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StreetScooter – Neue Strukturen für die Serienproduktion von E-KomponentenDr.-Ing. Bastian Franzkoch
Automobilzulieferindustrie NRW 2010 –Strategien für sichere und gute Arbeitsplätze
Sprockhövel, 01. Juni 2010
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Gliederung
Motivation E-Mobilität1
Chancen für die Automobilindustrie2
Das Projekt StreetScooter an der RWTH Aachen3
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Elektromobilität: Aktuell ein emotionales ThemaIntensive öffentliche Diskussion und eine Vielzahl neuer E-Auto-Initiativen
Welche Auswirkungen wird die Elektrifizierung des Antriebsstrangs auf die Automobilbranche haben?
„Sparen, Umweltschutz und Spaß am Fahren lassen sich künftig kombinieren.“Dr. Jürgen Großmann (RWE)
„Wir werden das Auto noch einmal erfinden.“Dr. Dieter Zetsche (Daimler)
„[…] 2020 werden dann eine Million solcher Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen fahren.“Dr. Angela Merkel (BRD)
CityEL (Aub nähe Würzburg)
LUIS free (Hamburg)
Mini-E (München)
Opel Ampera (Rüsselsheim)
RUF eRUF Greenster(Unterallgäu)
Smart ForTwo EDMB Blue Zero E-Cell Plus
(Stuttgart)
VW E - UP! (Wolfsburg)
Akasol (TU Darmstadt)
EDAG Light Car (Fulda)
Audi E-Tron (Ingolstadt)
Niedersächsisches Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (Braunschweig)
TUM Wissenschaftszentrum Elektromobilität (München)
Projekt StreetScooter(RWTH Aachen)
Projekthaus e-drive(Karlsruhe)
Karmann E3 (Osnabrück)
CityEL (Aub nähe Würzburg)
LUIS free (Hamburg)
Mini-E (München)
Opel Ampera (Rüsselsheim)
RUF eRUF Greenster(Unterallgäu)
Smart ForTwo EDMB Blue Zero E-Cell Plus
(Stuttgart)
VW E - UP! (Wolfsburg)
Akasol (TU Darmstadt)
EDAG Light Car (Fulda)
Audi E-Tron (Ingolstadt)
Niedersächsisches Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (Braunschweig)
TUM Wissenschaftszentrum Elektromobilität (München)
Projekt StreetScooter(RWTH Aachen)
Projekthaus e-drive(Karlsruhe)
Karmann E3 (Osnabrück)
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Der Trend zu Kleinwagen und urbaner Mobilität begünstigt den Markteintritt des Elektroautos
* Ersatz konventioneller Antriebstechniken durch Elektroantrieb, ohne potenzielle Herstellkostenreduzierungen und Verbesserungen des VerbrennungsmotorsQuellen Kostenvergleich: Automobil-Produktion, 2008; McKinsey, 2009; Wirtschaftswoche 2008; ZF Friedrichshafen AGQuellen Marktpotenzial: 1) OliverWyman, 2009, 2) BCG, 2008, 3) Bohr, 2009, 4) RolandBerger, 2009, 5) Frost&Sullivan, 2008 6) McKinsey, 2009
Auswirkungen der Reichweite auf den Verkaufspreis und Marktpotenzial
Im Jahr 2020 werden bis zu 9% der Fahrzeuge im Kleinwagensegment Elektroautos sein6
17.460€17.460€17.460€
42.400€
32.400€
22.400€
Diesel
+28%
Elektroantrieb
200km 300km
+143%
100km
+86%
Ant
eil E
lekt
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der G
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2010
5%
10%
15%
20502015 20252020
42%
OliverWyman1)Bosch3)
Bosch3)
Bosch3)
20%
BCG2)
Frost & Sullivan5)
OliverWyman1)
RolandBerger4)
<50 Mio. 78,3 Mio. 87,4 Mio. 91 Mio. Produzierte Fahrzeuge
Jahr
OliverWyman1)
Kostenvergleich für 70.000 km Laufleistung mit unterschiedlicher Reichweite*
Szenarien des Marktpotenzials von Elektrofahrzeugen
