Verbundprojekt: CiLoCharging - Optimierte Integration von Lade-, Logistik-, Energie- und Verkehrsmanagement für den Betrieb von Elektrofahrzeugen in stadtnahen Logistikdepots

Abstract

Bezogen auf das Lademanagement sind heutige Lösungen in der Regel so ausgelegt, dass die Rahmenbedingungen des Ladens der Fahrzeuge keinen Einfluss auf die Logistikabläufe haben. Bei DHL Freight werden heute tagsüber im stadtnahen Bereich Touren von durchschnittlich etwa 150-200 km gefahren, in der Regel mit 14-16 t Diesel-LKWs. Diese sollen nach und nach ersetzt werden durch Elektro-LKWs, für die ein einmaliges Aufladen über Nacht vollkommen ausreicht, um die Batterien auf 100% zu laden. Im Projekt wurde ein erster Schritt hinsichtlich der Ablösung von Diesel-LKWs durch Elektro-LKWs realisiert und evaluiert mittels der Beschaffung und Nutzung von 2 elektrisch betriebenen LKWs für den Tagesbetrieb an einem Logistikterminal von DHL Freight in Erlensee bei Frankfurt / Main. Durch ein integriertes Lademanagement können sowohl die Einsatzzeiten der Fahrzeuge erhöht als auch die Energiekosten für die Ladevorgänge, beispielsweise durch die Vermeidung von Lastspitzen, optimiert werden, was die ökonomische Machbarkeit und die Attraktivität elektrischer Logistikflotten verbessert. Außerdem ermöglicht der Ansatz die Skalierung der Flottenterminals auf größere Fahrzeugflotten ohne teure Investitionen in den Netzanschluss. Das Projekt CiLoCharging setzte an der Idee an, die bisher getrennten Optimierungsansätze für Logistik, Mobilitätsmanagement, Energiemanagement und Ladeprozesse für das gesamte Terminal in einem gemeinsamen, flexiblen Optimierungsansatz zusammenzuführen, so dass Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Skalierbarkeit des Gesamtsystems gesteigert werden können. Das Logistikterminal bildet dabei den zentralen Verbindungs- und Optimierungspunkt zwischen den verschiedenen Domänen. Die Auswirkungen und Einflussmöglichkeiten der Kopplung der unterschiedlichen Domänen und die daraus entstehenden Potenziale wurden umfassend untersucht. Ein umfangreicher Feldtest am Logistik-Standort Erlensee von DHL Freight wurde im Projekt erfolgreich durchgeführt. Die beiden Elektro-LKWs ließen sich sehr gut in den laufenden Logistikbetrieb integrieren und werden weiterhin für den operativen Einsatz in Erlensee verwendet. Mit Hilfe des integrierenden Ansatzes können dann anspruchsvollere Lösungen für die Verteillogistik realisiert werden. Die Reichweite der Lieferfahrzeuge lässt sich deutlich erhöhen (>250 km) und spontane Zusatztouren durch schnelles Nachladen auf Basis von ISO/IEC 15118 DC könnten realisiert werden. Auch auf andere Anwendungsgebiete ließen sich einige Integrationsergebnisse sicher übertragen (ÖPNV etc.). Datei-Upload durch TIB Today, in most cases charging management solutions are designed in a way that the process of charging electric vehicles (BEVs) has no influence on the logistics processes. At DHL Freight, tours take place in urban environments with distances of about 150-200 km during the day using Diesel trucks of 14-16 t. These trucks are to be replaced by electric trucks, for which charging overnight is sufficient to charge the batteries to 100%. In the CiLoCharging project, a first step is made towards realizing and evaluating the replacement of Diesel trucks by BEVs. The project provided and used two electric trucks for daily deployment in a newly built logistics terminal of DHL Freight in Erlensee near Frankfurt / Main in Germany. Using an integrated charging management software, it was possible to increase operating times of the vehicles and to optimize the energy costs for the charging processes e.g., by avoiding peak loads; this improves the economic feasibility and the attractiveness of electric logistics fleets. Furthermore, this approach enables the scalability of the fleet terminal towards increasing the numbers of vehicles without expensive investment into the capacity of the grid connection point. CiLoCharging promotes the idea to merge today’s separated optimization strategies for logistics, mobility management, energy management, and charging management for the terminal into a common scalable and flexible optimization solution. Thus, efficiency, economics, and scalability of the system as a whole will be increased. The logistics terminal is the central combination and optimization point between the different domains, and the resulting potentials and impacts of this combination and optimization are comprehensively studied. An extensive field trial at the logistics terminal of DHL Freight in Erlensee was successfully executed in the project. The two electric trucks were integrated into the operational logistics procedures and will be continuously used for operative usage in Erlensee in the future. Based on our integrated approach, extended solutions for distribution logistics could be realized in the future as well. For instance, the range of the vehicles could be increased significantly (>250 km), and spontaneous additional tours could be arranged using DC fast charging. Finally, the results and concepts of our project may also be transferred to other application areas such as public transport, and others.