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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

© ABB Group

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


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.


12 - 20 Elektrofahrzeuge/Tag

AC Ladesäule Schnelllader 20 kW

Ladezeit:4-8 h.


2 Elektrofahrzeuge/Tag

Ladezeit:30-120 Min.


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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June 21, 2013 | Slide 9

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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June 21, 2013 | Slide 12

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Ladetechnologien

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June 21, 2013 | Slide 13

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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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June 21, 2013 | Slide 16

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


VW e-Golf

Launch: 2014


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



Home



Commercial



Office



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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



Home



Commercial



Office



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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

Inhalte dieser Seite von ABB

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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June 21, 2013 | Slide 32

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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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June 21, 2013 | Slide 33

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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/

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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June 21, 2013 | Slide 35

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