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DC- Schnellladetechnologie Schlüssel für eine optimierte und effiziente Ladeinfrastruktur im öffentlichem Raum
Carsten Busch, Local Product Group Manager EV Charging Infrastructure ABB Deutschland
Kommunales Infrastruktur Management 21.06.2013
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June 21, 2013 | Slide 1
Agenda
Einführung
Laden: Nutzer-Perspektive
Technologie & Standardisierung
Beispielkalkulation einer effizienten
Ladeinfrastruktur
Demonstrationsprojekte CCS
Schnellladestation
21-6-2013 2
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ABB: Marktführer in DC Schnelladesystemen
Mai 2010: erste kommerzieller
DC -Schnelllader in Europa
Installiert bei Tamoil / RWE
Tägliche Nutzung durch Taxiflotte
Bevorzugter Lieferant für Nissan
Händler
Ausstattung der Händler mit
50 KW DC Schnellader
Markteinführung des DC
Ladeinfrastruktur bei diversen
Infrastrukturanbietern
Über 600 Schnellladestationen
mittlerweile in Europa installiert
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Referenzprojekte DC Schnellladeinfrastruktur in Europa
Belgien: VitaeMobility: Irland: ESB eCars
Dänemark: CLEVER Amsterdam: Taxiflotte:
Europas größtes Infrastrukturprojekt für Elektrofahrzeuge Projekt Estland: Landesweites Netz
Landesweites Netz für EV
200 DC-Schnellladestationen
Jede Hauptverkehrsstraße im
Abstand von circa 50 km mit
einer DC-Schnell-ladestation
ausgerüstet
507 AC-Ladestationen für die
Elektrofahrzeugflotte der
Regierung
Fertigstellung: Q1/2013
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Nutzer-Perspektive Die flexible Mobilitätsnutzung
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Mobilitätsbedürfnisse Zeitliche und räumliche Flexibilität beim Laden Highway
Laden wenn Batteriestand niedrig
Ladezeit: 15 - 30 Minuten
Home
Aufladen bei langfristigem Aufenthalt
Ladezeit: 120 Minuten (“Familienrhytmus”) Ladezeit: 8 Stunden (“Über-Nacht”)
Commercial
Zwischenzeitliches Aufladen bei geplantem Stopp/Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 Minuten
Office
Aufladen bei längerem Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 Minuten Ladezeit: 8 Stunden (“Arbeitstag”)
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AC Wallbox Schnelllader 50kW
Ladezeit:4-8 h.
Realistische Kapazität:
1 Elektrofahrzeug/Tag
Ladezeit:15 – 30 Min.
Realistische Kapazität:
12 - 20 Elektrofahrzeuge/Tag
AC Ladesäule Schnelllader 20 kW
Ladezeit:4-8 h.
Realistische Kapazität:
2 Elektrofahrzeuge/Tag
Ladezeit:30-120 Min.
Realistische Kapazität:
5-12 Elektrofahrzeuge/Tag
Mobilitätsbedürfnisse der Zukunft Zeitliche und räumliche Flexibilität beim Laden
AC- und DC-Schnelllade-Infrastruktur Erhöhte Verfügbarkeit der Elektromobilität
22,5 Stunden
300 km
16 Stunden
100 km
15 Stunden
300 km
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DC Laden als Ergänzung zum AC Laden Gesteigerte Akzeptanz für die Elektromobilität
BEFORE the introduction of fast charging
AFTER the introduction of fast charging
TEPCO EV study –
Vehicle movements
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Vor Einführung DC Ladeinfrastruktur
Durchschnittliche monatliche
Wegstrecke ca. 200 km
Batterie-Ladekapazität nur ca. 50%
genutzt
Grund: Bedenken mit leerer Batterie
liegenzubleiben
Nach Einführung DC Ladeinfrastruktur
Erhöhung der monatlichen Weg-
strecke bis zu 1500 km
Aktueller Status Japan
Mehr als 1000 DC Schnelllade-
Stationen installiert
Mehr als 20.000 CHAdeMO EV´s
auf den Straßen
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Ladeinfrastruktur für Elektroautos Technologie & Standardisierung
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Wechselstrom-Laden und Gleichstrom-Schnellladen
CHAdeMO
module
DC-Schnell-
ladestation Onboard”
Ladeeinheit
Li-Ionen-
Batterie
BMS
Home Charging: 6 - 8 Stunden Ladezeit.
Jedes Fahrzeug verfügt über eine eigene
Bordausrüstung
DC-Schnellladestation: 15 - 30 Minuten.
Die Infrastrukturinvestitionen werden auf
viele Nutzer verteilt.
AC-Laden DC-Laden
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Ladetechnologien
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50kW
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Serien-Elektrofahrzeuge in Europa Roadmap und Ladestrategie
Mercedes
Vito E-cell
Peugeot iOn
Citroën C-Zero
Think City
Only AC slow charging (3 kW) AC semi-fast charging
(6 – 10 kW) AC semi-fast charging (22/43 kW) DC fast charging (CHAdeMO, 50 kW) DC fast charging (Combo, 50 kW) pecials (proprietary)
2012 On the roads 2013 2014
Ford
Focus Electric
Renault
Zoe ZE
Volkswagen
e-Golf
Nissan Leaf
Mitsubishi i-MiEV
Volkswagen
e-UP!
