Wir lösen das Henne-Ei-Problem der E-Mobilität

Wie MAHLE mit einem Ladesystem für Langzeitparker E-Autos in die Fläche bringen will

  • Sind Elektroautos so wenig verbreitet, weil die Ladestationen fehlen? Oder ist es genau andersherum? MAHLE will mit einem Ladesystem für alle die Antwort geben.
  • Die Idee: Laden muss meist nicht so schnell wie möglich passieren, so schnell wie nötig reicht. Und zwar am besten dann, wenn Strom aus erneuerbaren Energien verfügbar ist.
  • Der Antriebs-, Filtrations- und Klimatechnikspezialist entwickelt neben der Elektromobilität eine Reihe weiterer Antriebstechnologien zur CO2-Einsparung. Die eine ideale Lösung für alle Mobilitätsbelange gibt es nicht, vielmehr gibt es richtige Lösungen für spezifische Einsatzzwecke.
  • Auch beim Thermomanagement dreht MAHLE an der Schraube – so verringert ein neues wärmepumpenbasiertes System für Elektrofahrzeuge den winterlichen Reichweitenverlust um bis zu 20 Prozent.

Ein Parkdeck in Stuttgart-Bad Cannstatt: Von der Parallelstraße ist das Donnern der Lastwagen nur noch schwach zu hören. Hier, auf der anderen Seite des Betriebsgeländes von MAHLE, sirren leise die Elektroautos beim Laden. Sie gehören den Mitarbeitern oder zur Flotte des Automobilzulieferers. An 100 von 700 Stellplätzen sind kleine Ladesäulen mit Steckerfassung und Kabel installiert. Auch wenn noch nicht überall ein Elektroauto steht: „Wir wollen das Henne-Ei-Problem lösen, indem wir eine intelligente, bezahlbare Ladeinfrastruktur für die flächendeckende Abdeckung mit Ladestationen entwickeln, die bei vielen erst zur Entscheidung für ein Elektroauto führt“, sagt Maschinenbauingenieur Sebastian Ewert, Leiter des MAHLE-Startups „chargeBIG“ – Laden im großen Stil also.

Sind Elektroautos so wenig verbreitet, weil die Ladestationen fehlen? Oder gibt es so wenig Ladepunkte, weil immer noch wenige E-Autos unterwegs sind? Während die Öffentlichkeit diese Frage diskutiert, hat MAHLE ein Ladesystem entwickelt, das eine Antwort sein könnte. Es lässt sich mit geringem Aufwand installieren, vermindert Investitionen in den Ausbau von Netzinfrastruktur und Zuleitungen, zapft das Stromnetz vor allem dann an, wenn Strom verfügbar ist und vermeidet so Spitzenlasten, die Unternehmen als „Peaks“ teuer bezahlen müssen.

Technologieoffenheit gefordert: Die eine, ideale Antriebstechnologie gibt es nicht

„Wir tun beides: Die Elektromobilität voranbringen, aber auch den Verbrennungsmotor weiter optimieren“, erklärt Unternehmenssprecher Christopher Rimmele die duale Strategie von MAHLE. Mit Elektroautos beschäftigt sich MAHLE als Thermomanagement-, Antriebs- und Filtrationsspezialist schon lange, betrachtet aber das Thema technologieoffen.

Dabei ist Elektrifizierung ein wichtiger, aber nicht der einzige Baustein für erfolgreichen Klimaschutz. „Gerade auch den Einsatz von E-Fuels, also synthetischen Kraftstoffen, die mittels Strom hergestellt werden – der aus Überschüssen bei der Erzeugung erneuerbarer Energien stammen kann –,  betrachten wir als vielversprechenden Hebel, um CO2-Einsparpotenziale auch in der Bestandsflotte zu heben. Auch rund um die Brennstoffzelle sind wir sehr aktiv und bauen unser Produktportfolio weiter aus“, sagt Rimmele. Denn bei MAHLE sei man überzeugt: „Der Antrieb der Zukunft ist divers: Es gibt nicht die eine ideale, sondern einen Strauß an Antriebsformen, die jeweils für ihren Verwendungszweck ideal sind.“

Und nicht nur in der Antriebstechnik suchen die Stuttgarter klimafreundliche Lösungen. In der Wärmeregulierung für Antrieb und Autoinnenraum von E-Autos hat der Konzern erst kürzlich ein Wärmepumpensystem zur Anwendungsreife gebracht, das die Reichweite von Elektrofahrzeugen im winterlichen Betrieb um rund 20 Prozent weniger verringert als konventionelle elektrische Heizungen.

Aber zurück zu chargeBIG. Ein weißer E-Kleinwagen rollt fast geräuschlos aufs Parkdeck. In ihm sitzt heute das chargeBIG-Team, um sein Ladesystem vorzuführen. Bis vor einem guten Jahr hat Sebastian Ewert die E-Firmenwagen vor allem Mitarbeitern zum Testen mitgegeben und Feedback gesammelt. Eine Erkenntnis: „Wir haben festgestellt, dass viele Vorurteile so nicht stimmen – zum Beispiel, dass unsere Energienetze zwangsweise zusammenbrechen, wenn sich E-Autos so verbreiten wie eigentlich gewünscht.“

Die Idee: Elektroautos so schnell wie nötig laden, nicht so schnell wie möglich

Die MAHLE Mitarbeiter, die mit dem E-Auto zur Arbeit gependelt sind, stellen es jeden Tag rund acht Stunden auf den Parkplatz. Sie brauchen also keine Schnellladesysteme, wie es sie heute neben den Ladestationen zu Hause ausschließlich gibt. „Diese Systeme sind gut und richtig, wenn es, wie an der Autobahn, wirklich schnell gehen muss. Allerdings verschleißt die Batterie schnell, und die Energierechnung ist enorm, weil das Schnellladen teure Peaks im Stromverbrauch verursacht. Wir müssten außerdem sehr viele dicke Leitungen legen, wenn wir immer und überall mit den 350 kW der Schnellladestation laden wollen. So einen Ausbau würden unsere Energienetze tatsächlich nicht schaffen“, sagt der 39-Jährige. „Wir haben gesagt: Das muss intelligenter gehen.“

