Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) haben ein neuartiges, intelligentes Lademanagement für E-Autos erprobt. Damit lassen sich in Fuhrparks bei gleicher Anschlussleistung an das Stromnetz zusätzliche Ladesäulen aufstellen und mehr Fahrzeuge gleichzeitig laden.
Dazu verarbeitet ein Algorithmus die Buchungsdaten der Fahrzeuge und passt die Ladevorgänge für jedes Auto individuell an. Er steuert die Ladeleistungen so, dass die Batterien rechtzeitig bis zur nächsten Fahrt ausreichend geladen sind und dabei der Netzanschluss nicht überlastet wird. DLR und ZSW haben im Forschungsprojekt eLISA-BW (elektrische Ladeinfrastruktur intelligent steuern und anbinden in Baden-Württemberg) die Ergebnisse aus dem Testbetrieb in einem Leitfaden zusammengefasst. Diese lassen sich laut den Projektinitiatoren auf andere Ladeinfrastrukturen übertragen.
Im Projekt eLISA-BW haben das DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte und das ZSW für die Fahrzeugflotte des Regierungspräsidiums Karlsruhe ein intelligentes Lademanagement in dessen Fuhrpark eingerichtet und optimiert. Damit lassen sich laut den Entwicklern bei gleicher Leistung des Netzanschlusses jetzt 19 E-Autos statt bisher fünf bedarfsgerecht laden.
Die lokale Anschlussleistung des Fuhrparks an das Stromnetz war zu gering, um zusätzliche Ladesäulen mit einer Leistung von 22 Kilowatt zu betreiben. Dafür wäre ein teurer Ausbau des Netzanschlusses, der Trafoanlagen oder ein Einbau von Batteriespeichern nötig gewesen. „Statt gleichzeitigem Laden bei voller Leistung bestand die Lösung darin, die Ladeleistung individuell anzupassen – quasi Grips statt Kupfer“, erklärt Sebastian Sigle vom DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte. „Nicht jedes Fahrzeug benötigt immer gleich die volle Ladeleistung. Es reicht, wenn das Fahrzeug pünktlich bis zur nächsten Fahrt geladen ist.“
Das intelligente Lademanagement nutzt die Buchungsdaten aller E-Autos im Fuhrpark, wann welches Auto wohin unterwegs ist. Zweimal täglich vergleicht es diese Angaben mit den aktuellen Ladezuständen der Fahrzeuge und der verfügbaren Netzanschlussleistung. Damit lassen sich Ladeleistung, Ladedauer und Ladezeitpunkt an jeder Ladesäule so regeln, dass der Anschluss an das Stromnetz nicht überlastet wird.
Lademanagement vernetzt E-Autos & Infrastruktur
„Damit sich die Ladepunkte je nach Bedarf einzeln ansteuern lassen, haben wir Fahrzeuge, Infrastruktur und zentrale Steuerung miteinander vernetzt. Das Herausfordernde war die Schnittstellen für den Daten- und Informationsaustausch festzulegen und aufeinander abzustimmen“, berichtet Dennis Huschenhöfer vom ZSW.
Um das Lademanagement zu optimieren, hat das eLISA-BW-Team auch Statistiken zur Nutzung der Fahrzeuge des Fuhrparks ausgewertet. Damit konnten die Wissenschaftler berechnen, wie viele Diesel- und Hybridfahrzeuge sich durch rein batterieelektrische Autos ersetzen lassen. „Die Batteriefahrzeuge werden häufiger genutzt als Hybridfahrzeuge, jedoch meist für kürzere Fahrstrecken. Daher benötigen die reinen E-Autos im Mittel höhere Ladeleistungen als die Hybridfahrzeuge“, erläutert Projektleiter Sigle.
Corona-bedingt gab es zeitweise deutlich weniger Dienstfahrten. Daher haben die Wissenschaftler mögliche Ladeengpässe in Stresstests künstlich erzeugt. „Daraus konnten wir sogenannte Plangrößen ableiten. So werden die Fahrzeuge während der Standzeiten nicht erst ‚auf den letzten Drücker’ geladen, sondern immer dann, wenn Leistung verfügbar ist.“
Der Probebetrieb im Fuhrpark des Regierungspräsidiums Karlsruhe lieferte Erkenntnisse, mit denen sich das Konzept auf andere Ladeinfrastrukturen und Fahrzeugflotten übertragen lassen sollen. „Wir haben hierbei gezielt Hemmnisse identifiziert, wie beispielsweise die schwierige Abstimmung der Informationsschnittstellen und deren fehlende Normung“, so Sigle. Daraus ist ein Leitfaden für vergleichbare Ladeinfrastrukturen entstanden.
MAik Müller meint
Was für ein Gelaber!
Wo soll bitte das Problem sein?
Haben 6 Fahrzeuge Ladebedarf wird ganz simpel der Ladestrom runter geregelt.
Die dazu notwendige simple Technik ist seit Jahren vorhanden.
Michael meint
Kommen dann 10 Autos rein werden alle mit 4KW geladen. Wenn aber eines wieder gebucht ist dauert das.
stdwanze meint
Hm fahren Sie nicht Diesel? Was haben Sie damit zu tun? Und bzw, lesen hilft. Es geht ja gerade darum mehr Fahrzeuge bedarfsgerecht zu laden als durch geteilte Ladeleistung da ist. Und klar ist das keine Rocketscience.
MAik Müller meint
@stdwanze ich habe eine PV-Anlage selber installiert und auch 2 Wallboxen.
Und Ja mein Diesel steht neben der Wallbox bzw. nur 1 Jahr.
Im März 2022 habe ich beide Wallboxen verkauft wegen mieser Technik.
Zudem werde ich doch noch 5-10 Jahre auf ein Eauto wegen der extrem überzogenen Preise warten müssen.
Hans-Walter Rievers meint
Hallo Maik,
in welchem Jahr lebst du? Kennst du die Auswahl nicht die es heute schon gibt? Klar ist aber auch, das du kein E-Auto mit Spitze 250 KM mit 7 Sitzen und einer Reichweite von 1000 KM zu einem Preis von unter 50.000 € bekommst! Aber vergleiche nur die Verkaufspreise von Verbrennern in der heute oft gewünschten Ausstattung! Mit der Förderung von 9.000 € wirst du oft auf gleichartige E-Fahrzeuge treffen! Von den anderen Vorteilen, wie geringere Unterhaltskosten oder Laden an der eigenen Steckdose nicht geredet! Aber das mit dem Preis höre ich oft beim Laden beim Discounter und die Leute sind sehr erstaunt, das E-Autos durchaus erschwinglich seien können!
MAik Müller meint
@Hans-Walter Rievers ich fahre auf Arbeit ein Tesla M3.
Reichweite 250km und für 4 Personen im Urlaub eigentlich zu klein.
Der kostet ab 50000€.
Mein jetziger Diesel Kombi ist auf Langstrecke extrem viel Schneller (Reisezeit) und hat NEU weniger als die Hälfte gekostet.
Ein Eauto will ich seit 2009 kaufen nur passt der Kaufpreis nicht.