Smart ED
Gen 1
Smart ED
(option)
Renault
Twizy
BMW i3
Renault
Fluence ZE
Nissan
e-NV200
Peugeot
Partner-Electric
Citroën
Berlingo
Electric
Mercedes B class
10-20 kW
Tesla Model S
Renault
Kangoo ZE
Mitsubishi
Outlander PHEV
Infinity LE
Chevy
Spark
Ford
Focus Electric
Kia
Soul
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Schnellladeinfrastruktur
AC vs. DC Schnellladen
Supporting
AC fast
charge
Supporting DC fast charge
&
AC slow (3,3kW)
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Effiziente Ladeinfrastruktur
AC Laden mit 22 kW pro/contra Schnellladen
22 kW AC public
charge pole
Die Kosten der Ladestation und insbesondere der Anschlusskosten für AC 22 kW
steht nicht im Verhältnis zum universellen Nutzen einer schnellen Ladung von EV´s
Es profitieren nur wenige EV Typen von dieser Schnelllademöglichkeit
All other EV cars
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3,3 kW AC
charge pole or
wallbox
20 kW
AC & DC
combined
charger
22 kW AC public
charge pole
Equal s
upport fo
r all c
ars
Effiziente Ladeinfrastruktur
Laden mit der passenden Ladeinfrastruktur
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Die neue Generation Elektrofahrzeuge die die neuen CCS beinhalten
Launch CCS- fähigen Elektrofahrzeuge:
BMW i3
Launch: +-September 2013
Max charging power level 50 kW
VW e-up
Launch: Q4, 2013
Max charging power level 40 kW
VW e-Golf
Launch: 2014
Max charging power level 50 kW
Europäischer- und NA Schnellladestandard Combined Charging System CCS – COMBO Stecker
Zukünftiger Standard für Europa
und Nord Amerika
Forciert von deutschen Auto
OEMs (Audi, BMW, Daimler,
Porsche,VW) in Kooperation
mit amerikanischen OEMs
(GM, Ford)
Universal Ladestecksystem
benötigt nur ein Lade-Interface
Alle gängigen Lademethoden
anwendbar:
Ein-Phasen-AC Ladung
Drei-Phasen AC-Ladung
DC-Schnellladung
Source: Phoenix
Source: VDI
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Schnellladeinfrastruktur Standards CHAdeMO / 22 kW AC / Combo
2010
CHAdeMO
Q3 2012
22 kW AC
Mid 2013
Combo 2
Mobilitätsbedürfnisse der Zukunft Zeitliche und räumliche Flexibilität beim Laden Highway
Laden wenn Batteriestand niedrig
Ladezeit: 15 - 30 Minuten
Home
Aufladen bei langfristigem Aufenthalt
Ladezeit: 120 Minuten (“Familienrhytmus”) Ladezeit: 8 Stunden (“Über-Nacht”)
Commercial
Zwischenzeitliches Aufladen bei geplantem Stopp/Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 Minuten
Office
Aufladen bei längerem Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 Minuten Ladezeit: 8 Stunden (“Arbeitstag”)
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Schnellladeinfrastruktur zur Reichweitenverlängerung DC- Schnellladen in 15 – 30 Minuten
Terra 53 CJG
DC + AC
Highway
Charger
50kW DC CCS
50 kW DC
CHAdeMO
22kW AC
15-30 min.
Terra 53 CJ
DC
Highway
Charger
50kW DC CCS
50 kW DC
CHAdeMO
15-30 min.
Terra 53 CT
DC + AC
Highway
Charger
50kW DC CCS
22kW AC
15-30 min.
Terra 53 C
DC
Highway
Charger
50kW DC CCS
15-30 min.
Mobilitätsbedürfnisse der Zukunft Zeitliche und räumliche Flexibilität beim Laden Highway
Laden wenn Batteriestand niedrig
Ladezeit: 15 - 30 Minuten
Home
Aufladen bei langfristigem Aufenthalt
Ladezeit: 120 Minuten (“Familienrhytmus”) Ladezeit: 8 Stunden (“Über-Nacht”)
Commercial
Zwischenzeitliches Aufladen bei geplantem Stopp/Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 Minuten
Office
Aufladen bei längerem Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 Minuten Ladezeit: 8 Stunden (“Arbeitstag”)
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Terra SC Duo
DC + AC
Commercial
Charger
20kW DC
CHAdeMO
22kW AC
30-120 min.
Terra SC
DC
Commercial
Charger
• 20kW DC
CHAdeMO
30-120 min
Schnellladeinfrastruktur für die kommerzielle Nutzung
Schnellladen in 30 – 120 Minuten
Terra SC
DC
Commercial
Charger
20kW DC
Combo
30-120 min.
Terra SC Duo
DC + AC
Commercial
Charger
20kW DC
Combo
22kW AC
30-120 min.
