FH Bielefeld
University of
Applied Sciences

Forschung hautnah – Mitarbeiter*innen der FH Bielefeld nehmen an Power2Load Feldtest teil

Das Interesse an Elektromobilität hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Der Ausbau der Ladeinfrastruktur hinkt dabei der Anzahl an Elektrofahrzeugen hinterher. Standard bei der Ladung von Elektroautos mit dem Typ2 Ladestecker sind Anschlussleistungen der Ladeanlage (Wallbox) von 22 kW je Ladepunkt. Diese hohe Leistung je Ladepunkt und die hohe Gleichzeitigkeit beim Laden von Elektrofahrzeugen, stellt dabei eine erhebliche Belastung für die elektrischen Zuleitungen dar. Beim Laden am Arbeitsplatz kommt es dabei schon bei einer recht geringen Anzahl an Elektrofahrzeugen zu einer Überschreitung der elektrischen Grenzen der Zuleitungen und der vertraglich vereinbarten maximalen Bezugsleistung. Ein Ausbau und eine vertragliche Anpassung sind häufig mit hohen Kosten für das Unternehmen verbunden und sollen vermieden werden. 

Power2Load, ein EFRE gefördertes Forschungsprojekt der AG Netze und Energiesysteme am Institut für Technische Energie-Systeme, entwickelt genau dafür eine Lösung. Ein intelligentes und APP-basiertes Lademanagementsystem für Unternehmen, das eine Kontrolle der maximalen Bezugsleistung ermöglicht und den Anteil an Grünstrom im Ladestrom maximiert. Die Entwickelte Ladeanlage ermöglicht die gleichzeitige Ladung von bis zu sechs Fahrzeugen an einem Anschlusspunkt. Die zur Verfügung stehende elektrische Leistung wird dabei auf die angeschlossenen Fahrzeuge priorisiert aufgeteilt. Sofern verfügbar wird vorrangig Solarstrom zum Laden verwendet.

Einwöchiger Test unter Realbedingungen

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In der Woche vom 29. November bis zum 03. Dezember hat die AGNES unter der Leitung von Prof. Jens Haubrock ihre eigens entwickelte Mehrfachladeanlage vor dem FHG aufgebaut und getestet. Mitarbeiter*innen der FH, die ein Elektrofahrzeug besitzen, konnten ihre Stromer laden und die Ladeanlage auf Herz und Nieren prüfen. Die Ladung der Fahrzeuge erfolgt dabei anhand eines intelligenten Ladeplans. Die Ladeanlage erstellt benutzerorientierte individuelle Ladepläne unter Beachtung der maximalen Bezugsleistung und der optimierten Nutzung von PV-Strom. 

In der Woche vom 29. November bis zum 03. Dezember hat die AGNES unter der Leitung von Prof. Jens Haubrock ihre eigens entwickelte Mehrfachladeanlage vor dem FHG aufgebaut und getestet. Mitarbeiter*innen der FH, die ein Elektrofahrzeug besitzen, konnten ihre Stromer laden und die Ladeanlage auf Herz und Nieren prüfen. Die Ladung der Fahrzeuge erfolgt dabei anhand eines intelligenten Ladeplans. Die Ladeanlage erstellt benutzerorientierte individuelle Ladepläne unter Beachtung der maximalen Bezugsleistung und der optimierten Nutzung von PV-Strom.

Ladevorgang Freitag 03_12_21

Auf Herz und Nieren geprüft

Zur Steuerung durch den Fahrzeugnutzer ist eine APP entwickelt worden. „Die APP war problemlos und das Laden funktionierte hervorragend“ so der Kommentar von Prof. Schäfermeier, Teilnehmer und Elektromobilist. 

Das Feedback zum Feldtest fiel im Großen und Ganzen äußerst positiv aus. Die Fahrzeuge wurden alle aufgeladen.  „Die ersten zwei Tage wurde mein Fahrzeug vollständig geladen, am dritten Tag jedoch deutlich weniger als an den ersten beiden Tagen.“, so das Feedback eines Teilnehmers. Dies ist mit der unterschiedlichen Anzahl an Fahrzeugen an der Mehrfachladeanlage und deren Batteriekapazitäten zu erklären, die einen erheblichen Einfluss auf die Priorisierung und damit auf den Ladeplan haben.  Dies hat sich im Nachhinein als eine Fehleischätzung herausgestellt, so Prof. Jens Haubrock, der Leiter des Projektes.  Damit werden die Fahrzeuge mit einer extrem großen Batteriekapazität deutlich bevorzugt, dies werden wir im nächsten Softwareupdate korrigieren.  

Bei der Bedienung der Weboberfläche, die zur Verwendung der Ladeanlage notwendig ist, traten typische Probleme der Mensch-Maschine-Interaktion auf. Die Oberfläche wurde von einigen Teilnehmern als „nicht ganz intuitiv“ wahrgenommen und fehlende Rückmeldungen bei Falscheingaben sorgten teilweise für Verwirrungen. Nach einer Einführung durch einen Mitarbeiter der Arbeitsgruppe klappte die Bedienung der Weboberfläche ohne weitere Schwierigkeiten.

Fazit: Ein erfolgreicher Feldtest

Nach einwöchiger Erprobung weiß das Team der Arbeitsgruppe um die Stärken und Schwächen der entwickelten Ladeanlage.  So wird die Intelligenz der Ladesäule bei der Zuweisung der Ladeleistungen dahingehend angepasst, dass eine Reichweite in Kilometern am Ende der Ladung gewährleistet wird. Diese kann vorher von dem Benutzer*innen eingegeben werden, um die Mobilität z.B. für die Heimreise zu gewährleisten. Bei der APP Oberfläche werden die aufgeführten Kritikpunkte eingearbeitet, um eine einfachere und benutzerorientierte Bedienung zu ermöglichen, die Rückmeldungen zu z.B. Falscheingaben ausgibt. 

Das Fazit der Arbeitsgruppe: „Das war ein wirklich gelungener Feldtest. Wir wissen, dass unser System so gesteuert hat wie es sollte.  Die aufgetretenen Probleme und das Feedback der Teilnehmer*innen, haben uns darüber hinaus weiteres Verbesserungspotenzial aufgezeigt. Im nächsten Feldtest, voraussichtlich von Frühjahr bis Sommer 2022 in Verl wird eine optimierte Version getestet. Bei der können wir dann auch endlich die Grünstromoptimierung testen, freut sich Prof. Jens Haubrock auf ein sonniges und damit PV reiches Frühjahr 2022.

Infovideo Power2Load

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