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Neben Wachstumsprognosen sind gesetzliche Bestimmungen zu beachten – dies gilt insbesondere für den chinesischen MarktGesetzlichen Rahmenbedingungen
China sieht die Elektrifizierung des Antriebsstrangs als Chance, wettbewerbsfähige Automobilunternehmen aufzubauen
Förderung in Mrd. €
1 Millionen Elektrofahrzeuge bis zum Jahre 2020 Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität (NEPE) vom September 2009
Reduzierung des durchschnittlichen CO2-Ausstoßes auf 120g/km bis 2012Klimaschutzstrategie der EU vom Februar 2007
Verbot von fossil betriebenen Mopeds und Motorrädern in 500 GroßstädtenGesetz seit Februar 2007
Förderprogramme für Elektromobilität im Vergleich1
Förderung von Elektrofahrzeugen mit insgesamt 2,4 Mrd. $Förderprogramm der USA vom August 2009
3,0
2,4
0,6
China
USA
Deutschland
Quelle: 1) McKinsey, 2009; Rahmenbedingungen: Manager Magazin, 2009; McKinsey, 2009; Tagesspiegel, 2009
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Gliederung
Motivation E-Mobilität1
Chancen für die Automobilindustrie2
Das Projekt StreetScooter an der RWTH Aachen3
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Weltweiter Jahresabsatz von bis zu 7 Mio. Elektrofahrzeuge im Jahre 20201
– Chancen für die Automobilzulieferindustrie
Aufgrund der sinkenden Entwicklungs- und Wertschöpfungstiefe und des geringen Know-hows im elektrischen Antriebsstrangs ist die Eigenentwicklung des Elektroautos unwahrscheinlich
Quelle: 1) Mc Kinsey, 2009, inkl. Plug-in-Hybrid Fahrzeuge, 2) Kinkel, 2007 3) Kinkel, 2007 OEM = Automobilhersteller (Original Equipment Manufacturer)
2000
OEMsZulieferer
0% 100%20% 40% 60% 80%
37%63%2015
50%50%2010
70%30%
65%
Zulieferer
35%
OEMs
77%
Zulieferer
23%
OEMs
Wertschöpfungsstrategie der AutomobilherstellerVeränderung der Wertschöpfungs-und Entwicklungstiefe2
2002 2015
OEMs Eigenentwicklung
ZuliefernetzwerkeJoint Venture
?Bildquelle: Magna Steyr, MHU
Bildquelle: Crystal Clear Assets
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Die Automobilhersteller bauen sich die Kompetenz im elektrischenAntriebsstrang in Kooperationen mit Zulieferern aufKooperationen zwischen Automobilherstellern und Zulieferern
Elektromobilität ist ein Thema der ZulieferindustrieQuelle: Herstellerangaben/ Eigene Recherche
Kooperationen im Überblick Beispiel: Der Ford Transit Connect BEV
Azure Dynamics Johnson/ SaftAzure Dynamics
Leistungs-elektronikE-Motor Batterie
Produktkomponenten
Kooperation (Tesla)
Kooperation (Tesla)
Joint Venture(Deutsche Accumotive)
Zulieferer(AC Propulsion)
Zulieferer(AC Propulsion)
Zulieferer(SB LiMotive)
Zulieferer Zulieferer Joint Venture(Varta Microbattery)
Zulieferer(Azure Dynamics)
Zulieferer(Azure Dynamics)
Zulieferer(Johnson Controls&Saft)
Kooperation(Fuji Heavy)
Kooperation(Fuji Heavy)
Joint Venture(PEVE)
Kooperation(REVA)
Kooperation(REVA)
Zulieferer(LG Chem)
Kooperation(Mitsubishi)
Kooperation(Mitsubishi)
Zulieferer(GS Yuasa)
OEM
s
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Nicht der Komponentenlieferant ist gesucht –Systemintegration ist beim Elektroantrieb entscheidendAbhängigkeiten im elektrischen Antriebsstrang und Analogie zum Niedrigenergiehaus
