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April 22, 2025
Suchen Sie nach einem umfassenden Leitfaden zum intelligenten Laden von Elektrofahrzeugen für Ladestationsbetreiber? Sie sind an der richtigen Stelle!
Lassen Sie uns eintauchen und einen detaillierten Blick auf das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen werfen, wie es funktioniert, welche Vorteile es bietet und wie Sie es auf den Betrieb Ihrer Ladestationen anwenden können.
Lesen Sie nach dem Lesen dieses Artikels unbedingt unseren Bericht Was ist OCPP und wie wird es für intelligentes Laden verwendet? um herauszufinden, wie Sie Ihre Ladevorgänge optimieren können.
Wenn Sie mehr über Energiemanagement und intelligentes Laden erfahren möchten, laden Sie unseren neuen Bericht herunter. „Energiemanagement 101: So laden Sie Elektroflotten effizient auf„.
Intelligentes Laden lässt sich am besten beschreiben, indem man mit dem normalen Laden beginnt.
Normales Aufladen beinhaltet, dass EV-Fahrer ihr Fahrzeug an eine beliebige Ladestation anschließen. Die Ladestation bietet maximale Ladeleistung bis zum EV-Batterie erreicht 100% SoC, und dann stoppt es automatisch den Ladevorgang.
Intelligentes Ladenbedeutet andererseits, dass der Ladevorgang direkt koordiniert und automatisch von einem zentralen System verwaltet wird. Anstatt alle Fahrzeuge mit der maximalen Kapazität der Ladestation aufzuladen, übernimmt das zentrale System die Steuerung und wendet intelligente Entscheidungen an. Das bedeutet, dass die Ausgangsleistung der Ladestation reduziert, erhöht, verzögert oder eine Kombination aus allen dreien erfolgt.
Intelligentes Laden bedeutet auch, dass der Fahrer eines Elektrofahrzeugs anhand seiner Abfahrtszeit oder der für eine Fahrt benötigten Energie darauf hingewiesen wird, welche Ladestation er auswählen sollte. Das mag wie ein weniger offensichtlicher Vorteil erscheinen, aber er wird immer wichtiger werden, wenn Unternehmen beginnen, langsame und schnelle Ladegeräte an Standorten zu kombinieren.
Planen Sie die Ladestrategie Ihrer Flotte mit unseren Ladesimulator für Elektrofahrzeuge, oder erfahren Sie, wie Ampcontrol Ihren Energieverbrauch noch heute optimieren kann, indem Sie Eine Demo anfordern.
Nicht zuletzt bedeutet intelligentes Laden für Elektrofahrzeuge auch, dass wir Ladestationen mit Kraftwerken und Energiespeichern verbinden können. Die Leistung sieht ähnlich aus wie bei einem Mikronetz. Das bedeutet, dass Sie je nach Versorgungsunternehmen die Gesamtverfügbarkeit an den Standorten erhöhen oder weniger Strom bereitstellen können.
Wir werden diesen Anwendungsfall später in diesem Artikel ausführlicher behandeln. Aber zuerst...
Wir werden gleich in den Technologie-Stack eintauchen.
Aber lassen Sie uns zunächst untersuchen, wie Sie intelligentes Laden anbieten können und was es beinhaltet.
Intelligentes Laden kann einfach oder extrem komplex und raffiniert sein. Langfristig werden die meisten Anwendungen einen ausgeklügelten Ansatz erfordern. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Fahrer einen schnellen und reibungslosen Ablauf erwarten. Mit anderen Worten — laden Sie schnell, wenn nötig, oder langsam und billig, wenn möglich.
Wir nähern uns auch vollständig vernetzten Fahrzeugen, die entweder mit der Ladestation oder mit Cloud-Lösungen kommunizieren.
Wenn Ihr Unternehmen ein eigenes zentrales Ladesystem oder sogar mobile Apps entwickelt hat, heißt das nicht, dass Sie einfach ein intelligentes Ladesystem hinzufügen können. Das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen basiert auf einer Echtzeit-Steuerungssoftware, die fortschrittliche Algorithmen verwendet. Es unterscheidet sich grundlegend von UX- oder UI-gesteuerten Anwendungen und IoT-Systemen, die mit Ladegeräten verbunden sind.
Aus diesen Gründen hier bei Amp-Control, wir haben uns auf die Entwicklung fortschrittlicher Produkte spezialisiert intelligente Ladelösungen für Ladestationsbetreiber (CPO) oder Flottenbetreiber. Diese Anwendungen können problemlos mit bestehenden Systemen verbunden werden, während Sie die volle Kontrolle darüber behalten, wie das intelligente Ladesystem Ihre Ladestationen oder Elektrofahrzeuge koordiniert.
Schauen wir uns einige der häufigsten Szenarien für intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen an.
Insgesamt können wir es auf 4 Anwendungsfälle für Ladestationsbetreiber eingrenzen. Bitte beachten Sie jedoch, dass es noch viele weitere für das Laden von Elektroflotten, Versorgungsunternehmen oder Mikronetzanwendungen gibt.
Nachfragegebühren sind Gebühren, die Energieunternehmen ihren Kunden für die Stromversorgung in Rechnung stellen. Diese Gebühren können leicht 50% der gesamten Stromrechnung ausmachen und sind beim Laden von Elektrofahrzeugen erheblich.
Die Grundformel für Bedarfsentgelte verwendet den gesamten Strombedarf (Kilowatt = kW) während eines Monats und einen festen Tarif pro kW.
kW Nachfrage * $/kW = $ Monatliche Bedarfsgebühr
Zum Beispiel:
400 kW * 12$ = 4.800$
Als Ladestationsbetreiber können Sie den Gesamtstrombedarf (kW) reduzieren und gleichzeitig die gleiche Energiemenge liefern (Kilowattstunden = kWh). Wenn ein Fahrzeug beispielsweise plant, über Nacht oder an einem langen Arbeitstag zu laden, ist das Fahrzeug länger als 8 Stunden an die Ladestation angeschlossen. Daher ist es nicht erforderlich, das Fahrzeug beispielsweise innerhalb von 2 Stunden schnell aufzuladen.
Reduzierung der Gesamtleistungsbedarf ist oft der erste und wichtigste Schritt bei der Anwendung von Smart Charging für Ladenetzwerke von Elektrofahrzeugen.
Die guten alten Zeiten der analogen Energiezähler sind vorbei. In vielen Ländern hatten wir einen einfachen Energiezähler, der den Energieverbrauch (kWh) im Laufe eines Jahres summiert. Am Ende des Jahres erhalten Sie entweder Geld zurück oder Sie mussten den überschüssigen Verbrauch an das Energieunternehmen zahlen.
Ladegeräte für Elektrofahrzeuge und moderne digitale Messsysteme ermöglichen eine wichtige Sache: flexible Energiepreise. Das bedeutet, dass Energie tagsüber mehr kosten kann als nachts. Wir können auch einen Schritt weiter denken, da Energie jede Stunde einen anderen Preis hat. Ähnlich wie zum Beispiel an der schwankenden Börse. In den meisten Fällen haben wir jedoch etwas dazwischen. In der Regel gibt es 2-3 Preispunkte pro Tag. Dies nennen wir Nutzungszeittarife (TOU-Tarife).
Warum sind TOU Tarife wichtig für das Laden von Elektrofahrzeugen? Nehmen wir an, Sie zahlen nachts 10 Cent pro kWh und tagsüber 30 Cent pro kWh. Es ist ziemlich offensichtlich, wann Sie den größten Teil Ihrer Ladevorgänge durchführen müssen, wenn Sie können, oder? Wir müssen also den Ladevorgang koordinieren, sodass wir die Gesamtladekosten reduzieren, indem wir die Vorteile der TOU-Tarife nutzen.
Stellen wir uns ein Szenario vor, in dem ein Fahrzeug um 9 Uhr morgens im Büro ankommt. Nehmen wir an, das Energieunternehmen definiert dies als Spitzenzeiten, in denen 50 Cent pro kWh berechnet werden. Also verzögern wir den Ladevorgang um 1 Stunde und der Preis sinkt um 30 Cent pro kWh, um bares Geld zu sparen.
Warum verwenden Versorgungsunternehmen TOU-Tarife? Nun, das ist schwer zu erklären — es könnte sogar in einem völlig neuen Artikel behandelt werden!
Die kurze Antwort lautet: für ein ähnliches wie Demand Charges — um den Energieverbrauch zu reduzieren, wenn weniger Energie verfügbar ist (weniger Sonnen- oder Windenergie) oder weil das Stromnetz mit hoher Nachfrage ausgelastet ist.
Nicht jedes Elektrofahrzeug ist gleich. Stattdessen kommt jedes Fahrzeug oder jeder Fahrer mit bestimmten Anforderungen an. Das gilt sowohl für öffentliche Ladenetze als auch für private Fahrzeugflotten.
Die beiden wichtigsten Parameter für intelligentes Laden sind: die geplante Abfahrtszeit und die benötigte Energiemenge (Ziel-SoC) des Fahrzeugs.
