Siemens a elektrická mobilita

V Německu bylo v roce 2010 z téměř 42 milionů registrovaných osobních automobilů pouhých 1588 elektromobilů. Německá spolková vláda tehdy vytyčila velmi ambiciózní cíl: do roku 2020 bude po německých silnicích jezdit milion elektromobilů. Pro jeho dosažení by se však u našich západních sousedů muselo během letošního a příštího roku prodat téměř 950 tisíc elektromobilů, protože statistiky úřadu KBA uvádějí k začátku roku 2018 počet elektromobilů jen mírně převyšující hranici 50 000 vozidel (celkově bylo k letošnímu roku v Německu registrováno 46,5 milionu osobních vozů). Dokonce i po započtení hybridních vozidel s možností vnějšího nabíjení má významně elektrifikovaný pohon jen necelých 100 000 vozů na německých silnicích.

Přestože se nedaří naplňovat nereálné ambice a představy politiků, v automobilovém průmyslu již není velkých pochyb o tom, že budoucností silniční automobilové dopravy je elektrická mobilita, byť ještě není zcela zřejmé, v jakém časovém horizontu tato budoucnost nastane a jakým způsobem budou elektromotory v automobilech napájeny. Zvítězí v technické evoluci klasické akumulátory, vyžadující nabíjení, palivové články na vodík, nebo nás čeká nějaký převratný objev, dosud neznámá technologie? Odpověď na tuto otázku přinesou až nadcházející roky. My se však nyní stručně podívejme do pozoruhodné historie vývoje elektrické mobility a na roli, jakou v celém procesu hrála po uplynulých 140 let společnost Siemens.

Zakladatel společnosti Werner von Siemens představil již v roce 1878 na průmyslové výstavě v Berlíně první tramvajovou trať s napájením prostřednictvím kolejí. Ve veletržním parku jezdila tři malá předváděcí vozidla na kruhové dráze o délce 300 metrů.

Siemens však kromě rozvíjení výroby elektricky poháněných kolejových vozidel uvažoval také o vývoji automobilů pro silniční dopravu. Koncem dubna 1882 představil veřejnosti na zkušební trase o délce 540 metrů na berlínském předměstí Halensee tzv. „Electromote“ (z anglického electric motion), první elektricky poháněné vozidlo na světě, napájené z trolejového vedení. Jeho rozšíření však zabránily technické problémy a nedostatečně kvalitní cesty. Obyvatelé Saska si tak museli na první komerční trolejbusovou linku počkat až do začátku 20. století.

Na přelomu 19. a 20. století ještě nebylo zcela jasné, zda se jako pohon pro automobily prosadí elektromotory nebo spalovací motory. Siemens vsadil nejprve na elektrický pohon. V letech 1905 až 1909 vyráběl v Berlíně několik verzí vozidla s typovým označením „Elektrická Viktoria“. Cestovní automobil s otevřenou čtyřmístnou karoserií nalézal v berlínských ulicích uplatnění jako elegantní hotelové taxi, další varianta byla malým autobusem a poslední nabízenou alternativou byl skříňový automobil pro rozvážku zboží. Nejvyšší rychlost elektromobilů ze Siemensovy produkce byla 30 km/h a dojezd 80 kilometrů. Uživatelé mohli akumulátory vozidla buď nabíjet, nebo kompletní sadu vyměnit. Pozdější verze byly dokonce vybaveny funkcí rekuperace kinetické energie.

Siemens se na začátku minulého století snažil úzce spolupracovat s dopravními společnostmi a například ve Vídni provozoval vlastní elektricky poháněný autobus. Na základě zkušeností z praktického provozu bylo zjištěno, že elektromobily jsou ekonomicky výhodné pouze za velmi specifickým podmínek. Pro cestování na vzdálenosti do 30 kilometrů byla efektivnější koňská spřežení, pro jízdu delší než 70 kilometrů se vyplatila vozidla se spalovacím motorem. Nepříznivé provozní podmínky, například chladné počasí nebo kopcovitá trasa, pozici elektromobilů ještě více zhoršovaly, protože zvyšovaly spotřebu elektrické energie, zkracovaly dojezd a snižovaly provozní výkony. Tyto zkušenosti vedly společnost Siemens k vývoji vozidel se „smíšenými systémy“, které lze považovat za předchůdce současných hybridních pohonů. Jejich výroba byla zahájena na přelomu let 1907 a 1908.

K další významné události došlo hned na jaře 1908. Tehdy zvítězil jiný berlínský výrobce automobilů, Protos, v závodě kolem světa, což mu přineslo velký věhlas. A Siemens zanedlouho využil příležitost automobilku Protos převzít. Od té doby byly všechny automobily z jeho produkce prodávány pod značkou Protos.

