Intelligentes Lademanagement: Mehr E-Autos mit der gleichen Netzanschlussleistung laden

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. Im Forschungsprojekt eLISA-BW (elektrische Ladeinfrastruktur intelligent steuern und anbinden in Baden-Württemberg) haben die Forschungseinrichtungen für die Fahrzeugflotte des Regierungspräsidiums Karlsruhe dieses Lademanagement in dessen Fuhrpark eingerichtet und optimiert. Damit lassen sich 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 sehr 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“, sagt Sebastian Sigle vom DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte, der das Projekt eLISA-BW leitete. „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 dazu 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 Fahrzeuge und 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“, betont Dennis Huschenhöfer vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.

Um das Lademanagement zu optimieren, hat das eLISA-BW-Team auch Statistiken zur Nutzung der Fahrzeuge des Fuhrparks ausgewertet. Damit konnten die Wissenschaftlerinnen und 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 jedoch deutlich weniger Dienstfahrten. Daher haben die Wissenschaftlerinnen und 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.“

Leitfaden für intelligentes Lademanagement

Der Probebetrieb im Fuhrpark des Regierungspräsidiums Karlsruhe lieferte wertvolle Erkenntnisse, mit denen sich das Konzept auf andere Ladeinfrastrukturen und Fahrzeugflotten übertragen lässt. „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. Darin sind Erkenntnisse und praktische Erfahrungen aus dem Probebetrieb zusammengefasst und für potenzielle Anwender aufbereitet. Der Leitfaden für intelligentes Lademanagement ist unter diesem Link zu finden.

31.8.2022 | Quelle: DLR | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH