Der Schwerlastverkehr ist für die Energiewende und das Erreichen der Klimaziele von zentraler Bedeutung. Es gilt, den Anteil an emissionsarmen oder emissionsfreien Transportmitteln zu erhöhen. Dafür brauchen wir fortschrittliche Ladeinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge.
Der Personen- und Güterverkehr steht vor einem tiefgreifenden Wandel. Innerhalb der EU entfällt rund ein Viertel der Emissionen des Strassenverkehrs auf Trucks, was 6 Prozent aller CO2-Emissionen entspricht. Sie entstehen durch die rund 6,6 Millionen Trucks, die Täglich für uns im Einsatz sind. Sie transportieren 76,7 Prozent aller Frachten an Land. Sollen die Klimaziele bis 2030 erreicht werden, müssen die CO2-Emissionen des Schwerlastverkehrs deutlich reduziert werden. Möglich ist das mittels einer Elektrifizierungswelle, wie sie im Personenverkehr bereits in vollem Gange ist.
Im Langstrecken- und Schwerlastverkehr gestaltet sich der Umstieg schwieriger. Aktuell sind im Langstreckenverkehr schweizweit kaum batterieelektrischen Transportfahrzeuge im Einsatz. Auch im Dauer- oder Schichtbetrieb scheinen E-LKW weniger attraktiv. Begründet wird das mit der begrenzten Batteriekapazität sowie der begrenzten Ladeleistung.
Für einen Wandel in den jeweiligen Segmenten ist deshalb leistungsstarke Ladeinfrastruktur erforderlich. Diese unterscheidet sich von der Infrastruktur für PKW. Mit einem Ladesystem im Megawattbereich lassen sich Ladezeiten signifikant verkürzen. Das kann die Wettbewerbsfähigkeit batterieelektrischer Nutzfahrzeuge erhöhen. Zudem wären sie in der Lage, neue Logistikszenarien im Dauer- und Schichtbetrieb zu erschliessen. Dabei gilt es zu berücksichtigen, dass das Laden der Trucks zu erheblichen Lastspitzen führen kann. Hier gilt es, negative Auswirkungen auf das Stromnetz zu verhindern.
Eine Ladestation der Megawatt-Klasse wird derzeit bei Designwerk in Winterthur entwickelt. Das partnerschaftliche Pilot- und Demonstrationsprojekt soll Elektro-Lastkraftwagen langstreckentauglich machen und Netze entlasten. Technische Grundlage ist ein neuer Ladestandard für schwere Nutzfahrzeuge. Die wissenschaftliche Begleitung dieser technischen Entwicklungen wird vom Bundesamt für Energie (BFE) sowie von renommierten Industrie- und Hochschulpartnern unterstützt.
Die Batteriepuffer sowie Leistungselektronik und dazugehörende Elektrik- und Elektronik-Hardware sind in einem Container eingebaut und vor äusseren Einflüssen geschützt. Der Ladecontainer beinhaltet Batteriepakete mit einer Entladeleistung von 2,1 Megawatt und einer Speicherkapazität von 1’800 Kilowattstunden. Neben dem Hochleistungs-Stecksystem gemäss MCS-Standard kann die Ladestation optional mit einem 350 Kilowatt Ladepunkt die Abwärtskompatibilität gewährleisten. Ein Handhabungs-Manipulator ist für das Tragen und Bewegen des Hochleistungssteckers am wassergekühlten Hochleistungskabel konzipiert. Er ermöglicht eine mühelose manuelle Bedienung des Steckers.
Technische Daten Stand: 24.11.2023
Das Bundesamt für Energie BFE fördert mit dem Pilot- und Demonstrationsprogramm (P+D-Programm) die Entwicklung und Erprobung von neuen Technologien, Lösungen und Ansätzen im Bereich der sparsamen und effizienten Energienutzung, der Energieübertragung und -speicherung sowie der Nutzung erneuerbarer Energien. Das P+D-Programm positioniert sich an der Schnittstelle zwischen Forschung und Markt und hat das Ziel, den Reifegrad von neuen Technologien zu erhöhen, um sie letztendlich zur Marktreife zu bringen.
