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About this book

Die Automobilindustrie befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel. Mit der Elektromobilität verändern sich bisherige Fahrzeug- und Antriebskonzepte grundlegend – und damit auch der gesamte Wertschöpfungsprozess. Das Buch liefert einen umfassenden Überblick über die Herausforderungen und die Lösungen zu allen Aspekten der Elektromobilität: von der Produktentwicklung über die Produktion von Elektrofahrzeugen mit Hinweisen für die Konstruktion des Antriebsstrangs bis hin zum Aufbau einer Infrastruktur und zu Geschäftsmodellen.

Für die zweite Auflage wurden sämtliche Inhalte auf den aktuellen Stand der technologischen Entwicklung gebracht. Das Thema Batterieproduktion wurde ebenso erweitert wie die damit verknüpfte Frage des Remanufacturings als Teil des Recycling-Kreislaufes.

Das Buch gliedert sich in fünf Kapitel. Im Grundlagenkapitel werden die Herausforderungen der Elektromobilität beschrieben und die Ansätze für eine integrierte Produkt-, Prozess- und Infrastrukturentwicklung skizziert. Darüber hinaus bietet es umfassende Einblicke in die Montage von Elektrofahrzeugen. In den folgenden Kapiteln werden Konzepte für den Städtebau und für den Aufbau eines Servicenetzes vorgestellt sowie Geschäftsmodelle, ihre Entwicklung und Rechtsgrundlagen erläutert. Im Kapitel Fahrzeugkonzeption geht es um den Prozess der Industrialisierung und Fragen der Batterieproduktion. Die Entwicklung von elektrofahrzeugspezifischen Komponenten wie der des Antriebsstrangs wird im abschließenden Kapitel „Entwicklung von elektrofahrzeugspezifischen Systemen“ beschrieben.

Table of Contents

Frontmatter

1. Einleitung

Die Automobilindustrie befindet sich in einem tief greifenden Wandel. Das Thema Elektromobilität gewinnt zunehmend an Bedeutung und wird zu einem in der Öffentlichkeit viel diskutierten Thema. Nach 125 Jahren Automobilentwicklung ändern sich Fahrzeug- und Antriebskonzepte grundlegend. Das vorliegende Buch greift die genannten Aspekte auf und gibt einen umfassenden Überblick über die Ansätze zur Weiterentwicklung der Elektromobilität. Neben der Produkt- und Prozessentwicklung werden auch die Themen Infrastruktur und Geschäftsmodelle in den veränderten Wertschöpfungsprozessen behandelt.
Achim Kampker, Dirk Vallée, Armin Schnettler

2. Grundlagen

Die Elektromobilität blickt auf eine lange Historie immer neuer Anläufe, das Elektrofahrzeug als Serienprodukt zu etablieren, zurück. Zumeist werden moderne Fahrzeuge jedoch noch immer rein konventionell angetrieben, obwohl sie bereits voll elektrifiziert sind. Neben dem steigenden Kostendruck, technischen Hürden und einer unsicheren Marktsituation hat insbesondere die Infrastruktur und das jeweilige Nutzungsszenario Einfluss auf die zukünftige Entwicklung. Durch die notwendige Integration neuer Industrien, wie der Chemie- und Elektronikbranche sowie der Energiewirtschaft, werden sich die Wertschöpfungsstrukturen in der Automobilindustrie mit der Elektromobilität weiter verändern. Die Folge ist ein komplexes, interdependentes Wertschöpfungssystem mit neuen Wettbewerbsstrukturen und Geschäftsmodellen. Demnach werden auch an die Produktion von Elektrofahrzeugen neue Anforderungen gestellt. So sind Skalen- und Lerneffekte allein nicht mehr ausreichend um in Kleinserien und bei volatilen Stückzahlen wirtschaftlich produzieren zu können. Um auch in vorgelagerten Bereichen der Entwicklung Effizienzsteigerungen zu erzielen, sind die integrierte Produkt- und Prozessentwicklung sowie ein gutes Anlaufmanagement von entscheidender Bedeutung.
Achim Kampker, Dirk Vallée, Armin Schnettler, Paul Thomes, Garnet Kasperk, Waldemar Brost, Christoph Deutskens, Kai Kreisköther, Sarah Fluchs, Ruben Förstmann, Carsten Nee, Alexander Meckelnborg, Ralf Drauz