Die Systemintegration erfordert hohes Know-how in verschiedenen TechnologiebereichenBildquellen: VW, Bosch, Brusa, Seat, Ökotec
Beispiel: Thermomanagement im Fahrzeug durch einen Systemlieferanten
Beispiel: Nur gemeinsame Entwicklung von Elektromotor und Leistungselektronik möglich
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Technologie- und Produktionskompetenz reichen oft nicht aus –Automobilzulieferer sein heißt auch, Branchenstandards zu erfüllenKompetenzanforderungen und beispielhafte Einordnung von Unternehmen
Bisher fehlt es flächendeckend an Zulieferern mit Kompetenz in allen Bereichen
Technologie-Know-how: Technologisches Know-how in den spezifischen
Produktbereichen:– E-Motor– Batterie– Leistungselektronik
Produktions-Know-how: Umfassendes Produktions-Know-how
in der Großserie Erforderlichen Produktionskapazitäten JIT bzw. JIS
Logistik-Know-how: Branchenspezifisches Logistik
Know-how Globales Vertriebs- und Logistik-
netzwerk Zertifizierung & Auditierung Präsenz in Supplier-Parks
Technologie-kompetenzen
Logistische Leistungsfähigkeit
Produktions-kompetenzen
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Die neue Technologie des elektrischen Antriebsstrangs ist eine Chance für Unternehmen, die Branche zu erschließenElektromobilität ist insbesondere eine Chance für mittelständische Unternehmen
M&A ist keine Option für den Mittelstand: Kompetenzaufbau und Netzwerkbildung sind zielführendQuelle: Zorn, Brusa, Eco Craft, E‘MO, Think
Bildquelle: CRS News
Zuliefernetzwerke Unternehmenswachstum
KMUsM&A/ Fusionen ?
Bildquelle: FR-Online, Share Vault
Unt
erne
hmen
s-gr
öße
Zeit
Bildquelle: ATZ Online, Kempf System Management
Bildquelle: CRS News
Zuliefernetzwerke Unternehmenswachstum
KMUsKMUsM&A/ FusionenM&A/ Fusionen ?
Bildquelle: FR-Online, Share Vault
Unt
erne
hmen
s-gr
öße
Zeit
Bildquelle: ATZ Online, Kempf System Management
Mittelständische Unternehmen besitzen Know-how in Produkt - und Produktionstechnologie
Wachsender Markt für mittelständischen Elektroautoinitiativen
Eco Craft E‘MO Think
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Synergetische Kombination von Produkt und Prozesskernkompetenzen ermöglicht Erstellung von „best-of-breed“ Leistungen
In Netzwerkstrukturen lassen sich herausragende Technologie- und Prozesskompetenzen zu integrierten Systemen verknüpfenExemplarischer Aufbau einer Netzwerkstruktur
E-Motor Leistungs-elektronik Batterie
Kom
pete
nzen
Thermo-mgmnt.
Komponenten elektrischer Antriebsstrang
Getriebe, Wellen
Technologieentwicklung
Produktion
Logistik
Einkauf
Qualitäts-Management
Systemintegration
= Positionierung eines Unternehmens
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Die Ausrichtung der Unternehmen in Netzwerken ermöglicht es, verschiedene Skaleneffekte zu erzielenSkaleneffekte in Netzwerkstrukturen
VerkürzteEntwicklungs-
zyklen
Innovationspotenziale
Produktionsmenge
Her
stel
lkos
ten
Know-howKopplung
Menge
Stüc
kkos
ten
Einzelbestell-mengen
Kumulierte Bestellemenge
Zeit
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denn
utze
n
HöheresInnovations-
potential
Skalen-/ Lern-effekte
Produkt-innovation
Kostenspirale
Zeit
Kap
azitä
ts-
ausl
astu
ng
Einkaufspotenziale
Know-how KopplungAuslastungseffekte Umsatzsynergien
Netzwerkstrukturen ermöglichen sprunghafte Kosteneinsparungen.
