Systemforschung E-Bike

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1 Systemforschung E-Bike Pedelec-Verleihsystem und Baukasten für Pedelecs Berlin, 12. Mai 2014

2 Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components und StreetScooter GmbH Prof. Dr.-Ing. Achim Kampker Kompetenzfelder Fügetechnologien Generative Fertigungsverfahren Automotive Assembly Battery Production Electric Powertrain Body Shop Plastic Components Elektromobile Produktionstechnik Integrierte Produkt- und Prozessentwicklung Qualität in der Elektromobilproduktion Prototypenbau und -test Seite 2

3 Die Rahmenbedingungen für Elektromobilität in Form von Elektrofahrrädern sind heute besser als jemals zuvor Rahmenbedingungen 1 Umwelt 2 Gesundheit 4 Wirtschaft 3 Image Elektrofahrräder befinden sich an der Schnittstelle zu den Megatrends der Zukunft und versprechen ein enormes Umsatzpotential. Bildquellen: IFH, Elmer, Velocity; * WHO Seite 3

4 Um am Markt erfolgreich zu sein, müssen Herausforderungen in verschiedenen Bereichen überwunden werden Herausforderungen Produktionsplanung Markenbekanntheit Technologie Markt Fahrspaß vs Preis Prestige Nachfrage Nutzen Jan Mär Mai Jul Sep Nov! Europäische Produzenten stehen unter steigendem Druck in der Produktion! Vormachtstellung der Komponentenhersteller! Elektrifizierte Antriebe erfordern eine Erweiterung der Kompetenzen! Trend zu breiterem Produktspektrum und Individualisierung Seite 4

5 Um am Markt erfolgreich zu sein, müssen Herausforderungen in verschiedenen Bereichen überwunden werden Herausforderungen Produktionsplanung Markenbekanntheit Technologie Markt Fahrspaß vs Preis Prestige Nachfrage Nutzen Jan Mär Mai Jul Sep Nov! Europäische Investitionsarme Produzenten stehen Produktion und unter steigendem Montage Druck in der in Hochlohnländern Produktion! Vormachtstellung der Komponentenhersteller! Elektrifizierte Antriebe erfordern eine Erweiterung der Kompetenzen! Trend zu breiterem Produktspektrum und Individualisierung Seite 5

6 Um am Markt erfolgreich zu sein, müssen Herausforderungen in verschiedenen Bereichen überwunden werden Herausforderungen Produktionsplanung Markenbekanntheit Technologie Markt Fahrspaß vs Preis Prestige Nachfrage Nutzen Jan Mär Mai Jul Sep Nov! Europäische Investitionsarme Produzenten stehen Produktion und unter steigendem Montage Druck in der in Hochlohnländern Produktion! Vormachtstellung der Innovationen und KomponentenNutzenhersteller versprechen für Kunden! Elektrifizierte Antriebe erfordern eine Erweiterung der Kompetenzen! Trend zu breiterem Produktspektrum und Individualisierung Seite 6

7 Um am Markt erfolgreich zu sein, müssen Herausforderungen in verschiedenen Bereichen überwunden werden Herausforderungen Produktionsplanung Markenbekanntheit Technologie Markt Fahrspaß vs Preis Prestige Nachfrage Nutzen Jan Mär Mai Jul Sep Nov! Europäische Investitionsarme Produzenten stehen Produktion und unter steigendem Montage Druck in der in Hochlohnländern Produktion! Vormachtstellung der Innovationen und KomponentenNutzenhersteller versprechen für Kunden! Elektrifizierte Antriebe erfordern eine Interdisziplinäre Erweiterung der in Entwicklung Kompetenzen Netzwerken! Trend zu breiterem Produktspektrum und Individualisierung Seite 7

8 Um am Markt erfolgreich zu sein, müssen Herausforderungen in verschiedenen Bereichen überwunden werden Herausforderungen Produktionsplanung Markenbekanntheit Technologie Markt Fahrspaß vs Preis Prestige Nachfrage Nutzen Jan Mär Mai Jul Sep Nov! Europäische Investitionsarme Produzenten stehen Produktion und unter steigendem Montage Druck in der in Hochlohnländern Produktion! Vormachtstellung der Innovationen und KomponentenNutzenhersteller versprechen für Kunden! Elektrifizierte Antriebe erfordern eine Interdisziplinäre Erweiterung der in Entwicklung Kompetenzen Netzwerken! Trend zu breiterem Individualisierung Produktspektrum und für spezifische Individualisierung Kundenanforderungen Seite 8

9 Maßgeschneiderte Pedelecs wurden von der StreetScooter Research GmbH bereits erfolgreich umgesetzt Referenzen Lasten-Pedelec Verleihsystem-Pedelec! Mitnahme von 4! Kompatibel zur Behälterboxen Ladestation! Leichter Zugang, Regenschutz Dienst-Pedelecs! Wartungsarm! Easy-To-Use! Vandalismussicher! Easy-To-Use! Persönliche Transportbox Seite 9

10 Aus einem Pedelec-Baukasten werden in kurzer Entwicklungszeit anforderungsgerechte E-Bikes abgeleitet Baukastenstruktur zur schnellen Ableitung individueller und anforderungsgerechter Derivate Spezielle Kundenanforderungen Pedelec-Baukasten t Entw. 2 Rad Nutzung Entw. 3 Rad Facelift Nachfolger Facelift Nutzung Entw. Verleihrad Nutzung Entw. 2 Rad Entwicklung Nachfolger Facelift Nutzung Nutzung Nachfolger Facelift Facelift Nachfolger Nachfolger heute Speziellen Anforderungen von Flottenkunden können durch den Baukasten schnell in ein individuelles Pedelec auf Basis der StreetScooter Architektur umgesetzt werden Seite 10