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Anbindung der Schnellladestation Intelligente Web-basierende AC & DC Lösung
3rd party parking Management
& payment systems
BackOffice Servers
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Optimale Ladeinfrastruktur Beispielkalkulation einer effizienten Ladeinfrastruktur
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Wallbox
Charge Pole
Terra SC
Terra 51
Wallbox
Charge Pole
Terra SC
Terra 51
Governments:
“Wir müssen
Steuergelder sinnvoll
und effizient
ausgeben”
Geschäftsmodell:
“Eine optimale
Ladeinfrastruktur an den
richtigen Standorten
ermöglicht eine
wirtschaftliche Lösung "
Konsumenten:
“Benötigt wird eine zeit-
effiziente und kompatible
Infrastruktur an den
richtigen Plätzen und zum
akzeptablen Tarif”
???
Effiziente Investitionskalkulation am Beispiel der Stadt Brüssel
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Effiziente Investitionskalkulation am
Beispiel der Stadt Brüssel:
Annahmen:
500 Elektrofahrzeuge
2000 kWh/Jahr pro Elektrofahrzeug
Lösung 1:
150 öffentliche AC Ladestationen für
den Support von 500 Elektro-
Fahrzeugen in der Region
Effiziente Investitionskalkulation Studie Brüssel Lösung 1: ausschließlich AC Ladestationen
einer Leistungsklassen
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Wettbewerblicher Dialog zur Ausschreibung für die Lieferung, Errichtung und Betrieb von
öffentlich zugänglichen Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge in Berlin
Lösung 2:
5 Ladestationen a´ 50kW entlang des
City-Ringes der Stadt Brüssel
30 Stk. kombinierte DC/AC Stationen a´
20/22 kW an ausgewählten Standorten
innerhalb der City
100 AC Wallboxen 3,3 kW an
auswählen Büro und kommerziellen
Platzen in der Stadt
Diese Infrastruktur ist ebenfalls für 500
EV’s ausgelegt
Effiziente Investitionskalkulation Studie Brüssel
Lösung 2: mix aus AC- und DC Ladestationen
unterschiedlicher Leistungsklassen
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Wettbewerblicher Dialog zur Ausschreibung für die Lieferung, Errichtung und Betrieb von
öffentlich zugänglichen Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge in Berlin
Ergebnis:
Scenario 2
ist 35%
kosten-
effizienter
Effiziente Investitionskalkulation Studie Brüssel
Vergleich Lösung 1 und Lösung 2
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Schaufensterprojekte Demonstrationsprojekte CCS Schnellladestation in Bayern-Sachsen und Berlin
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Schaufensterprojekt Bayern-Sachsen DC-Ladestation am Olympiapark
Förderprojekt im Rahmen des Internationalen Schaufensters
Bayern-Sachsen „Elektromobilität verbindet"
Projektziele:
• DC Schnellladen von EV´s mit CCS Standard
• ABB setzt erstmals DC Schnelllade-Säulen ein, die auf
dem neuen Combo-2 Standard CCS basieren
• Untersuchung der Nutzerakzeptanz und Nutzerverhalten
• Erarbeitung von tragfähigen Geschäftsmodellen für den
Betrieb von SchnellladeInfrastruktur mithilfe eines
Business Wettbewerbes
• Entwicklung Reichweitenmonitor als Unterstützung für
Streckenplanung
• Fahrradverkehrsmodelles für München durch ein Pedelec-
Verleihsystem „e-Call a Bike
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Schaufensterprojekt Berlin-Brandenburg DC- Combined Charging System CCS
Förderprojekt im Rahmen des Internationalen Schaufensters
Elektromobilität Berlin-Brandenburg
Projektziele:
• Entwicklung und die Demonstration von kombinierten
DC/AC- Schnellladestationen (CCS) an öffentlichen
Standorten in Berlin
• Validierung und Implementierung der entwickelten
Hard- und Software
• Schnittstellendefinition und Konzeptionieren E-
Fahrzeug und IT-Backendsystem und deren
Demonstration im urbanen Umfeld
• Betrachtung /Erprobung der entsprechenden
unterschiedlichen Anwendungskonzepte
(Abrechnungs-, Geschäfts- und Mobilitätsmodelle etc.)
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Berlin, 27t. Mai 2013 Internationalen Konferenz Elektromobilität der Bundesregierung
http://www.clipfish.
de/video/3961627/
aufladung-des-vw-
e-up-ist-auch-fuer-
bundeskanzlerin-
angela-merkel-
kein-problem/
Infrastrukturlösungen von ABB für Elektromobilität Zusammenfassung
• Maximale Verfügbarkeit und Nutzung von Elektrofahr-zeugen
durch intelligente DC-Schnellladelösungen
• Skalierte DC-Ladetechnologie für verschiedene Anwendergruppen
und Betreibermodelle
• Intelligentes webbasierendes Laden für flexible Anbindung und
sicheren Betrieb
• Software und Systemintegration als Bausteine einer
leistungsfähigen Ladeinfrastruktur
• Effiziente Fernunterstützung für höchste Systemverfügbarkeit
• Kosteneffizienz durch Mix aus AC und DC Ladestationen
unterschiedlicher Leistungsklassen
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