Ausführliche Beschreibung des Teilprojektes

Herausforderungen und Ziele

Um im elektromobilen Kontext Dienstleistungen zu entwickeln, die bedarfsgerecht als auch nutzerzentriert sind und so Anreize für die Verwendung der Fahrzeuge schaffen, bedarf es konkreter Aufschlüsse über den realen Fahralltag. Mit modernen Methoden, wie User Centered bzw. Universal Design, werden die Bedürfnisse und Anforderungen aktueller Nutzer analysiert. Verantwortlich hierfür ist das interdisziplinäre Team der Arbeitsgruppe Human Factors Engineering an der Bergischen Universität Wuppertal mit Kompetenzen in Bereichen wie Ingenieurswesen, Informatik, Elektrotechnik, Design, Psychologie, Sport-, Literatur- und Wirtschaftswissenschaften. Ihr Leiter ist der EmoTal-Verbundkoordinator, Dr. Sigmund Schimanski, der durch jahrelange Erfahrung in Industrie und Wissenschaft das Ziel ganzheitliche und nachhaltige Mensch-Maschine Systeme mit richtungsweisenden Kompetenzen in der Arbeitswissenschaft und Ergonomie voranbringt.

Ein eigens entwickeltes Nutzungsmodell untersucht den Produktlebenszyklus mit einem Fokus auf seinen Berührungspunkten mit den Nutzern. Kernpunkte sind Erwerb, Anwendung, Reparatur und Ende der Nutzung (Recycling, Entsorgung, Wiederverkauf) sowie die Identifikation der relevanten Akteure im Nutzungskontext. Modell und Analyseergebnisse fungieren als Basis für die weiteren Dienstleistungsentwicklungen. Der Nutzerfokus soll die Lösungen konsequent für die reale Anwendung optimieren und attraktiv gestalten.

Mit dem E-Fitnessbike, einer Kombination aus Pedelec und Ergometer, samt begleitender App mit individuellem Routenplanungssystem sollen neue Anreize für die Fahrradnutzung entstehen. Bei der Hardware-Entwicklung wird eine Leistungselektronik mit Bremsrekuperation geschaffen, die innovative Nutzungsmöglichkeiten bietet. Wahlweise als individuelles Sportgerät oder als Fahrunterstützung schafft es mit dem persönlich abgestimmten Routenplanungssystem der App ein innovatives Angebot im Kontext elektrisch betriebener Fahrräder sowie des elektromobilen Verkehrs.

Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Einen wichtigen Arbeitsschwerpunkt stellt die Analyse zu den tatsächlichen Nutzungsbedingungen im Fahralltag dar. Ein hervorzuhebender Punkt ist dabei die Befragung realer Fahrer, die aus eigener Motivation – nicht aufgrund einer Projektteilnahme – ein Elektrofahrzeug nutzen. Die Erfahrungen dieser „Early Adopters“ ermöglichen es, die Bedürfnisse, Anforderungen und Wünsche der tatsächlichen Fahrer genau zu erfassen. Erkenntnisse der Nutzermeinungen, wie zu Ladeinfrastruktur, induktivem Laden und Batterien, fließen zum einen in das Projekt selbst ein, dienen aber auch der Ableitung zukünftiger Projektinhalte und Entwicklungen.

Die Ergebnisse der Nutzeranalyse werden in das Nutzungsmodell integriert, sodass das Modell die nutzerspezifischen Aspekte des Produktlebens von Elektrofahrzeugen und die beteiligten Akteure genau abbildet. Anhand des Modells können die weiteren Dienstleistungsinnovationen im Projekt bereits in den frühen Entwicklungsphasen an die Bedürfnisse und Anforderungen der Nutzer angepasst werden.

Für das E-Fitnessbike und die begleitende App werden die Nutzeranalyse und das Nutzermodell eingesetzt, um den Leistungsumfang genau an den Interessen, Wünschen und Bedürfnissen der Nutzer auszurichten und bisherige Defizite im funktionalen bzw. Service-Angebot zu eliminieren. Für das E-Fitnessbike gilt es, die Hard- und Software auch hinsichtlich einer optimalen Ausschöpfung seines technischen Innovations- und Leistungspotenzials zu entwickeln.

