Technische Herausforderungen und Möglichkeiten zur Steuerung des Ladeverhaltens von Elektrofahrzeugen durch intelligente Ladestationen auf Basis der DIN IEC-61851

Kurzfassung

In vielen Studien und Aufsätzen wird die Verwendung von Elektrofahrzeugen als Energiespeicher für die Energiewende diskutiert. Dabei kommen viele Studien (z. B.: [5]) zu dem Ergebnis, dass sich durch eine intelligente Steuerung des Ladeverhaltens die Kosten der Energiewende, sei es durch vermiedenen Netzausbau oder durch Speicherung andernfalls abgeregelter Energie, deutlich reduzieren lassen. Im Rahmen des Projektes „Demand-Response – Das Auto als aktiver Speicher und virtuelles Kraftwerk“ aus dem Förderprogramm Schaufenster Elektromobilität wird im Rahmen eines Konsortiums aus Energieversorger (enercity, Stadtwerke Hannover AG), Elektrotechnikern (Institut für Energieversorgung und Hochspannungstechnik, Leibniz Universität Hannover) und Sozialwissenschaftlern (Institut für Transportation Design, HBK Braunschweig) erforscht, ob für dieses Vorhaben eine entsprechende Nutzerakzeptanz und -bereitschaft vorhanden ist und wie eine technische Lösung dazu aussehen könnte. Um fahrzeugherstellerübergreifend dieses Ziel untersuchen zu können, wurde eine Ladestation gemäß IEC 61851 entwickelt, in Kleinserie gebaut und bei den Projektteilnehmern im privaten und gewerblichen Umfeld installiert. Das Feld der Projektteilnehmer besteht aus Personen und Unternehmen, die sich aus eigenen finanziellen Mitteln ein Elektrofahrzeug zugelegt haben.

Als Herausforderung hat sich bei der Durchführung des Feldtests gezeigt, dass die IEC 61851 eigentlich nur ein Low- Level-Protokoll ist, in dem nur das sofortige Laden exakt geregelt ist. Schon bei leichten Verzögerungen, beispielsweise durch die momentan eingesetzten Nutzerauthentifizierungsprozesse an öffentlichen Ladesäulen, kann es zu Problemen bei der Ladung kommen, da die Fahrzeughersteller die Norm unterschiedlich umgesetzt haben. Im Extremfall führt dies dazu, dass einige Fahrzeuge an öffentlichen Ladesäulen gar nicht oder nur unter Beachtung einer festen Vorgehensweise laden können. In diesem Beitrag wird zunächst der entsprechende Ladestandard erläutert, im Anschluss auf die fahrzeugspezifischen Eigenschaften eingegangen und Lösungen für den Versuchsaufbau aufgezeigt.