Protos prosperoval na základě vysoké poptávky zákazníků v segmentech osobních i užitkových vozidel. Ve druhé polovině 20. let však byly odstraněny téměř veškeré překážky dovozu automobilů do Německa a Protos musel čelit záplavě levných, velkosériově vyráběných amerických automobilů. Výsledné ztráty vedly společnost Siemens v roce 1927 k předání výroby vozidel Protos společnosti N.A.G. (Nationale Automobil-Gesellschaft), která byla nakonec donucena ukončit výrobu automobilů v roce 1934. Tím kapitola výroby automobilů v historii společnosti Siemens definitivně skončila, s mobilitou je však Siemens spjatý dodnes.

Siemens sice nemá v současnosti ambice vyrábět automobily, s aktuálně probíhajícím rozvojem elektrické mobility se mu však otevřely brány k využití rozsáhlého know-how v oblastech energetiky, elektrotechniky a inteligentního elektronického řízení. Siemens díky tomu dokáže nabídnout komplexní řešení v rámci celého procesního řetězce od výroby elektrické energie přes inteligentní infrastrukturu a techniku nabíjení až po poháněcí techniku.

Elektromobily mohou z hlediska společnosti Siemens plnit kromě zajišťování mobility ještě jednu významnou funkci: mohou se stát součástí chytrých elektrických sítí. Vozidla se v tomto modelu při dlouhodobějším parkování připojí k elektrické síti v době s volnou výrobní kapacitou, aby mohla k nabíjení akumulátorů využívat přednostně elektrickou energii vyráběnou z obnovitelných zdrojů, například v noci.

Siemens již dnes vyvíjí, vyrábí a nabízí chytré nabíjecí systémy a související aplikace. Portfolio nabíjecích stanic Siemens pro elektromobily a hybridní vozy s možností vnějšího nabíjení zahrnuje kromě rychlonabíjecích stanic také nástěnné nabíjecí stanice, tzv. wallboxy.

Od začátku letošního roku je v pražských Stodůlkách, před centrálou společnosti Siemens, v provozu 50 kW rychlonabíjecí stanice Siemens Triberium pro elektromobily. Siemens reaguje řadou nabíjecích stanic Triberium na aktuální trendy v oblasti elektrické mobility, protože nové generace elektromobilů budou mít systém pohonu s mnohem vyšším napětím než dosud (800 V a více) a jejich akumulátory budou disponovat výrazně vyšší energetickou kapacitou, aby bylo možné řidičům nabídnout dostatečný dojezd i pro cestování na dlouhé vzdálenosti. Snadno dostupné a rychlé nabíjení se proto stane zásadním faktorem pro další rozvoj elektrické mobility.

Nabíjecí stanice Siemens Triberium ve Stodůlkách umožňuje nabití akumulátorů elektromobilu Volkswagen e-Golf 2017 z 0 na 80 % využitelné kapacity (31,5 kWh) během 30 minut pomocí konektoru CCS2 50 kW. Po dosažení 80 % kapacity se zbývajících 20 % nabíjí sníženým výkonem, aby se zabránilo poškození akumulátorů. Tato fáze trvá dalších 15 až 20 minut.

Pro celou řadu aplikací jsou ideálním řešením nástěnné nabíječky. Wallboxy se uplatní například v garážích, nákupních centrech a na menších parkovištích. Pro soukromé majitele elektromobilů je důležitá skutečnost, že instalace nástěnné nabíjecí stanice nevyžaduje žádný specifický zásah do domovní rozvodné sítě. Provoz elektromobilů ještě více zlevní řídicí vstup pro signál HDO, který umožňuje nabíjení levnějším nočním proudem. Doba nabíjení se liší podle typu vozidla. Nabíjení akumulátorů z 0 na 100 % kapacity prostřednictvím wallboxu Siemens VersiCharge IEC je otázkou přibližně 1 až 4,5 hodiny.

Siemens v oblasti nabíjení připravuje nebo již nabízí také inteligentní řešení pro snadné vyúčtování a další užitečné služby. Po připojení vozidla ke stanici proběhne jeho identifikace, kontrola smluvních údajů a stavu nabití akumulátorů. Uživatel pak obdrží nabídku různých možností nabíjecích výkonů a po potvrzení začne proces nabíjení. Vyúčtování a úhrada za odebranou energii může proběhnout na místě, nebo později souhrnnou fakturou v rámci smlouvy o poskytování mobility.

Na displeji nabíjecí stanice mohou být uživateli zobrazovány různé užitečné informace, např. o městě, turistických cílech, hotelech či restauracích v blízkém okolí. Speciální aplikace mohou přenášet centrálně získávaná data také na ovládací rozhraní v elektromobilu, např. na displej navigačního systému či audiosystému. Uživatel může prostřednictvím aplikace pro chytré telefony také získávat aktuální informace o cenách elektrické energie, stavu nabití akumulátorů a průběhu nabíjení. Touto cestou lze dokonce aktivně měnit proces nabíjení podle aktuálních požadavků.

Z výše uvedeného je zřejmé, že Siemens díky svým rozsáhlým zkušenostem ze 140 let vývoje elektrické mobility významně přispívá k tomu, aby bylo v moderní společnosti nepostradatelné cestování osobním automobilem nejen komfortní, praktické a bezpečné, ale také trvale udržitelné.