Nutzung der Ergebnisse und Beitrag zur Energiespeicherung

Die Informationen der realen Nutzer fließen direkt in das Nutzungsmodell, welches bei weiteren Projekten in der Automobilindustrie sowie weiteren Branchen Anwendung finden soll. Der resultierende Entwicklungsansatz ermöglicht es, Entwicklungen bereits in frühen Phasen an nutzerspezifische Faktoren anzupassen. Durch die Betrachtung des Produktlebens aus Nutzersicht werden somit Aspekte wie Entsorgung, Effizienz und Umweltschutz erweiterte Aufmerksamkeit geschenkt. Die konkreten Dienstleitungsinnovationen im Projekt sollen durch ihre hohe Nutzerzentriertheit die Elektromobilität attraktiver gestalten. Die dadurch angestrebte erhöhte Verbreitung der Fahrzeuge soll weitere Entwicklungen im Elektromobilitätskontext fördern und unterstützen.

Das E-Fitnessbike stellt eine Kombination aus technologischer als auch spezifisch nutzerzentrierter Dienstleistung dar. Der im E-Fitnessbike eingesetzte Energiespeicher ist anhand der Rekuperationsfähigkeit des Fahrrads auch besonders an den nutzerrelevanten Kriterien, wie Energieeffizienz und Reichweite, ausgerichtet.

Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.09.2016 bis 31.08.2017
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 1.803.316,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: 2.035.556,00 €

Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

EmoTal befasst sich mit der Entwicklung von Dienstleistungsinnovationen, die neue Anreize für Elektromobile schaffen sollen. Aktuell bestehen Kaufunsicherheiten durch schwer kalkulierbare Betriebskosten aufgrund des begrenzten Angebots an qualifizierten Werkstätten und spezifischen E-Versicherungen. Zudem werden Pedelecs, welche speziell in bergigen Regionen hohe Potenziale für die Verkehrsentlastung präsentieren, mit Unsportlichkeit assoziiert, was ihre Attraktivität stark beeinträchtigt.

Die Leistungsdefizite für E-Kfz sind der noch geringen Fahrzeugverbreitung und daraus resultierenden unzureichenden Datenbasis über die reale Nutzung geschuldet. Die Analyse der Bedürfnisse echter Nutzer und Nutzungsbedingungen sowie ein eigens entwickeltes Nutzungsmodell sind die Basis für die Entwicklung passgenauer Dienstleistungen im Projekt.

Um einen qualifizierten Umgang mit E-Kfz zu ermöglichen und so die entsprechenden Leistungsangebote zu schaffen, bedarf es E-Schulungen/Zertifizierungen für Werkstätten und Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben, da etwa die verbauten Energiespeicher gesonderte Anforderungen an die Handhabung stellen. Informationen aus dem Nutzungsalltag in Bezug auf Schadensfälle, Fahrverhalten etc. sind essenziell, um das Versicherungsangebot an E-Mobile anzupassen. Eigenschaften und Ansprüche der Energiespeicher sind auch im Kontext spezifischer E-Tarife relevant – übergreifend nehmen sie im Nutzungskontext eine wichtige Rolle ein, da ihre Effizienz, Umweltfreundlichkeit und Entsorgungsbedingungen für die Nutzer ein wichtiges Kriterium darstellen.

Dem „Seniorenimage“ des Pedelecs wird mit dem E-Fitnessbike entgegengetreten, das durch eine effiziente Leistungselektronik mit Bremsrekuperation als individuelles Trainingsgerät genutzt werden kann. Verbundkoordinator ist Dr. Sigmund Schimanski, der mit seiner interdisziplinären Arbeitsgruppe Human Factors Engineering auf die Entwicklung nutzerzentrierter Innovationen spezialisiert ist.

Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Das Verbundprojekt analysiert die Bedürfnisse und das Verhalten echter Käufer und Fahrer von Elektrofahrzeugen aus der Region Bergisches Land, das mit seiner geographischen Beschaffenheit eine Versuchsumgebung mit vielfältigen Bedingungen darstellt. Bei der Untersuchung wird das eigens entwickelte Nutzungsmodell einbezogen, welches das Produktleben aus Nutzersicht analysiert. Kernpunkte hierbei sind Erwerb, Anwendung, Reparatur und Entsorgung/ Recycling/ Wiederverkauf. Die Erkenntnisse fließen in die Entwicklung der Dienstleistungsinnovationen.

Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt ist die Entwicklung von E-Schulungen/Zertifizierungen für Werkstätten und BOS, um Handhabungsgefahren im Umgang mit den verbauten Energiespeichern zu senken und lokalen Werkstätten ein entsprechendes Reparatur- und Wartungsangebot zu ermöglichen. Eine größere Anzahl qualifizierter Werkstätte kann potenziell Reparatur- und Wartungskosten senken und somit auch zu einer Senkung der Versicherungsbeiträge beitragen, womit sich ein weiterer Arbeitsschwerpunkt des Verbundprojekts befasst. In diesem werden dynamische E-Versicherungsmodelle entwickelt, um den Nutzern eine angepasste und attraktivere Tariflandschaft zu bieten. Es soll dem Nutzer ermöglicht werden, durch seine Fahrweise die Kostenhöhe direkt zu beeinflussen. Für die Modellentwicklung wird das Fahrverhalten mittels Nutzerinformationen und Datentracker untersucht. In die Analyse werden zudem die zur Verfügung stehenden Klassifizierungen und Diversifizierungsparameter einbezogen, um die Planungs- und Bewertungssituation für Versicherungsmodelle und Tarifstrukturen entscheidend zu verbessern.

Das zu entwickelnde E-Fitnessbike ermöglicht die wahlweise Nutzung als Pedelec oder Sportgerät. Bei der Hardware-Entwicklung liegt ein Fokus auf der Schaffung einer effizienten Leistungselektronik mit Bremsrekuperation. Eine begleitende App bietet individuelle Trainingsprogramme und eine Routenplanung gemäß nutzerspezifischer Interessen.

Nutzung der Ergebnisse und Beitrag zur Energiespeicherung

Eine Markterweiterung für Elektromobile anhand minimierter praktischer Nutzungsnachteile und Kaufunsicherheiten bietet positive Auswirkungen auf Verkehr und Umwelt. Die vom Verbundprojekt entwickelten Dienstleistungen sollen durch ihren nutzerzentrierten Charakter die Zunahme von Elektromobilen fördern. Anhand der Erkenntnisse aus der Nutzeranalyse können zudem weitere Aufschlüsse zu übergreifenden Aspekten, wie der Verbesserung der Ladeinfrastruktur oder einer flächendeckenden, induktiven Ladetechnik, gewonnen werden, um in sukzessiven bzw. anderen Projekten aufgegriffen zu werden. Im Verbundprojekt betrachtet das Nutzungsmodell aus Nutzersicht das Produktleben des Elektromobils sowie auch das Produktleben der Produktbestandteile. Somit ergeben sich Aufschlüsse über die Energiespeicherkomponenten, d. h. ihre Relevanz beim Kauf, ihre Verwendung und Reparatur sowie ihre Entsorgung/Recycling, welche in anderen Projekten Verwendung finden sollen.

Ein sicherer Umgang mit den Energiespeichern der Fahrzeuge in Werkstätten mittels der E-Schulungen/Zertifizierungen verhindert Schäden durch unqualifizierte Handhabung. Die dynamischen E-Versicherungsmodelle motivieren die Nutzer zu einer moderaten Fahrweise, da so die Versicherungssumme gesenkt wird. Als Resultat werden die Energiespeicher des Fahrzeugs geschont.

Die innovative Leistungselektronik des E-Fitnessbikes und seine Bremsrekuperation offerieren eine effiziente Energienutzung. Die Nutzungserweiterung sowie das innovative, nutzerspezifische Routenplanungssystem der App kann mehr Zielgruppen für die Fahrradnutzung motivieren und so Verkehr und Umwelt weiter entlasten.

Die entwickelten Konzepte werden mit starken Partnern in der Praxis umgesetzt, um neue Geschäftsfelder und Kundengruppen zu erschließen.

Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Metall-Ionen-Batterien

Anwendungsfelder

mobil, Ausbildungszwecke

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung, Dienstleister

schwarze Schlagworte: charakterisieren das Teilprojekt
graue und schwarze Schlagworte: charakterisieren das komplette Verbundprojekt

Teilprojektleiter

Herr Dr. Sigmund Schimanski
Bergische Universität Wuppertal
Fachbereich E - Elektrotechnik, Informationstechnik, Medientechnik – Lehrstuhl für Automatisierungstechnik / Informatik – Arbeitsgruppe Human Factors Engineering
Rainer-Gruenter-Str.  21
42097 Wuppertal
zum Internetauftritt

Telefon: +49 202 439-1158
Fax: +49 202 439-1944
E-Mail: schimanski@uni-wuppertal.de

Verbundprojektleiter

Herr Dr. Sigmund Schimanski
Bergische Universität Wuppertal
Lehrstuhl für Automatisierungstechnik/Informatik
Rainer-Gruenter-Str. 21
42119 Wuppertal
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Fax: +49 202 439-1944

Pressekontakt für Teilprojekt

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E-Mail: schimanski@uni-wuppertal.de

Pressekontakt für Verbundprojekt

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