Produktion und Intralogistik für den Bereich Elektromobilität

Die Elektromobilität ist facettenreich und in immer mehr Einsatzbereichen eine umweltverträgliche Alternative zu bestehenden Systemen mit Verbrennungsmotor. In der modernen Produktion und Intralogistik ist die Elektromobilität inzwischen zum Kernthema geworden.

Elektromobilität

Elektromobilität - was gehört dazu?

Der Klimawandel und die damit verbundene Erderwärmung bilden eine der größten Herausforderungen, vor denen die Menschen heute stehen. Ein Umdenken ist dringend erforderlich, denn die Erderwärmung, bedingt durch die zunehmende Konzentration an Treibhausgasen, bedroht die Gesundheit, die Sicherheit und den Lebensraum der Menschen. Mit zu den größten CO2-Verursachern zählt neben der Industrie und der Energieerzeugung auch der Verkehr. Neben dem Flugverkehr sorgt besonders der Individualverkehr auf der Straße für hohe CO2-Emissionen. Zu den aktuellen Verkehrsträgern, die mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sind, zählen:

  • Flugzeuge

  • Schiffe

  • Eisenbahnen

  • LKWs

  • PKWs

  • Busse

  • Motorräder

Hier hat bereits in vielen Bereichen ein Umdenken stattgefunden, denn sowohl Politik als auch Wirtschaft haben die Zeichen der Zeit erkannt. Das Ende des Verbrennungsmotors ist die einzig richtige Alternative, um die Klimaerwärmung nicht noch weiter voranzutreiben. Doch was ist die Alternative, um auch in Zukunft weiterhin mobil zu bleiben?

Im Bereich der Straßenverkehrsmittel ist die Elektromobilität der Schlüssel zum Erfolg. Doch wie definiert sich diese neue Technologie und was gehört alles zur mobilen Welt mit elektrischem Antrieb dazu?

Elektromobilität ist der Oberbegriff für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb. Zu der großen Gruppe dieser Fahrzeuge mit teilweise oder vollständig elektrischem Antrieb gehören unter anderem:

  • Elektroautos

  • Elektrobusse

  • Elektrolastkraftwagen

  • Elektrobikes

  • Elektroroller

  • Fahrzeuge mit Hybridantrieb

  • Andere Elektrofahrzeuge (z.B. Kehrmaschinen, Radlader, Förderfahrzeuge in der Intralogistik)

Neben den Batterie-Fahrzeugen selbst ist auch eine bedarfsgerechte Infrastruktur an Ladestationen Teil der Elektromobilität. Nur wenn elektrisch angetriebene Fahrzeuge schnell und unkompliziert wieder aufgeladen werden können, entsteht ein sinnvolles Gesamtkonzept. Entscheidend ist zudem,, dass Elektrofahrzeuge leise, effizient und schadstoffarm sind. Nur dann ist es möglich, Lärm und umweltschädliche Abgase in größerem Umfang zu vermeiden.

Einsatzbereiche der Elektromobilität?

Fahrzeuge mit vollständigem oder teilweisem elektrischen Antrieb sind sowohl im Straßen- als auch im Schienenverkehr einsetzbar. Elektrofahrräder können darüber hinaus auch auf dafür gekennzeichneten Radwegen oder in Wald und Feld benutzt werden.

Der Rahmen an Möglichkeiten, in dem Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb sinnvoll genutzt werden können, ist ebenfalls weit abgesteckt. Hierzu zählen u.a.:

  • Kommunale Verwaltungen

  • Öffentlicher Personennahverkehr

  • Firmenfuhrpark / Gewerbliche Transportunternehmen

  • Produktionsunternehmen mit umfassender Intralogistik

Private Nutzer von Elektro- oder Hybridfahrzeugen

Die einzelnen Bereiche, in denen Elektromobilität in Zukunft verstärkt zum Einsatz kommen wird, wollen wir näher erläutern.

Kommunale Verwaltungen

Im Bereich der kommunalen Verwaltung nutzen viele Mitarbeitende bereits heute Dienstfahrzeuge mit elektrischem Antrieb. Hinzu kommen Nutzfahrzeuge mit Elektroantrieb für die Stadtreinigung und Transportaufträge. Auch die Müllabfuhr und die Feuerwehr nutzen elektrisch betriebene Fahrzeuge für ihre kommunalen Aufgaben. E-Bikes und Pedelecs können die Polizei bei der Verkehrsüberwachung unterstützen.

