TU BRAUNSCHWEIG
dgm

Lade- und Energiemanagement

Die Forschergruppe Energiemanagement bildet die Schnittstelle der Forschungsschwerpunkte Aktives Verteilnetz und Elektromobilität. Im Bereich der Elektromobilität werden Lösungen zur Netz- und Systemintegration von Elektrofahrzeugen entwickelt.

 

 

Kompetenzen und Leistungen

  • Energie- und Leistungsmessung sowie Abrechnungsprozesse
  • Smart Home- und Smart Building-Anwendungen
  • Steuerung von Ladeinfrastruktur und Wechselrichtern
  • Konzepte zur Netz- und Systemintegration von Elektrofahrzeugen
  • Modellentwicklung und –validierung
  • Durchführen von Messungen und Analysen im elenia Energiemangement-Labor
  • Machbarkeitsstudien anhand von Feldtests
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Auszug aus den Projekten des elenias zum Thema Elektromobilität - Ladeinfrastruktur:

Projekte zur Infrastrukturplanung und Lademanagement

Im Rahmen des Projektes Fleets Go Green (welches im Oktober 2016 erfolgreich abgeschlossen wurde) wurde ein zentrales Lade- und Energiemanagementsystem entwickelt, welches Elektrofahrzeuge unter Berücksichtigung von Erzeugungskapazitäten (lokale erneuerbare Energien), Lastrestriktionen (z.B. Netzanschlussleistung) sowie Fahr- und Fahrzeuginformationen lädt. Darüber hinaus wurde im Projekt ein strategisches Planungstool für bedarfsgerechte Lade- und Energieinfrastruktur für Elektrofahrzeugflotten entwickelt. Dieses Tool dient Infrastrukturbetreibern sowie Flottenmanagern zur Entscheidungsunterstützung bei der Konfiguration der benötigten Infrastruktur für die Flottenfahrzeuge. Das Modell ermöglicht die Kombination von verschiedenen lokalen Erzeugungseinheiten, Lastgängen sowie Fahr- und Fahrzeugparametern, um individuelle Anwendungsfälle zu analysieren und zu bewerten. Die Bewertung erfolgt hinsichtlich eines nachhaltigen und wirtschaftlichen Betriebs von Elektrofahrzeug(-flott)en. Im Vorhaben „lautlos & einsatzbereit“ werden 50 batterieelektrische und Plug-In-Hybrid-Fahrzeuge im Polizeidienst für die Einsatzbereiche des Streifendienstes, des Kriminalermittlungsdienstes und für Verwaltungsfahrten in Betrieb genommen und erprobt. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitforschung werden die Mobilitäts- und Ladebedarfe der verschiedenen Anwendungsbereiche erhoben. Darauf aufbauend wird ein integriertes System für die Flottenplanung- und -steuerung sowie das Lademanagement entwickelt, das den Anforderungen des Polizeieinsatzes gerecht werden soll. Die Herausforderung des neuen Planungs- und Managementsystems besteht dabei vor allem darin, die – vor allem im Einsatz- und Streifendienst – extremen Anforderungen, wie nicht planbare Einsatzzeiten und -umfänge und die Notwendigkeit einer nahezu 100%igen Verfügbarkeit zu erfüllen. Hierdurch entstehen Abhängigkeiten zwischen den Flotten, der Ladeinfrastruktur und der Energiebereitstellung, die die Planungs- und Steuerungskomplexität deutlich erhöhen.

Im Projekt emila (Elektromobilität mittels induktiver Ladung im Automobil), dem Nachfolgeprojekt von emil, wurde das induktive Hochleistungsladen in schwachen Netzausläufern untersucht. Dafür wurden Simulationen von vorstädtischen Netzen in Bereich realexistierende Bushalteendstellen durchgeführt. Darauf aufbauend wurden Ansätze zum netzdienlichen Verhalten ermittelt. Die Ergebnissen zeigten, dass die Nutzung einer Stichleitung zwischen der Ladestation und dem jeweiligen Ortsnetztransformator in Verbindung mit der Bereitstellung von Blindleistung durch einen Active-Front-End (AFE) in der Ladestation aus netztechnischer Sicht eine Möglichkeit zur Integration des induktiven Hochleistungsladen in diesen Gebieten darstellt. Dieser Ansatz wird zukünftig auch bei weiter steigender Ladeleistung im PKW-Bereich und die steigende Durchdringung von Schnellladesäulen von Interesse sein. Die hohe Durchdringung von Ladesäule in Wohngebieten wird auch schon bereits in weiterer Forschungsarbeiten untersucht.

Projekt zur Datensicherheit und eichrechtkonformen Abrechnung in der Elektromobilität

Im Projekt DELAT (Datensicherheit und -integrität in der Elektromobilität beim Laden und eichrechtkonformen Abrechnen – http://www.delta-elektromobilitaet.de/) bearbeitet die AG 2.33 der PTB zwei Arbeitspakete. Im ersten Arbeitspaket erfolgt die Systematische Bearbeitung des Themas „Metrologischer Kundenschutz beim Stromladen über Stromverkaufsautomaten“ und die Zusammenfassung zu einem Handbuch Metrologischer Kundenschutz „HaMeKs“. Die zu bearbeitenden Aufgaben beinhalten eine Umfassende Ermittlung, Analyse und Bewertung des Regulierungsrahmens bezüglich des metrologischen Kundenschutzes im Zusammenhang mit Stromverkauf über Stromverkaufsautomaten. Mit den gewonnen Erkenntnissen sollen Verbesserungsvorschläge und Alternativen zu den im Rahmen des Mess- und Eichrechts existierenden Regelungen und Vorgehensweisen erarbeitet werden. Desweiteren sollen die Ergebnisse in einem Konzept zur verbesserten Beratung und Unterstützung der Kundinnen und Kunden zusammengefasst werden, um diese zu mehr Eigenschutz zu befähigen.

Im zweiten Arbeitspaket erfolgt der Aufbau eines In-Kabel-Leistungsmesssystems „InKaMs“ zur metrologischen Charakterisierung von Ladevorgängen an Stromverkaufsautomaten. Hierbei wird ein Messsystem für elektrische Energie und Leistung zur Zwischenschaltung zwischen Fahrzeug und Stromverkaufsautomat aufgebaut. Dieses transportable Messsystem wird anschließend durch die Rückführung auf nationale Normale zu einem Referenzsystem.




In-Kabel-Leistungsmesssystems „InKaMs“
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