Charging Interface Initiative (CharIN) e. V. CHAdeMO Association Europe Electrosuisse Swisscleantech iBAT Association
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Designwerk Technologies AG
Vivien Olivier Dettwiler Mitglied der Geschäftsleitung Tel. +41 44 515 48 58 dettwiler@designwerk.com
Wyssmann LLC
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Das Aufladen und Abladen des Containers erfolgt durch einen Kran. Die Anlage muss mit einem Tieflieger transportiert werden (3m Containerhöhe). Es ist ein Transport nach ADR nötig (die Anlage erfordert einen UN 38.3 Test).
Ja, das ist möglich und wird empfohlen. Der Anschluss erfolgt dabei AC-seitig. Ein direkter DC-Anschluss ist nicht geplant. Die Steuerung des internen Puffers erfolgt über ein Energiemanagementsystem (EMS) eines Drittanbieters.
Zum einen ist der Status auf dem Display ersichtlich. Auch der Zugriff mittels Energiemanagementsystem (EMS) eines Drittanbieters ist möglich. Optional ist auch ein Monitoring System für den Datenzugang geplant. Darin sollen die Ladeleistung, AC-Eingangsdaten, Batterieladestand (SoC), Schnittstelleninformationen und EMS-Daten visualisiert werden.
Die Anlage wird über OCPP 1.6j eingebunden.
Ja, allerdings wurde der Spannungsbereich des 350 Kilowatt CCS-Anschlusses auf LKW, Busse, Schiffe und Flugzeuge ausgelegt. Dieser liegt bei 500 – 900 Volt und ist somit für gewisse PKW zu hoch. Eine Erweiterung der Ladespannung von 300 – 900 Volt wäre als Spezialversion umsetzbar.
Die Anlage ist so konzipiert, dass alle Traktionsbatterien der Designwerk Gruppe welche in Designwerk E-LKW (inklusive vormaliger Futuricum-Modelle) verbaut wurden und am Ende des ersten Lebens sind (70-80 Prozent SoH) ein zweites Leben als Pufferspeicher finden können. Wenn in der Flotte noch keine Second Life Batterien anfallen, kann die Anlage minderbestückt und mit neuen Batterien ausgestattet werden.
Die Eichrechtskonformität wird im Rahmen des Demonstrationsprojekts noch nicht sichergestellt. Im Falle einer Serienproduktion würde allerdings auf die Funktionalität hingearbeitet.
Die Demonstrationsanlagen werden im Jahr 2023 bei der Galliker Transport AG und Käppeli Logistik eingesetzt. Murg Flums Energie sorgt für den Testbetrieb in Sachen Netzeinbindung.
Wie das modulare Second-Life-Speichersystem technisch aufgebaut werden soll und mit welcher Betriebsdauer gerechnet werden kann, untersuchen Forschende des Zentrums für Energiespeicherung der Berner Fachhochschule BFH. Zudem gehen sie der Frage nach, welchen Einfluss das Schnellladen auf die Batterie des E-LKW hat.
Die Ostschweizer Fachhochschule (OST) sorgt für die Messtechnik, Auswertungen sowie die Dokumentation innerhalb des Testbetriebs. Auf Systemebene unterstützt sie im Bereich Kühlung und der Sicherstellung der Netzdienlichkeit der Anlage.
Mit dem Megawatt Charging System (MCS) normiert die sogenannte Charging Interface Initiative e. V. (CharIN) einen Standard für Megawatt-Ladungen. CharIN vereinigt als weltweit agierende Non-Profit Organisation Automobilhersteller, Ladetechnikhersteller, Komponentenhersteller, Energieproduzenten, Netzbetreiber und viele weitere Akteure in der E-Mobilität. Ihr Ziel ist es, die Interoperabilität der Ladetechnik sicherzustellen, damit Fahrzeuge, Ladegeräte und (Software-)Systeme reibungslos funktionieren.
Das MCS ist die entscheidende Grundlagetechnologie für die Ladung von Nutzfahrzeugen mit einem standardisierten Steckersystem. Das MCS hat bis zu sechs Mal höhere Ströme und eine bis zu zehn Mal höhere Leistung als CCS. Der Standard geht dabei insbesondere auf die notwendige Ladekommunikation, die elektrische Sicherheit sowie die Umsetzung der Hardware ein.