Öffentlicher Personennahverkehr

In vielen Städten und Gemeinden verkehren bereits heute Busse mit reinem Elektro- oder Hybrid-Antrieb. Besonders in den verkehrstechnisch stark belasteten Innenstädten trägt der Umstieg vom Auto auf den elektrisch angetriebenen öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) deutlich zur Reduktion an CO2-Emissionen und somit zur Verbesserung der Luft bei.

Gewerbliche Transportunternehmen

In der Transportindustrie ist der elektrische Antrieb auf dem Vormarsch, weil zunehmende Fahrverbote für Dieselfahrzeuge (bis Euro-5-Lkw) in den Großstädten den Unternehmern Probleme bereiten. Positiv auf den Einsatz von Nutzfahrzeugen im Bereich der Elektromobilität wirkt sich die steuerliche Förderung durch das Bundeswirtschaftsministerium aus. Aus nachhaltiger Sichtweise sind E-Trucks leise und können dadurch auch in der Nacht durch die Innenstädte fahren. Neben einer Reduktion der CO2-Emission ist der Strom für E-Trucks zudem günstiger als fossiler Treibstoff.

Firmenfuhrpark

Für den Firmenfuhrpark bedeutet Elektromobilität ein Aushängeschild für Nachhaltigkeit und Umweltschutz als Imagesteigerung bei der Kundschaft. Untersuchungen haben ergeben, dass Elektromobilität einen positiven Effekt in Bezug auf Betriebs- und Wartungskosten ergibt. Ein weiterer wichtiger Faktor ist, dass der Betrieb mit Strom einen geringeren Kilometerpreis verursacht als das Fahren mit Benzin oder Diesel. Interessant ist die steuerliche Förderung von E-Fahrzeugen: Bei einer privaten Nutzung des Firmenwagens müssen nur 0,5 Prozent des Brutto-Listenpreises bei E-Fahrzeugen als „geldwerter Vorteil“ versteuert werden. Bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor beträgt der Anteil 1,0 Prozent.

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Produktionsunternehmen mit umfassender Intralogistik

Besonders bei Industrieunternehmen, die bereits nach dem Standard Intralogistik 4.0 arbeiten, steht die Elektromobilität klar im Fokus. So bewältigen beispielsweise moderne Transportsysteme wie das von montratec, anspruchsvolle Transportaufgaben auf engstem Raum auch über mehrere Stockwerke hinweg. Dabei erfolgt der Transport über eine Monoschiene punktgenau und effizient mit wenig Abrieb und kaum Verschleiß.

Private Nutzer von Elektro- oder Hybridfahrzeugen

Hier liegt die größte Chance, um mit der Elektromobilität den Klimawandel zumindest zu verlangsamen. Mit der Nutzung von Fahrzeugen wie beispielsweise:

  • Elektroautos

  • E-Bikes

  • E-Roller

kann der klimaschädliche CO2-Ausstoß deutlich verringert werden. Auf die Möglichkeiten, die diese Fahrzeuge im Einzelnen bieten, gehen wir im Detail ein.

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E-Mobilität und Fördertechnik - wie spielt das zusammen?

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Elektroautos

Der Umstieg vom Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor hin zum reinen Elektrofahrzeug war von anfänglichen Probleme begleitet:

  • Hohe Anschaffungskosten

  • Geringe Reichweite

  • Lange Ladezeiten

  • Wenige öffentliche Ladestationen

  • Geringes Angebot an verfügbaren Elektroautos

  • Gewichts- und Entsorgungsprobleme bei der Lithium-Ionen-Batterie

Aus diesem Grund war zunächst der Anteil an Hybridfahrzeugen, die sowohl über einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektroantrieb verfügen, höher auf den Straßen. Der Grundgedanke war dabei, kurze Strecken rein elektrisch zu bewältigen und auf der Langstrecke den Verbrennungsmotor zu nutzen. Probleme, wie geringe Reichweiten und lange Ladezeiten, aber auch eine fehlende Infrastruktur an öffentlichen Ladestationen konnten inzwischen verbessert werden, sodass der Anteil an reinen Elektroautos deutlich zugenommen hat. Doch wie funktioniert ein Elektroauto vom Prinzip her?