Wir – das waren am Anfang Ewert und Ingenieurskollege Dr. Walter Krepulat, Letzterer seit 20 Jahren bei MAHLE. Zusammen haben die beiden an der Idee eines Ladesystems für Langzeitparker gefeilt, das die bestehende Stromnetzanbindung über eine von chargeBIG entwickelte Software effizient ausnutzt: Wenn viel Strom im Netz verfügbar ist, verteilt das System Ladestrom, während es den Ladestrom in Spitzenlastzeiten reduziert.

Für Langzeitladesysteme fallen Ewert viele Zielgruppen ein: „Auf Parkflächen für Pendler, aber zum Beispiel auch bei Logistikunternehmen oder Flughäfen mit Besucherparkplätzen, besteht nicht der Bedarf, dass die Batterie innerhalb von 20 Minuten wieder voll geladen sein muss. Das Auto steht viele Stunden auf dem Parkplatz.“

Laden so schnell wie nötig statt so schnell wie möglich – unter dieser Überschrift sind Ewert und Krepulat beim MAHLE Ideenwettbewerb „Incubator“ angetreten. Und haben die Jury überzeugt: Es gab ein Budget und nach einer kurzen Findungsphase fürs Team und die Geschäftsidee auch die Freistellung der damals vier Teammitglieder für die Umsetzung von chargeBIG.

Entwicklungsphasen fürs Laden im großen Stil in Monate gepresst

Nicole Heinrich, die das Marketing und die Kunden von chargeBIG betreut, war von Anfang an dabei. „Wir kamen alle aus verschiedenen Bereichen, so dass es auch Teammitglieder wie mich gibt, die als Betriebswirtin technisch weniger bewandert ist als die Teamkollegen mit Ingenieursbackground. Das war gut so, um mit verschiedenen Blickwinkeln aufs Projekt zu schauen und zum besten Ergebnis zu kommen.“

Wer für was zuständig ist, musste sich finden, auch die Prioritäten, erinnert sich die 26-Jährige: „Da standen wir schon manchmal im kleinen Clinch, wer die Kapazitäten bekommt: Das Kundenprojekt oder das Förderprojekt hier im MAHLE Parkhaus. Aber wir haben dann immer gut zusammengefunden und eine gemeinsame Richtung eingeschlagen.“

Die führte vom mobilen Prototypen mit 18 Ladepunkten wenige Monate nach dem Start über die erste Installation bei einem Kunden, dem Flughafen Stuttgart, bis zur Ausrüstung des MAHLE Parkhauses mit 100 Ladepunkten, das das Team vor wenigen Monaten der Öffentlichkeit vorgestellt hat. „Wir haben alle Gäste eingeladen, mit Elektroautos zu kommen. 60 E-Fahrzeuge waren da, wir haben es geschafft, alle gleichzeitig zu laden“, sagt Ewert stolz. Schließlich hat chargeBIG die Entwicklungsphase mit wöchentlichen Softwareupdates und Anpassung der Elektronik in Monate gepresst, wo es normalerweise um Jahre geht. Und dabei von Anfang an groß gedacht: „Vor zwei Jahren hat die Geschäftsführung zu unserem Parkhausprojekt noch gefragt: 100 Ladepunkte, sind das nicht viel zu viele? Heute ist die Frage: Reicht das überhaupt?“ Auch die Kunden denken längst in großen Dimensionen: Der Flughafen Stuttgart will seine Flotte mit 110 Ladepunkten von chargeBIG versorgen, andere Kundenanfragen gingen schon in Richtung 1.000 Ladepunkte.

Hier auf dem MAHLE Parkdeck sind zwar noch nicht alle 100 Anschlüsse belegt. Doch das bremst das Startup-Team nicht: „Die Reaktion, wenn wir mit möglichen Kunden sprechen, ist fast immer: ,Das habe ich so noch nicht gesehen, das brauchen wir heute oder morgen‘“, sagt Heinrich. Sie führt Kunden oft hierher. Hier sehen sie, dass sich die einfachen Ladesäulen, Leitungen und der gut gesicherte Schaltschrank mit der Elektronik zur intelligenten Ladesteuerung ohne große Installationsmaßnahmen und Ausfallzeiten in die bestehende Stromversorgung integrieren lassen – selbst mit einem 40 Jahre alten Trafo.

Das chargeBIG Ladeinfrastrukturkonzept trägt also einen Teil zum Umweltschutz bei. Durch das Angebot einer flächendeckenden, einfach zu bedienenden und zugänglichen Ladeinfrastruktur lassen sich Hemmnisse für die Elektromobilität im Stadt- und Ballungsraum reduzieren. Das kann wiederum dazu führen, dass Verbraucher und Firmen den Kauf von Elektrofahrzeugen erwägen. In der Folge lassen sich so Emissionen, Lärm und der CO2-Ausstoß durch den Verkehr verringern. Durch eine intelligente Steuerung von chargeBIG und die Einbindung von anderen Verbrauchern und Erzeugern kann Strom aus erneuerbaren Energien zum Laden von Elektroautos genutzt und direkt im Verkehr eingesetzt werden.

So unscheinbar kann ein Konzept fürs Laden im großen Stil daherkommen. Und so schlicht fassen Ewert und die Teamkollegen es zusammen: Ladepunkte für alle.

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Fotos: Frank Eppler