3. Infrastruktur

Mobilität im Sinne von Beweglichkeit kann technisch gesehen durch eine Vielzahl von Konzepten realisiert werden, die in unterschiedlichen Umfeldern ihre Berechtigung haben. Die Elektromobilität ist bisher insbesondere bei kurzen benötigten Reichweiten eine Option – 90 % aller PKW-Fahrten sind kürzer als 100 km und fallen damit in diesen Bereich. Wie jedes Mobilitätskonzept erfordert die Elektromobilität angemessene Infrastrukturen, um funktionieren zu können. Bei der Elektromobilität sind hierbei insbesondere die Ladeinfrastruktur, die Stromnetze und das Servicenetz von wesentlicher Bedeutung für den Erfolg und werden in diesem Kapitel detailliert betrachtet.
Dirk Vallée, Waldemar Brost, Armin Schnettler, Ralf Kampker, Mitja Bartsch

4. Geschäftsmodelle entlang der elektromobilen Wertschöpfungskette

In diesem Kapitel werden Veränderungen entlang der originären Wertschöpfungskette innerhalb des Automobilmarkts betrachtet, welche mit der voranschreitenden Elektrifizierung des Antriebsstrangs einhergehen. Dazu werden Einflussfaktoren der Marktentwicklung und Prognosen zur zukünftigen Entwicklung herangeführt. Die Akteure entlang der Wertschöpfungskette sehen sich zum einen neuartigen Herausforderungen konfrontiert, zum anderen bieten sich ihnen Möglichkeiten den eigenen Anteil an der Wertschöpfung zu steigern. Die geänderten Kundenbedürfnisse und die Nachfrage nach einem vernetzten und ganzheitlichen Mobilitätsangebot bedingen zudem den Vorstoß in innovative Wertschöpfungsbereiche, was eine Neuentwicklung und Erweiterung vorhandener Geschäftsmodelle erforderlich macht. Um dem disruptiven Wandel begegnen zu können, eignen sich verschiedenartige Kooperationen zwischen den Akteuren. Dabei werden die einzelnen Aspekte perspektivisch aus Sicht der OEMs, der Zulieferer und der Energieversorger betrachtet.
Garnet Kasperk, Sarah Fluchs, Ralf Drauz

5. Fahrzeugkonzeption für die Elektromobilität

Auf den ersten Blick scheint der konzeptionelle Aufbau von Elektrofahrzeugen häufig dem eines konventionell betriebenen Kraftfahrzeuges zu ähneln. Dass dem in vielen Bereichen allerdings nicht so ist, wird in diesem Kapitel dargelegt. Hierbei werden die Veränderungen, Herausforderungen und Chancen der Konzeption durch die Elektromobilität betrachtet. Dafür müssen neben den offensichtlicheren Veränderungen auch Prozesse im Hintergrund überprüft werden. Ein Ausblick auf den Recyclingprozess ist daher ebenso Teil des benötigten Entwicklungsprozesses wie das Anlaufmanagement neuer Produktionsreihen in denen Elektrofahrzeuge in einem neu entwickelten Package produzierte werden können.
Dirk Morche, Fabian Schmitt, Klaus Genuit, Olaf Elsen, Achim Kampker, Christoph Deutskens, Heiner Hans Heimes, Mateusz Swist, Andreas Maue, Ansgar vom Hemdt, Christoph Lienemann, Andreas Haunreiter, Saskia Wessel, Ansgar Hollah, Bernd Friedrich, Matthias Vest, Tim Georgi-Maschler, Wang Honggang

6. Entwicklung von elektrofahrzeugspezifischen Systemen

Die Batterie ist eine der absolut zentralen Komponenten des Elektrofahrzeugs. Die serielle Entwicklung und Produktion dieser Batterien und die Verbesserung der Leistungen wird entscheidend für den Erfolg der Elektromobilität sein. Die Batterie ist jedoch nicht das einzige elektrofahrzeugspezifische System, das neu entwickelt, umkonzipiert oder verbessert werden muss. So sind ebenso die Entwicklung der neuen Fahrzeugstruktur sowie des elektrifizierten Antriebsstranges Teil dieses Kapitels. Weiterhin wird ein Blick auf das bedeutende Thema des Thermomanagements geworfen.
Thilo Röth, Achim Kampker, Christoph Deutskens, Kai Kreisköther, Heiner Hans Heimes, Bastian Schittny, Sebastian Ivanescu, Max Kleine Büning, Christian Reinders, Saskia Wessel, Andreas Haunreiter, Uwe Reisgen, Regina Thiele, Kay Hameyer, Rik W. De Doncker, Uwe Sauer, Hauke van Hoek, Mareike Hübner, Martin Hennen, Thilo Stolze, Andreas Vetter, Jürgen Hagedorn, Dirk Müller, Kai Rewitz, Mark Wesseling, Björn Flieger

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