11 Ein praxisorientiertes Vorgehen und die Einbindung des Kunden ist Grundlage für die anforderungsgerechte Entwicklung Projektvorgehen Konzeptvergleich Konzeption 2-Rad Konzeption 3-Rad Engineering! Konstruktion! Technische Optimierung Vor-/ Nachteile der Komponenten Vor-/ Nachteile!! Geringes Eigengewicht Sehr gute Fahreigenschaften!.! Hohe Stabilität!! Erhöhter Wartungsaufwand Schlechte Fahrergonomie Betriebserprobung! Feldversuche unter Schirmherrschaft der StreetScooter GmbH! Aufbau der Prototypen Praktische Anforderungsaufnahme Theorie und methodisches Vorgehen Die konstruierten Prototypen werden in einer Betriebserprobung auf Serienreife geprüft Seite 11

12 Im Rahmen bestehender Projekte wurde ein kompetentes Netzwerk zur Pedelec-Entwicklung aufgebaut Entwicklungsnetzwerk! Großhändler für Standardkomponenten! Scheibenbremse mit integrierter Feststellfunktion und Motorabschaltung! Anforderungsgerechte! Technische Betreuung Rahmenentwicklung und -fertigung! Griff! Eigenentwicklung der Behälteraufnahme und Regenschutz! Moderner und verschleißarmer Riementrieb! Frontnabenmotor mit hohem Wirkungsgrad! Steuerungs-und! Stufenlose Softwareentwicklung Lastenradnabe! Batterieentwicklung durch Europas führenden Systemlieferant! Eigenentwicklung und Fremdentwicklung des Ständers Seite 12

13 StreetScooter-Pedelecs zeichnen sich durch Verbesserungen in den Bereichen Ergonomie, Effizienz, Kosten und Sicherheit aus! Neue digitale Steuerung gibt immer die Leistung ab, die tatsächlich benötigt wird! Leichter Alu-Rahmen ermöglicht besseres Pedelec-Handling! Abschließbarer Regenschutz mit innovativem Falt-Cover! Abschließbare persönliche Transportbox zur Aufbewahrung von Regenkleidung und Getränken! Erhöhung der Effizienz und Senkung des Schwerpunkts durch Mitnahme von 60kg Zuladung! Moderner Continental-Riementrieb ist wartungsarmer als ein Kettenantrieb! Erhöhung der Schutzklasse des Akkus, moderne Zelltechnologie im Akku! Integration der Feststellbremse in die Betriebsbremse! Neue Speichen haben 15% höhere Festigkeit! Einbindung von Nutzern, Instandhaltern und Prüfinstituten in den Entwicklungsprozess! Erhöhte Sicherheit bei Fahrten im Dunkeln, dank Reflektorstreifen und Standlicht Seite 13

14 Der Pedelec-Baukasten ermöglicht auch den Einsatz in einem anderen Anwendungsfall als der Briefzustellung: Im Verleihsystem Platzmangel im Stadtgebiet Staus im Berufsverkehr: Lange Fahrtzeiten trotz kurzer Entfernungen Lärmbelastung und damit verbundene weitere Gesundheitsgefährdung Hohe Schadstoffbelastung an der Grenze zur Umweltzonenpflicht Seite 14

15 Zweiradverleihsysteme stellen ein Mobilitätskonzept für die Zukunft dar Entwicklung der Fahrradverleihsysteme weltweit Anzahl der Verleihsysteme Anzahl der Fahrräder in den Systemen Städte mit Verleihsystemen 400 Anzahl der Fahrräder Allerdings basieren nur eine sehr geringe Zahl der Verleihsysteme auf E-Bikes Seite 15

16 Die Initiative velocity setzt ein Verleihsystem in Aachen um. Die Vision: Immer entspannt ans Ziel! Rund 20 Studierende der RWTH und FH Aachen schließen die Lücke zwischen Massenmobilität und Individualverkehr Seite 16

17 Velocity plant 100 Stationen mit insgesamt Pedelecs in Aachen und Umgebung Zielgruppe Bürger, Studenten & Pendler Start Ab Herbst 2014 Nutzung Einfach und schnell per Smartcard oder Smartphone-App 100 Stationen Pedelecs Betriebskonzept Verwaltung Versicherung Wartung Redistribution Erfahrungen aus anderen Städten zeigen: Eine Quote von einem Fahrrad pro Einwohnern hat sich für Städte mit ähnlicher Struktur zu Aachen bewährt Seite 17

18 Zusammenfassung! Es ist ein Markttrend für E-Bikes erkennbar! Im Netzwerk konnte ein Pedelec-Baukasten für Flottenkunden entwickelt werden! Anforderungsgerechte Derivate finden Einzug in die Briefzustellung, als Dienst-Pedelecs und als E-Bike für Verleihsysteme! In Aachen wird mit der Initiative Velocity ein Verleihsystem mit 100 Station und Pedelecs aufgebaut Seite 18

19 Vielen Dank! Prof. Dr.-Ing. Achim Kampker Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components Geschäftsführer der StreetScooter GmbH