Das Herzstück ist wie bei jedem Auto der Motor, dieser wird mit Strom angetrieben, der aus einer im Fahrzeug verbauten, wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterie stammt. Die Reichweite des Elektroautos definiert sich über die Speicherkapazität dieser Batterie, die vom Gewicht her das schwerste Bauteil im Elektrofahrzeug darstellt. Weitere wichtige Bauteile im Elektrofahrzeug sind:

  • Elektromotor

  • Leistungselektronik

  • Batteriemanagementsystem

  • Ladeanschluss

Von der räumlichen Anordnung her befindet sich der Akku auf der Bodenplatte zwischen den Achsen des Autos. Je nach Modell ist der Elektromotor mit der Leistungselektronik entweder an der Vorder- oder Hinterachse untergebracht. Dadurch entsteht eine vorteilhafte Raumausnutzung mit einem relativ niedrigen Schwerpunkt des Autos. Im Anschluss an diese einem „Skateboard“ ähnlichen Konstruktion wird die Karosserie des Pkws vereinfacht ausgedrückt, darüber gestülpt.

Zu den Vorzügen des Elektroantriebs zählen besonders:

  • Energieeffizienz

  • Geringer Verschleiß

  • Hohe Zuverlässigkeit

  • Vibrationsfreiheit

  • Geringe Fahrgeräusche während der Fahrt

Der Fahrspaß ist bei Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb besonders ausgeprägt. Das Drehmoment des Motors ist sofort verfügbar und begeistert den Autofahrer durch eine rapide Beschleunigung. Ein weiterer Vorteil ist das fehlende Schaltgetriebe, somit haben reine Elektroautos auch keine Gangschaltung und damit weniger Verschleißteile.

Effizient ist der Elektromotor beim Bremsen und Bergabfahren. Hier dreht sich die Energiezufuhr um, denn die beim Bremsen gewonnene Energie wird dem Batteriespeicher wie bei einem Stromgenerator wieder zugeführt. Mit der Motorbremse wird nicht nur Energie gewonnen, sondern die mechanischen Bremsen werden zudem geschont.

E-Bikes

Die Begriffe E-Bikes und Pedelecs werden im Zusammenhang mit der Elektromobilität oft in einem Atemzug genannt. Dabei gibt es einen kleinen Unterschied.

Pedelec

Beim Pedelec muss grundsätzlich mitgetreten werden, um die Unterstützung des Elektromotors zu bekommen. Bis zu einer Geschwindigkeit von 25 Kilometer pro Stunde unterstützt der Elektromotor mit einer maximalen Nenndauerleistung von 250 Watt den Menschen beim Radfahren.

E-Bike

Bei einem E-Bike dagegen handelt es sich um ein zweirädriges Kleinkraftrad, das von einem Elektromotor angetrieben wird. Hier kann der Fahrende komplett auf seine Muskelkraft verzichten, da das Kleinkraftrad auch ohne, dass der Fahrende in die Pedale tritt, fährt.

Die Vorteile der E-Bikes gegenüber dem klassischen Fahrrad liegen im Fahrkomfort und den umfangreichen Optionen. Mit dem elektrisch angetriebenen Fahrrad können Sie:

  • Größere Distanzen schneller überwinden

  • Lasten einfacher transportieren

  • Höhenunterschiede bei der Fahrt leichter bewältigen

  • Leichter bei Gegenwind vorankommen

Aus diesem Grund kann das E-Bike insbesondere im städtischen Nahverkehr nicht nur im privaten Gebrauch sondern auch für öffentliche Aufgaben überzeugen . Kleinere Dienstfahrten lassen sich bequem mit dem E-Bike statt mit dem Auto innerhalb der Stadt durchführen. Besonders gut eignet sich das E-Bike für die Postzusteller bei ihrer täglichen Arbeit.

In Großstädten mit einem geringen Angebot an Parkmöglichkeiten sind E-Bikes und Pedelecs eine gute Alternative in Bezug auf die Raumnutzung. Während Autos fast überall in den Ballungsräumen die Straßen und Gehwege zuparken, benötigt das Fahrrad mit Elektroantrieb nur sehr wenig Stellfläche.

Mit Blick auf Nachhaltigkeit und Umweltbelastungen ist das E-Bike besonders in Großstädten, wo Abgase, Lärm und eine erhöhte CO2-Emission für erhebliche Probleme sorgen, eine nachhaltige Alternative.

E-Roller

Auch Elektroroller sind in den Städten klar auf dem Vormarsch. Vom Aussehen her ähnelt der E-Scooter, einem ganz normalen Tretroller mit einer Halte- oder Lenkstange. Er darf eine maximale Höchstgeschwindigkeit von 20 Kilometer pro Stunde jedoch nicht überschreiten. Anders als beim E-Bike besteht wie beim Pedelec keine Führerscheinpflicht für die Elektroroller. Wer mindestens 14 Jahre alt ist, darf E-Roller fahren.

