verändern Geht man von einer linearen Verteilung der Ladelast aus, werden durchschnittlich Fahrzeuge ständig beladen Das ergibt bei 300kW Ladeleistung 39GW Dauerlast Deutschland besitzt 200GW installierte Leistung und hat einen Spitzenlast von ca. 83GW Page 12 Quelle:

13 Auszug der Leistungserzeugung in Deutschland für die vergangene Woche Page 13 Quelle:

14 Zentrale Ladepunkte machen das Laden beherrschbar Verteilt auf Tankstellen ergibt sich pro Tankstelle 2,5 MW more Power new Thinking new System- Design Page 14 Quelle:

15 Siemens hat die Antwort Von der wall box bis zum Ultra High Power Charger 1 AC Lader wall box 22 kw Für den privaten und teil-öffentlichen Bereich Type 2 Stecker Bis zu 32 A Spannung: 400 V 3 AC 2 DC Multi-Charger ( kw) Für den öffentlichen Ladepunkt, Ladezeiten <30 min, multi-charger: Steckersysteme CCS (Combined Charging System), AC and DC Europe, USA; CHAdeMO Stecker standard Japan; Mennekes type 2 Stecker Für alle BEVs (Battery Electric Vehicles) Spannungsbereich: 200 V 920 V 3 DC High Power Charger ( kw) Für Raststätten an der Autobahn und Städtehubs Schnellladepunkte, Ladezeiten <20min HPC DC Ladestationen mit bis zu 12 Ladepunkten (bis zu 350 kw am Ladepunkt) Abwärtskompatibel Für Fahrzeuge bis 400 V und (next generation) 800 V Boardnetze Spannungsbereich: 200 V 1000 V Page 15

16 Modulares Konzept für den schrittweisen Ausbau der Ladeinfrastruktur Grundausführung Erweiterung und Ausbau Vollausbau 300 kw (400A, 1000V) 300 kw (400A, 1000V) 300 kw (400A, 1000V) 300 kw (400A, 1000V) 300 kw (400A, 1000V) 300 kw (400A, 1000V) 300 kw (400A, 1000V) 300 kw (400A, 1000V) 300 kw (400A, 1000V) 350 kw (400A, 1000V) Begrenzte Anzahl ev mit geringer Reichweite ( km) Technische Limitierung der Ladeleistung (Batterie, Stecker, Netzausbau, etc.) Page 16 4 x 150 kw Installation der Grundausführung mit begrenzter Anzahl von Ladepunkten 4 x 150 kw 1 x 300 kw Zunehmende Anzahl an ev mit wachsender Reichweite ( km) Laden mit bis zu 1000V und 400A Erweiterung der installierten Grundausführung und Ausbau der installierten Ladeleistung 8 x 150 kw oder 4 x 300 kw Signifikanter Anteil von ev mit hoher Reichweite ( km) Laden mit bis zu 1000V und 400A Ausbau der Grundausführung auf bis zu 8 Ladepunkte (150 kw) bzw. 4 Auslässe (300 kw)

17 Siemens Systemarchitektur für den komplettausbau der elektromobilen Ladeinfrastruktur Roaming Services, Mobility Service Provider Charging Management System, Charge Point Operator (CPO) Customer data (billing/ consumption/ costs/ vehicle identity) Energy Management System (EMS) E-Car Operation Center Remote Access (remote servicing) Technical IT backend MindSphere Siemens Cloud for industry Siemens scope CCS (Combined Charging System) CHAdeMO (Charge de Move) Charging point 1 Grid 20 kv MindSphere Siemens Cloud for Industry 20ft HPC container Charging point 2 Charging point 3 DC power modules Charging point 4 SIESTORAGE MV station/ LV station Single stations V DC > 350 A DC 350 kw DC Page 17

18 Weltweit über 1,3 Millionen Elektrofahrzeuge auf der Straße Page 18

19 Fahrplan der Elektromobilität Elektromobilität in Deutschland Ampera E Q6 e-tron Rapid E ex & emirage Model C Model Y New model New model Mission E Model 3 BUDD-e Ioniq XC 60/ XC80 i Model X New model ELC Ecoluxe S Chevy Bolt Q6 e-tron Citigo II ELA Alle Fahrzeughersteller intensivieren ihre Tätigkeiten im ev-feld, um zukünftigen CO 2 -Anforderungen gerecht zu werden Forecast Number BEV (BVWP 2016) Planned, market launch announced Market launch not approved Page 19

20 Key messages Infrastruktur kompatibel für heutige und künftige EVs Produktportfolio/Pipeline (Einzel-/Multisysteme; kw) für einen weiten Bereich von heutigen und künftigen Ladeaufgaben Flexible, skalierbare und zuverlässige Ladeinfrastruktur mit einem hohen Spannungsbereich von 200 bis 1000 V mit minimalem Derating Standard Industriekomponenten von Siemens (SINAMICS-DC/DC-Umrichter, Steuerung SIMATIC S7; Charge Controller) für maximale Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit Siemens mit Charge Controller für flexible Backend-Anschlussfähigkeit und betreibt intern. Konformitätstests gemäß ISO Systemansatz einschließlich Netzanschluss und Ladeintegration für Netzstabilität und Spitzendeckung Implementierungspartner für Hochleistungsaufladung von der Entwicklung bis zum Service Page 20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Alessandro Schillaci Business Consultant New Market Segments / RC-DE / PD PA Weissacherstr Stuttgart Mobil: +49 (1522) alessandro.schillaci@siemens.com siemens.com Frei verwendbar Siemens AG 2017 Seite 21 Datum Autor / Abteilung