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Divisonsübergreifende Lösungen

E-Mobilität: Auf der Überholspur

Energieeffizienz in der Automobilindustrie ist bereits seit Jahren ein vieldiskutiertes Thema. Es ist unumstritten, dass neue Modelle wie Elektro- oder Hybridmotoren gebraucht werden. Die Rahmenbedingungen der E-Mobilität wie die Verfügbarkeit von Ladestationen und Netzleistungen werfen dagegen noch Fragen auf. Siemens bietet divisionsübergreifend Antworten – von der Produktion bis hin zu einer effizienten Lade-Infrastruktur für den Endkunden.

Rund ein Viertel des Gesamtenergieverbrauchs in der Schweiz stammt vom Verkehr und dieser Anteil soll in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Um diesem Trend entgegenzuwirken, wird intensiv nach Wegen gesucht, erneuerbare Energien einzusetzen und den Verbrauch zu reduzieren. Elektromobilität ist eine der vielsprechenden Alternativen. Besonders die Schweiz eignet sich für dafür: Schon ab 1500 Meter über Meer können Verbrennungsmotoren nicht mehr ihre volle Leistung erbringen. Elektroantriebe dagegen spüren die Veränderungen bei steigender Höhe nicht. Um den Privatgebrauch von Elektroautos zu steigern, plant der Bund verschiedene Massnahmen im Rahmen der Energiestrategie 2050. So sind beispielsweise bereits 24 Schnellladestationen auf Raststätten entlang von Nationalstrassen in Betrieb (Stand April 2018) und weitere Stationen an Rastplätzen sind geplant.

Elektromobilität geht aber über die nötigen Fahrzeuge und Ladestationen hinaus. Laut Dr. Jürgen Baumann, Energie- und Digitalexperte bei Siemens, wird in der Schweiz der vollständige Wandel zur Elektromobilität den gesamten Stromverbrauch um 20 % steigern. «Die Gebäudetechnik wiederum birgt grosses Einsparpotenzial. Durch Investitionen in Kühlung, Lüftung und Beleuchtung könnte der Energieverbrauch aber um 30 % reduziert werden», ergänzt er. Nebst der Schadstoffreduktion und Energieeffizienz entstehen so Chancen, den Innovations- und Wirtschaftsstandort Schweiz zu stärken. Siemens trägt über unterschiedliche Divisionen hinweg dazu bei, diesen Fortschritt zu fördern.

Revolutionäre Ideen

Energieeffizientes Fahren beginnt nicht erst auf der Strasse, sondern bereits in der Entwicklung und Produktion von Autos. Inspirationsanstoss für das Auto der Zukunft liefert zum Beispiel der Schweizer Frank. M. Rinderknecht. Mit «Rinspeed» entwickelt und setzt er seine unkonventionellen Ideen von Mobilität um. Ziel ist es, mit seinen Concept-Cars ein Umdenken in der Autoindustrie zu bewirken. Eines seiner neuesten Modelle ist «Oasis», der rollende Kleingarten für den Grossstadtdschungel. Der Zweisitzer ist mit einem Elektromotor, einem Gärtchen hinter der Windschutzscheibe und einer Car-Sharing-Option ausgestattet. Die intelligente Verkehrssteuerungslösung von Siemens blendet dem Fahrer ausserdem Meldungen zum aktuellen Verkehrsfluss ein und ermöglicht nicht nur Reisekomfort, sondern minimiert auch die Emissionen.

Effizientes Planen

Den neuen Herausforderungen der E-Mobilität stellen sich auch Studenten: Im weltweit grössten Wettbewerb für angehende Ingenieure, der «Formula Student», treten Teams verschiedener Universitäten mit selbst konstruierten Autos gegeneinander an. Dabei ist nicht bloss die Schnelligkeit der Autos entscheidend, sondern auch Faktoren wie die Finanzplanung und Durchführung. Der Akademische Motorsportverein Zürich (AMZ), gegründet von Studierenden der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH), nimmt als Schweizer Team jährlich an den Wettbewerben teil. Um die Studierenden optimal auf die Zukunft vorzubereiten und Innovation zu fördern, wurde 2010 eine eigene Klasse für Elektroautos eingeführt. Seither entwickelt der AMZ ausschliesslich Elektro-Rennautos. Im Zeitraum von 2013 bis 2016 gewann das Team 8 von 16 Wettbewerben. Für Entwurf, Überprüfung sowie technische Dokumentation verwenden die AMZ-Mitglieder die Produktlebenszyklusmanagement-Software (PLM) von Siemens. Zum Beispiel führen sie so Strömungssimulationen durch, um die Aerodynamik des Autos zu verbessern. Das Team spart Zeit und Fehler ein, das Auto wiederum wird dynamisch und energieeffizient.

Die nötige Infrastruktur

Für einen Wandel hin zur E-Mobilität braucht es neben neuen Fahrzeugen die entsprechende Lade-Infrastruktur. In der Regel reicht die Batteriekapazität bei kleineren Elektroautos für Pendler aus dem Umland der Schweizer Agglomerationen. Voraussetzung dafür sind aber Ladestationen zu Hause oder am Arbeitsplatz, um beispielsweise die Batterie über Nacht oder während der Arbeit wieder aufzuladen.

Mitten in der Stadt werden ebenfalls immer mehr Lademöglichkeiten nötig sein. Besonders in bereits verbauten Gebieten sind kreative Ideen gefragt. Siemens kooperiert deshalb zum Beispiel mit dem Berliner Jungunternehmen «Ubitricity». Das Start-Up hat eine Technologie entwickelt, mit der innerhalb einer halben Stunde gewöhnliche Strassenlaternen zu Ladestationen für Elektroautos umgewandelt werden können. Die bereits vorhandene Infrastruktur wird so optimal genutzt, und Autofahrer werden flexibler.

Zwischen Gebäude und Auto

Auch Siemens Building Technologies bereitet sich auf die neuen Anforderungen in der Gebäudetechnik vor. Alte Gebäude müssen modernisiert und Neubauten zeitgerecht für Ladestationen ausgerüstet werden. «Um eine Integration von Stromnetz, Gebäude, Ladestation und Elektro-Autos zu erreichen, braucht es Kommunikationsstandards – eine gemeinsame Sprache für diese noch getrennten Sphären», erklärt Jürgen Baumann. «Heute werden die theoretischen Grundlagen gelegt und Standards für das Zusammenspiel der Sphären definiert. In drei bis fünf Jahren werden die entsprechenden Geräte soweit sein. Und in zehn Jahren wird die Integration schlussendlich Realität.»


Siemens an der Wave Trophy 2018

Am 8. Juni 2018 startete die achte Ausgabe der grössten E-Mobility-Rally der Welt in Winterthur. Siemens Building Technologies (BT) ist anlässlich der WAVE Switzerland mit einer eigenen integrierten Energiestädtetour dabei. An allen Etappenorten wird Siemens mit dem elektrobetriebenen Volkswagen T2 «Bull-E» vor Ort sein und die Zusammenhänge von Elektromobilität und Gebäudetechnik aufzeigen. Weitere Informationen unter siemens.ch/wave

Deniz Gören
Picture credits: Volvo Car Corporation