Vernetzte Ladeinfrastruktur

Ladeinfrastruktur ist mehr als eine Steckdose. Sie ist vor allem die Kommunikationsschnittstelle zwischen der Fahrzeugbatterie und einem übergeordneten Steuerungssystem. Wenn es die Mobilitätsbedarfe erlauben, ist die Batterie dabei vielseitig gewinnbringend einsetzbar: als Speicher im Heimenergiesystem, für Arbitragehandel am Strommarkt bis zum Engpassmanagement durch den Netzbetreiber (nach EnWG §14a). Dabei kommen verschiedene Kommunikationsprotokolle und Schnittstellen zum Einsatz, die von Herstellern zum Teil unterschiedlich implementiert sind. Darüber hinaus sind viele Anwendungen noch nicht etabliert und die gängigen Technologien müssen erweitert werden. Eine besondere Herausforderung ist die Anbindung über das intelligente Messsystem iMSys.

Wir bieten Beratung und Unterstützung bei der Entwicklung von systemdienlicher Ladeinfrastruktur.

Standardisierte Kommunikation

Standardisierte Kommunikationswege zur Fahrzeugintegration im Smart Grid.

Für eine flächendeckende Integration von Elektrofahrzeugen und Ladeinfrastruktur in das Verteilnetz bedarf es einer Anbindung über standardisierte Kommunikationsprotokolle. Wir befassen uns mit allen aktuell relevanten Protokollen, die wir für neue Steuerungskonzepte und Anwendungsfälle weiterentwickeln. Dabei decken wir den kompletten Pfad vom Fahrzeug über die Ladestation bis zu einem Lademanagement-Backend ab.

Interoperabilitätsprüfung Ladeinfrastruktur

Kommunikationsschnittstelle rund um die Ladestation.
Teststand für Elektromobilität und Smart Metering
© Fraunhofer ISE / Foto: Dirk Mahler
Teststand für Elektromobilität und Smart Metering im Digital Grid Lab.

Die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge verfügt über zahlreiche Schnittstellen. In unserem Digital Grid Lab können wir die vollständige Kommunikationsstrecke abbilden und im Zusammenspiel mit ihrem System evaluieren.

Als de facto-Standard für die Kommunikation zwischen Ladestation und Backendsystem wird flächendeckend das Open Charge Point Protocol (OCPP) eingesetzt. Eine fehlerfreie und validierte Implementierung innerhalb der Ladestation ist unverzichtbar für eine zukunftsfähige Ladeinfrastruktur und neue Services.

Aktueller Stand der Entwicklung sind zudem erweiterte Testszenarien für bidirektionales Laden. Mit dem stetigen Ausbau erneuerbarer Energien und den aktuell geringen Speichermöglichkeiten ist die Nutzung von Fahrzeugbatterien für eine stabile Stromversorgung eines der wichtigsten Ladeinfrastruktur-Forschungsthemen.

Neben OCPP testen wir außerdem EEBus-Implementierungen. Das Kommunikationsprotokoll wird verwendet, um eine Schnittstelle zwischen Smart Home, Energieversorgern und Netzbetreibern über die Smart Meter Infrastruktur herzustellen.

Unser Labor erlaubt dabei ganz an Ihre Anforderungen angepasste Prüfungen. Gerne entwickeln wir zusammen mit Ihnen individuelle Testszenarien. Nach Testausführung stehen Ihnen detaillierte Testreports zur Verfügung, mit denen Fehler innerhalb der Implementierung einfach aufgedeckt werden können.

Digitaler Fahrzeugzwilling ev twin

Teststand für die Bewertung und den Qualitätsvergleich von Wallboxen.
© Fraunhofer ISE
Digitaler Fahrzeugzwilling ev twin.
© Fraunhofer ISE
User Interface für die Bedienung des digitalen Fahrzeugzwilling »ev twin«.

Der digitale Fahrzeugzwilling ev twin im Digital Grid Lab am Fraunhofer ISE bietet Herstellern und Betreibern von Ladeinfrastruktur die vollständige Nachbildung und freie Parametrierung eines E-Fahrzeuges. Die Power Hardware-in-the-Loop Modellierung ermöglicht die exakte Nachbildung von Kommunikations- und Leistungsflüssen. Mit dem ev twin prüfen wir Ihre Ladestation unter beliebigen Netzanschlusssituationen. Unser leistungsfähiger digitaler Fahrzeugzwilling ev twin ist nicht nur auf unterschiedliche Fahrzeuge mit entsprechender Batteriekapazität und -Spannung einstellbar, sondern ist auch kompatibel mit beliebiger Ladeinfrastruktur. Die Kommunikation des EVCC (Fahrzeugregler) reicht vom Pilotsignal gemäß IEC61851 bis zum bidirektionalen Laden nach ISO15118-20. Unsere Leistungsverstärker bilden in der Power-Hardware-in-the-Loop-Umgebung den Leistungsteil, bestehend aus Batterie und ggf. Onboardcharger des Fahrzeuges nach. So können wir mit ev twin das Laden mit Wechsel- und Gleichstrom oder auch bidirektionale Ladestationen unter echtem Leistungsfluss testen.

Forschungsprojekte zu diesem Forschungsthema

 

Wallbox-Inspektion

Qualitätsvergleich von Wallboxen für solares Laden sowie von bidirektionalen Ladestationen (V2H)

 

BiFlex-Industrie

Bidirektionale Flexibilität durch Flottenkraftwerke in und um Unternehmen

 

LamA-connect

BSI-konformes Laden mithilfe von Smart Meter Gateways

 

BiLawE

Bidirektionale, induktive Ladesysteme wirtschaftlich im Energienetz