Vehicle-to-Grid-Kommunikation: Ladestationen sollen künftig mit E-Autos und Energiemanagementsystemen kommunizieren

Um Elektrofahrzeuge reibungslos an das Stromnetz anzubinden, haben Ingenieure des Fraunhofer ESK im Rahmen des EU-Projekts SMARTV2G (Smart Vehicle-to-Grid Interface) die benötigten Kommunikationsschnittstellen spezifiziert und implementiert. Damit sollen Elektrofahrzeuge als Verbraucher und als Zwischenspeicher bzw. Energiequelle fungieren. Die Ladestation stellt somit einen aktiven Knoten dar, der sowohl mit dem Fahrzeug als auch mit einem Energiemanagementsystem im Smart Grid kommuniziert. Ein Vorteil für den Verbraucher liegt in der Nutzung variabler Strompreise. Der Energieversorger bzw. Netzbetreiber kann das Elektrofahrzeug in das Energiemanagementsystem des Smart Grids einbinden.

Im Rahmen des Projektes SmartV2G wurden alle nötigen Informationsflüsse für eine sogenannte Vehicle-to-Grid-Integration (V2G)  analysiert. Auf Basis dieser Informationen wurden relevante Infrastrukturkomponenten identifiziert, die zugrunde liegende Kommunikationsarchitektur entworfen sowie funktionale und technische Anforderungen abgeleitet. Im Anschluss wurde die Kommunikationsstrecke implementiert und evaluiert. Die umfassende Kommunikation zwischen dem Energiemanagementsystem und dem Elektro-Fahrzeug sowohl an der Ladestation als auch auf der Straße erhöht den Komfort für den Verbraucher und die Energie- und Kosteneffizienz.

Fraunhofer Smart V2G

Vehicle-to-Grid-Integration (V2G): Die Nutzung des Smart Grids im Bereich der Elektromobilität erfordert die Entwicklung neuer Kommunikationsschnittstellen.

Informationen wie Standort, Öffnungszeiten, Anzahl freier Ladesäulen, aktueller Strompreis und mögliche Bezahloptionen bieten dem Nutzer künftig Vorteile. Das Reservieren einer Ladestation innerhalb errechneter Reichweiten kann bereits während der Fahrt erfolgen. Die Berücksichtigung individueller Präferenzen, wie geplante Reiseroute, aber auch vereinfachte Abrechnungsmodelle, die durch die automatische Identifizierung der Fahrzeuge möglich werden, stellt einen weiteren Fortschritt für die Verbraucher dar. Zeitversetztes Laden lastet das Energienetz optimal aus und kann zukünftig einen Beitrag zur Gewährleistung der Versorgungsstabilität leisten. Das ist für Energieversorger und Netzbetreiber besonders wichtig, da erneuerbare Energien nicht permanent in ausreichender Menge zur Verfügung stehen und eine hohe Flexibilität beim Verbraucher erfordern. Sowohl Verbraucher als auch Energieversorger bzw. Netzbetreiber profitieren somit maßgeblich von den Neuerungen im Projekt SmartV2G.

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Eine einheitliche, herstellerunabhängige Kommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation wird durch den ISO/IEC15118 spezifiziert. Der Standard definiert einen umfangreichen Informationsaustausch, der unerlässlich für das „smarte“ Laden ist. Für die Kommunikation zwischen Ladestation und Smart Grid sorgt eine Erweiterung des weltweit etablierten Standards IEC 61850. Die Wissenschaftler des Fraunhofer ESK geben mit ihrer Arbeit entscheidende Impulse, um die bisher nur als Entwurf vorliegende Spezifikation IEC61850-90-8 weiterzuentwickeln. Die Kombination beider Standards macht die Ladestation zu einem Knotenpunkt, der den Ladevorgang von Elektrofahrzeugen in das Smart Grid integriert.

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Ein im Fraunhofer ESK entwickelter Demonstrator spielt die Informationskette vom Fahrzeug bis zum Energiemanagementsystem eines Kontrollcenters durch. Hierbei werden vielfältige Informationen z.B. Batteriestatus, Ladestatus, Lademodus aber auch Authentifizierungsdaten, Preis- und Bezahlinformationen ausgetauscht.

[Quelle: Fraunhofer ESK]

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