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Skalierbar und Kommunikativ

Laden in der All Electric Society

14. September 2021, 17:29 Uhr   |  Autor: Thorsten Temme; Redaktion: Irina Hübner

Laden in der All Electric Society
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Die All Electric Society ist die Vision einer Welt, in der CO2-neutral gewonnene elektrische Energie die primäre Energieform ist. Zur dafür notwendigen Sektorenkopplung kann die Ladesteuerungsfamilie Charx Control einen Beitrag leisten.

Mittel- bis langfristig wird – davon geht das Bild der All Electric Society aus – genügend elektrische Energie aus regenerativen Quellen zu wettbewerbsfähigen Konditionen zur Verfügung stehen, um auf fossile Energieträger verzichten zu können. Insbesondere in der Übergangszeit, in der regenerativ erzeugte elektrische Energie noch nicht in ausreichendem Umfang bzw. zu wirtschaftlichen Bedingungen zur Verfügung steht, ist eine Kopplung der unterschiedlichen Sektoren wie Energie, 
Gebäude, Industrie und Verkehr zur intelligenten und bedarfsgerechten Steuerung der zur Verfügung stehenden Energie unverzichtbar. Mit der Ladesteuerung Charx Control Modular ist eine Produktfamilie erhältlich, die als zentrales Element einer intelligenten und vernetzten Ladeinfrastruktur einen Beitrag zur notwendigen Sektorenkopplung leisten kann.

Ein Schlüssel zum Erreichen des Zielbildes der All Electric Society ist die Transformation des Verkehrssektors hin zur Elektromobilität. Denn der Verkehrssektor stellt mit circa 20 bis 25 Prozent Anteil am Primärenergieverbrauch in Deutschland einen wesent­lichen Faktor dar. Mit der Ankündigung der deutschen Automobilindustrie, innerhalb der nächsten zehn bis fünfzehn Jahre im Pkw-Segment komplett auf elektrische Antriebe umzustellen, ist ein bedeutender Meilenstein definiert, um dieses Ziel zu erreichen. Umso wichtiger ist es, Lösungen bereitzustellen, die die Mobilitätsbedürfnisse der Menschen und die Verfügbarkeit der regenerativ erzeugten elektrischen Energie in Einklang bringen.

Kopplung der Sektoren

Ein wesentlicher Schlüssel hierzu ist die Sektorenkopplung (Bild 1). Hierfür wird fahrzeugseitig aktuell der Kommunikationsstandard ISO 15118 ausgerollt. Bisher war die Steuerung der Ladevorgänge auf Basis der Norm IEC 61851-1 in der Regel unidirektional, das heißt die Ladestation kann Ladeströme nur entsprechend der verfügbaren Leistung anpassen, ohne auf weitere Informationen vom Fahrzeug zurückgreifen zu können. 

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Bild 1. Die Vision der All Electric Society: Durch Kopplung der Sektoren wird ausreichend regenerativ erzeugte elektrische Energie zur Verfügung stehen.

Mit der Einführung der Ladekommunikation nach ISO 15118 stehen weitere Informationen seitens des Fahrzeugs zur Verfügung, beispielsweise die benötigte Energiemenge, die maximale Ladeleistung des Fahrzeugs sowie die Zeitdauer bis zur nächsten Fahrt. Diese Daten lassen sich somit für die Planung von Ladevorgängen und die Errechnung von Ladeprofilen auf Basis der lokalen Verfügbarkeit der elektrischen Energie verwenden und stellen einen wichtigen Beitrag zur Kopplung der Sektoren dar.

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Bild 2. Mit der Ladesteuerung Charx Control Modular ist eine Kopplung der Ladeinfrastruktur mit Gebäudemanagementsystemen, Energieerzeugern oder Netzbetreibern möglich.

Mit der Ladesteuerung Charx Control Modular (Bild 2) wurde eine Produktfamilie entwickelt, die über alle notwendigen Schnittstellen verfügt, um einen normkonformen Ladepunkt aufzubauen, der die ISO-15118-Kommunikation unterstützt und lokale Peripheriegeräte wie RFID-Leser, Fehlerstromerkennung oder Energiezähler anbindet. Gleichzeitig kann das Gerät aber auch als ein IoT-Gateway zwischen dem Elektrofahrzeug, dem Energienetz, der Gebäudeautomatisierung oder dem Ladeparkbetreiber betrachtet werden.

Der Kern des Systems ist ein in der industriellen Automatisierung bewährtes Embedded-Linux-System, das um eine 4G-Mobilfunkschnittstelle sowie zwei unabhängige Ethernet-Schnittstellen erweitert ist. Dies erlaubt eine parallele Kommunikation sowohl im lokalen Netzwerk als auch im Internet (Bild 3).

Der modulare Systemansatz ermöglicht es dabei, viele Ladepunkte zu einem Ladepark zusammenzufassen, der über eine Schnittstelle als ein Netzwerkteilnehmer von außen erreichbar ist. Das Management der einzelnen Ladepunkte kann dabei lokal und autark, lokal mit externen Vorgaben für den Ladepark oder komplett remote erfolgen.

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Bild 3. Die Ladesteuerungen der Charx-Control-Modular-Familie bilden das Herzstück einer intelligenten Ladestation und bieten umfangreiche IoT-Gateway-Funktionen.

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