Auslastungs-nivellierung
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Gliederung
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Chancen für die Automobilindustrie2
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Zahlreiche Institute forschen und entwickeln an einzelnen Themenrund um das Elektroauto – Synergieeffekte verstärken deren WirkungAuszug forschender Institute zum Thema Elektromobilität an der RWTH
Durch die „automobile Strategie“ der RWTH Aachen entwickelt sie sich zum Meinungsführer im Themenfeld der Elektromobilität
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Geschäftsstelle Elektromobilität
Elektromobilitätslabor
Netzwerke, Projekte und Arbeitskreise
Netzwerk eMobil-Module
Arbeitskreis „kunststoffintensives E-Fahrzeug“
Netzwerk Batterieproduktion
Das Netzwerk der Aktivitäten an der RWTH Aachen im Bereich Elektromobilität ist strukturiert
Mittelstandskonsortium
StreetScooter
Gesellschaft zur Beteiligung von KMU an der StreetScooter GmbH
Beteiligung ab 10T€/Jahr möglich
Bündelung der Kompetenzen und Aktivitäten der Institute der RWTH/FH Aachen im Themenfeld E-Mobilität
Temporäre Bereitstellung von Prüf- und Produktionstechnologie:
– Elektromotoren, Leistungselektronik, Batterie, Automatisierung & Montage
Entwicklung eines Elektroautos bis zur Serienreife und Konzeption der Serienproduktion
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Zur Beherrschung des umfangreichen Entwicklungsaufwands wurden so genannte technische Lead Engineering Groups definiert, …
LEG: Lead Engineering Group
Technische LEG-Struktur im ProjektKarosserie Karosseriegerippe Anbauteile Exterieur
Elektrischer Antrieb Motor Leistungselektronik Getriebe
Bordnetze Energienetz Datennetz
Speichersysteme Batteriezellen Batteriepack Batteriemanagement
Interieur Cockpit Innenraumverkleidung SitzeSicherheitssysteme
Aktive Sicherheit Passive Sicherheit Fahrwerk
Thermomanagement Klimatisierung Innenraum Kühlsystem Antrieb Isolierung
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… diese werden von den Querschnitts-Lead Engineering Groupsunterstützt.Querschnitts LEG-Struktur im Projekt
Karosserie Karosseriegerippe Anbauteile Exterieur
Elektrischer Antrieb Motor Leistungselektronik Getriebe
Bordnetze Energienetz Datennetz
Speichersysteme Batteriezellen Batteriepack Batteriemanagement
Interieur Cockpit Innenraumverkleidung SitzeSicherheitssysteme
Aktive Sicherheit Passive Sicherheit Fahrwerk
Thermomanagement Klimatisierung Innenraum Kühlsystem Antrieb Isolierung
LEG: Lead Engineering Group
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Mit der Förderung eines Demonstrationslabors „Elektrofahrzeugbaukasten“auf dem Erweiterungsgelände der RWTH Aachen…
– Hallenfläche E-LAB ca. 3000 qm STS-Gebäude ca. 2000 qm
– Werkstattausstattung zur Kleinserienproduktion
Wettbewerbssäule: „Infrastruktur zur Stärkung der Innovationsfähigkeit der Elektromobilität“
… wird die Infrastruktur von NRW nachhaltig gestärkt!Quelle:
Prototypen-Produktion
Demonstrationslabor„Elektrofahrzeugbaukasten“
Produktions-Prototyp
Produkt-Prozess-Klinik
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Neue Wettbewerber werden die heutigen Automobilhersteller unter Druck setzenÜbersicht potenzieller Akteure im Wettbewerb
Das „StreetScooter-Projekt“ der RWTH Aachen ist die Realisierung eines mittelständischen Netzwerks
Aktuelle Automobilhersteller
Kompetenzaufbau in Kooperationen mit Zulieferern
Hohe Fähigkeit der Systemintegration
Aufholbedarf beim Technologie-Know-how
Automobilhersteller aus China
Hohe staatliche Unterstützung
Stark wachsender Heimatmarkt Unternehmen haben kaum
Exporterfahrung
Mittelständische Netzwerke
Erweiterung eines Unternehmens-netzwerks zu einem „Virtuellen Automobilhersteller“ möglich
Schneller Kompetenzaufbau
Herausforderung der Systemintegration
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Herzlichen Dank!Dr.-Ing. Bastian FranzkochAbteilungsleiter Produktionsmanagement
Werkzeugmaschinenlabor (WZL)RWTH Aachen
Tel: 0241/80-27384Fax: 0241/80-22236Mail to: [email protected]
Web: www.wzl.rwth-aachen.de