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    Florian Klausmann

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Elektromobiler Fuhrpark mit Ladeinfrastruktur Foto: Ludmilla Parsyak, © Fraunhofer IAO

Um die vielfältigen Fragestellungen im Bereich der Elektromobilität zu bearbeiten und zahlreiche Forschungsschwerpunkte von der Theorie in die Praxis zu überführen, hat das Fraunhofer IAO gemeinsam mit dem kooperierenden Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart die umfassendste Ladeinfrastruktur in Deutschland installiert. Die Anlage wurde vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) im Rahmen der Modellregion Region Stuttgart gefördert, die Programmkoordination verantwortet die NOW GmbH Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie.

Die Anlage besteht aus 30 Wechselstrom(AC)-Ladestationen für Ladeleistungen von 3,7-22kW und einer Gleichstrom(DC)-Ladestation für Ladeleistungen bis zu 50kW. Folgende Themen stehen im Fokus der aktuellen und zukünftigen Forschungen:

Spitzenbelastungen in der Netzinfrastruktur

Werden an allen Ladestationen gleichzeitig Elektrofahrzeuge angeschlossen sind Spitzenleistungen bis zu 290kW möglich. Für diese hohen lokalen Lasten sind Parkhäuser in den seltensten Fällen ausgelegt und eine entsprechende Nachrüstung wäre mit hohen Kosten verbunden. In der Praxis wird es jedoch selten vorkommen, dass an allen Ladestationen gleichzeitig Fahrzeuge eingesteckt werden. Mit der bestehenden Anlage soll deshalb untersucht werden, wie hoch die tatsächlichen Spitzenlasten im Alltagsbetrieb ausfallen und auf welche Maximalwerte eine Installation sinnvollerweise ausgelegt werden muss.

Lastmanagementsysteme

Werden Parkhäuser nicht auf die maximal möglichen Spitzenbelastungen ausgelegt, empfiehlt sich eine entsprechende Steuerung, um die Anlagen im Einzelfall nicht zu überlasten. Intelligente Lastmanagementsysteme ermöglichen es, die Ladung der Fahrzeuge zeitlich zu verteilen bzw. die Ladeströme entsprechend der Lastsituation zu begrenzen. Zusätzlich können die Spitzenlasten weiterer Verbraucher, z. B. angeschlossener Bürogebäude und Industrieanlagen, sowie die übergeordnete Netzsituation mit berücksichtigt werden.

Flottenmanagementsysteme

Während bei Verbrennungsfahrzeugen die Reichweite kein limitierender Faktor ist, spielt diese in Verbindung mit längeren Ladezeiten bei Elektrofahrzeugen eine wesentliche Rolle für das Flottenmanagement. Werden Fahrzeuge gebucht, muss ein gewisser Ladestand vorhanden sein, um die entsprechenden Mobilitätsbedürfnisse erfüllen zu können. Da die Reichweite u.a. aber sehr stark von der Topografie der Fahrstrecke, dem Vollgasanteil und der Verwendung von Heizung und Klimaanlage abhängen, muss eine gewisse Flexibilität für die Planung nachfolgender Fahrten gewährleistet werden. Hier gilt es intelligente Systeme zu entwickeln und in der Praxis zu testen, die die Mobilitätsbedürfnisse der Nutzer sowie die Anforderungen und Restriktionen der Fahrzeuge zuverlässig verbinden. Gleichzeitig müssen die Planungen auf die Anforderungen des Lastmanagements abgestimmt werden.

Photovoltaik (PV)- und Pufferspeicheranlagen

In zukünftigen Ausbaustufen soll die Ladeinfrastruktur durch eine PV-Anlage und einen Pufferspeicher aus gebrauchten Fahrzeugtraktionsbatterien erweitert werden. Hierbei stellt sich die Frage, inwiefern sich gebrauchte Batterien mit eingeschränkten Leistungsmerkmalen für die Abpufferung von Spitzenbelastungen und für die Speicherung von Solarstrom eignen.

Die Ladeinfrastruktur am Campus Stuttgart eignet sich für alle in Deutschland vertriebenen Fahrzeuge. Dies bedeutet, dass insgesamt fünf unterschiedliche Stecksysteme verbaut wurden.

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