Die vorgesehene Fahrbahn für E-Roller ist der Radweg, den sich das Fahrzeug mit Fahrrädern und E-Bikes teilt. Ist dieser nicht vorhanden, gehört der E-Roller auf die Straße. Aufgrund der maximalen Geschwindigkeit von bis zu 20 Kilometer pro Stunde ist der Bürgersteig für den Elektroroller tabu.

Damit Sie in der Stadt zügig vorankommen und eine entsprechende Reichweite erzielen, sollte die Leistung des Akkus bei mindestens 250 Watt liegen, darf aber 500 Watt i. d. R. nicht überschreiten.

Energieeffiziente Herstellung von Elektroautos

Effizienz ist für ein profitables Unternehmen unabdingbar - Auch beim Thema Energie. Erfahren Sie hier, wie eine energieeffiziente Herstellung von Elektroautos gelingt.

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Andere Elektrofahrzeuge (z. B. Förderfahrzeuge in der Intralogistik)

Neben Fahrzeugen für die Straße sind mobile Elektrofahrzeuge auch in anderen Bereichen nicht mehr wegzudenken. So hat die Elektromobilität auch in den Bereichen Produktion und Intralogistik einen immer größer werdenden Anteil. Moderne Fabriken, die nach dem Standard Industrie 4.0 arbeiten, können ohne Elektromobilität Waren und Güter nicht mehr wettbewerbsfähig produzieren. Neben Elektro-Flurfahrzeugen und E-Staplern betrifft das auch die Intralogistik zwischen den einzelnen Fertigungsanlagen.

Ein gutes Beispiel für eine effiziente und rein elektrisch angetriebene Intralogistiklösung ist das Monorail- und Shuttle-Transportsystem montrac® von montratec. Das intelligente Transportsystem wird mit energieeffizientem Gleichstrom betrieben, ist platzsparend und überzeugt durch viele industrielle Anwendungsmöglichkeiten insbesondere auch im Bereich Batterie- und Displayherstellung für die E-Mobilität. Sämtliche montrac®-Transportshuttles verbrauchen nur während der Fahrt Strom, den sie direkt, ohne weiteren Leitungsverlust, über die in der Monoschiene integrierte Stromschiene abgreifen. Diese besonderen Eigenschaften zeichnen das Monorail System von montratec aus:

  • Aufbau und flexible Anpassung des montrac®-Systems nach dem Baukastenprinzip auf kleinstem Raum

  • Stoß- und ruckelarmer Transport von Gütern durch integrierte Sensortechnologie

  • Energieeffiziente Antriebstechnik und minimaler Verschleiß

  • Positionsgenauigkeit < 1 Millimeter

  • Minimale Partikelemission und Feinstaubentwicklung

  • On-Board-Power-Supply für Funktionstest der Transportgüter während des Transports

  • 100 % anti-statisch / elektromagnetisch verträglich

  • Geeignet für hochsensible Produktionsstandorte dank Zertifizierung für die Reinraumklassen ISO 5 und 7

Mit diesem zuverlässigen System können Intralogistik- und Produktionsprozesse sekundengenau gesteuert werden. Das maximiert den Materialdurchsatz bei gleichzeitiger Minimierung der Zykluszeiten in Ihrer laufenden Produktion. Selbst anspruchsvolle Transportaufgaben können auf engstem Raum bewältigt werden. Das System kann sowohl über mehrere Stockwerke Güter transportieren als auch direkt unter der Decke der Produktionshalle montiert werden. Das sind beste Voraussetzungen für eine just-in-time Fertigung in Ihrem Betrieb. Im Bereich der Elektromobilität ist montrac aufgrund der Reinraumzertifizierung insbesondere als Intralogistiklösung für die Produktion von Batterien und Displays geeignet.

Vergleich verschiedener Lösungen der Intralogistik im Bereich E-Mobilität

Intralogistik ist in aller Munde - hier ein Vergleich der verschiedenen Lösungen im Bereich der E-Mobilität.

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Fazit

Im Zeichen von Klimawandel und Umweltschutz kommt der Elektromobilität eine immer größer werdende Bedeutung zu. Der Verbrennungsmotor steht mittelfristig vor dem Aus und bereits jetzt haben mit Elektroautos, E-Bikes und E-Roller leistungsfähige Fahrzeuge ihren Platz gefunden. In vielen Einsatzbereichen ist die Elektromobilität heute schon deutlich sichtbar. Auch in modernen Produktionsunternehmen sind elektroangetriebene Intralogistiklösungen wie beispielsweise montrac-Shuttles ein etablierter Teil zur Effizienzsteigerung.