Die Ladestation als Knoten im Smart Grid

In einem Whitepaper haben die ESK-Forscher die wichtigsten Kommunikationsstandards für das Laden von Elektrofahrzeugen zusammengestellt und bewertetet. Am relevantesten für Europa erwiesen sich dabei die Standards ISO/IEC 15118 für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation sowie der IEC TR 61850-90-8 für die Kommunikation zwischen der Ladestation und dem Smart Grid.

Das Laden von E-Autos muss mehr sein als nur das Einstecken eines Steckers in die Steckdose: komfortabel und günstig für den Fahrzeugnutzer,  steuerbar und effizient für den Energieversorger, insbesondere um gerade auch beim verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien die Stabilität der elektrischen Energieversorgung zu gewährleisten. Dies ist nur mit einer intelligenten, also kommunikativ in das Energienetz eingebundenen, Ladeinfrastruktur möglich.

Damit sich die Elektromobilität durchsetzen kann, müssen E-Autos, Fahrzeugnutzer, Energielieferanten, Netzbetreiber und teilweise weitere Parteien wie Abrechnungsdienstleister miteinander interagieren können. Ladestationen sollen hersteller- und ortsunabhängig nutzbar sein, von unterwegs reserviert werden können und den Ladevorgang automatisch
nach den Voreinstellungen des Fahrzeughalters durchführen. Energieversorger brauchen in Echtzeit Informationen über den kurz- und mittelfristigen lokalen Energiebedarf und müssen den Ladevorgang bei Bedarf steuern können, um das Stromnetz zu entlasten. Neben grundlegenden Sicherheitsaspekten spielen bei der Technologieauswahl daher vor allem die Interoperabilität, die Möglichkeit zum umfangreichen, sicheren Datenaustausch vor während und nach dem Laden und die hinsichtlich Kosten und Handhabung effiziente Einbindung in das Gesamtsystem eine wichtige Rolle. Das kann nur eine einheitliche Ladeinfrastruktur mit international standardisierter Kommunikationstechnik leisten. Wissenschaftler des Fraunhofer ESK haben die in Frage kommenden Standards unter die Lupe genommen und die wichtigsten Eigenschaften für eine zukunftsfähige Ladeinfrastruktur im Whitepaper zusammengefasst.

Das Fraunhofer ESK hat auf Basis dieser gründlichen Technologieevaluierung mit dem ISO/IEC 15118, der die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation regelt, und dem IEC TR 61850-90-8 zwischen Ladestation und Smart Grid, eine intelligente Ladeinfrastruktur entworfen, die sich nahtlos in das Smart Grid einfügen lässt und im Whitepaper vorgestellt wird.

Inhaltsverzeichnis

Executive Summary

1. Elektrofahrzeuge – Vernetzen statt nur ans Netz anschließen
1.1 Elektromobilität kommt ins Rollen – Zumindest geplant
1.2. Elektromobilität und Erneuerbare Energien

2. Kommunikationstechnik für ein ganzheitliches Ladekonzept

3. Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation
3.1. IEC 61851-1: Sicheres und bedarfsgerechtes Laden
3.2. Chademo – Schnelladen mit eigenem System
3.3. ISO/IEC 15118 – Umfangreiche Datenübertragung und Integration

4. Kommunikation zwischen Ladestation und dem Smart Grid Backend-System
4.1. Open Charge Point Protocol (OCPP) – Offen, lilenzfrei, etabliert
4.2. IEC TR 61850-90-8 – Übergreifendes Netzmanagement

5. Ladeinfrastruktur in der Praxis – Lösungsansatz des Fraunhofer ESK

6. Literaturverzeichnis