LamA – Laden am Arbeitsplatz

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Im Rahmen von LamA wird deutschlandweit umfangreich Ladeinfrastruktur an Fraunhofer-Instituten aufgebaut. Das Fraunhofer ISE gilt im Projekt als Leuchtturmstandort, da neben einer hohen Anzahl von über 40 neuen Ladepunkten auch verschiedene Forschungsthemen wie die Umsetzung eines lokalen Lademanagements oder Rückspeisung betrachtet werden.

Umsetzung eines lokalen Lademanagements

Zur Netzintegration der installierten Ladepunkte setzen wir ein lokales Lademanagement um. Dieses steuert die Ladevorgänge mit Berücksichtigung der bereits existierenden Gebäudelast, um Anschlusskapazitäten nicht zu übersteigen. Zusätzlich werden Steuersignale des örtlichen Verteilnetzbetreibers, sowie Nutzereingaben zur gewünschten Abfahrtszeit und Batteriestand integriert. Für den Verteilnetzbetreiber bnNetze wird so eine Steuermöglichkeit geboten, um bei Engpässen im Verteilnetz zu reagieren und den hohen Netzbezug von ladenden Elektrofahrzeugen zu regulieren. Die daraus resultierenden Ladefahrpläne werden an ein übergeordnetes Ladeinfrastrukturbackend geschickt, welches die Ladefahrpläne über das Open-Charge-Point-Protocol (OCPP) an die Ladepunkte weiterleitet. Durch den Einsatz eines zentralen Backends in der Cloud, wird eine einheitliche Schnittstelle geschaffen, die es ermöglicht die Ladepunkte jedes teilnehmenden Fraunhofer-Insitut einheitlich zu betreiben.

Aufbau einer bidirektionalen Ladeinfrastruktur

In unserem Labor entwickeln wir eine Ladeinfrastruktur für die Durchführung von bidirektionalen Ladevorgängen. Hierzu setzen wir auf standardisierte Protokolle wie die ISO 15118-20, welche bereits Use Cases für das Rückspeisen definiert. Ein selbstimplementierter EEBus-Stack dient zur Anbindung an ein lokales Lademanagement, um benötigte Parameter für unseren Ladealgorithmus auszulesen und Ladefahrpläne zu setzen. Für den Aufbau mit marktverfügbarer Hardware nutzen wir eine AC-Wallbox mit einem verbauten Ladecontroller von in-tech. Diesen können wir mit unseren Software-Komponenten für die EEBus und ISO 15118-20 Kommunikation erweitern. Ein rückspeisefähiges Fahrzeug setzen wir mit einem Hardware-in-the-Loop-Simulator um, welcher auch über ISO 15118-20 angesteuert werden kann. Zur Erzeugung von bidirektionalen Ladefahrplänen wurde unser selbstentwickelter Ladealgorithmus für das Rückspeisen erweitert. Dieser integriert verschiedene Parameter wie Abfahrtszeit, Batterkapazität oder auch min/max (Ent-)Ladeleistung in seine Optimierung. Die Leistungsvorgaben aus den Fahrplänen werden dann anschließend über EEBus an die Wallbox übergeben und realitätsnah von der verbauten Hardware umgesetzt.

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