Ein einfaches Beispiel ist:
Bei einem optimierten Ladevorgang erhält Fahrzeug 2 die Priorität. Das könnte bedeuten, dass das Fahrzeug eine höhere Leistung von der Ladestation erhält oder dass das Fahrzeug früher als Fahrzeug 1 oder ähnliches mit dem Laden beginnen kann. Wenn der Standort eine hat Mischung aus AC- und DC-Ladegeräten, intelligentes Laden könnte Fahrzeug 2 sogar auf ein schnelles Gleichstromladegerät umstellen, um den Ladevorgang zu beschleunigen.
Bei dieser Optimierung werden die Energierate, die maximale Stromkapazität am Standort oder die Bedarfsgebühren nicht berücksichtigt. Stattdessen konzentriert sie sich ausschließlich darauf, eine pünktliche Abfahrt mit genügend Energie für die Fahrt zu erreichen.
In den meisten realen Fällen sehen wir nun eine Mischung der oben genannten Möglichkeiten.
In der Regel werden die Nachfragegebühren mit den TOU-Tarifen gemischt. Und obwohl sich öffentliche Ladenetzwerke vielleicht weniger um die Priorisierung von Fahrzeugen kümmern, ist dies für die meisten kommerziellen Flottenmanager die oberste Priorität.
Brauchen wir also einen Kompromiss zwischen diesen Optimierungszielen? Müssen wir uns für eines entscheiden?
Nein.
Intelligente Softwaresysteme für Elektrofahrzeuge haben gezeigt, dass mit der Optimierung funktionsübergreifende Optimierungsziele erreicht werden können, um die Kosten zu senken und die Zuverlässigkeit eines Ladenetzes zu erhöhen.
Tatsächlich haben wir bei Ampcontrol diese Mehrzieloptimierungen entwickelt, die problemlos in zentrale Ladesysteme implementiert werden können (z. B. OCPP Server).
Auf diese Weise können Sie die Kosten für den Netzausbau senken, Bedarfsgebühren vermeiden, die Energiekosten (pro kWh) senken, eine pünktliche Abfahrt sicherstellen und ausreichend Energie für einzelne Fahrten sicherstellen. Darüber hinaus gibt es technisch gesehen keine Einschränkungen, wie Die intelligente Ladesoftware funktioniert mit OCPP oder ähnlich.
In der Regel verwenden Ladestationsbetreiber (CPO) zentrale Lademanagementsysteme, um mit ihren Ladepunkten zu kommunizieren. Und in rund 80% der Fälle verwenden die Cloud-Systeme OCPP (Open Charge Point Protocol).
OCPP ist ein Standardprotokoll das ermöglicht die Kommunikation zwischen dem Backoffice und den Ladegeräten. Es ist die Grundlage für viele digitale Dienste wie Bezahlung, Authentifizierung, Fehlermanagement und auch intelligentes Laden.
Mit Mit OCPP 1.6 und 2.1 können Sie Ladebefehle an Ladegeräte für Elektrofahrzeuge senden. Das bedeutet, dass Sie die Ladevorgänge jederzeit fernsteuern können — manuell oder automatisch. Dies war bisher eine der bedeutendsten Innovationen in der Ladewelt.
Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, lesen Sie zunächst diesen Artikel zur Verwendung CChargingProfile-Nachrichten in OCPP.
Warum und wann müssen wir Fahrzeuge vernetzen?
Abhängig von Ihrem Optimierungsziel bei der Anwendung intelligenter Ladesoftware muss die Software die erwartete Abfahrtszeit und den Ladezustand (SoC) jedes Fahrzeugs ermitteln. Dies ermöglicht ein ausgeklügeltes und optimiertes Laden von Elektrofahrzeugen. Aber wenn Sie derzeit nicht in der Lage sind, an diesen Punkt zu gelangen, machen Sie sich keine Sorgen.
Wenn Sie vorhaben, Ihre intelligente Ladesoftware mit Fahrzeugen zu verbinden, gibt es 3 Möglichkeiten:
Erstens können Sie vorhandene Logging-Geräte verwenden, um Daten von den Fahrzeugsensoren an ein Cloud-System zu streamen. Das kann ziemlich nahtlos sein. Es funktioniert jedoch nicht für alle Automarken oder -modelle. Die gute Nachricht ist, dass es diese Geräte seit einigen Jahren für das klassische Flottenmanagement gibt.
Zweitens können Sie Telematiksysteme oder Cloud-Dienste von Fahrzeugherstellern verwenden, um auf Ihre Sensordaten zuzugreifen. Immer mehr Unternehmen haben diesen Dienst aktiviert, und das wird sich wahrscheinlich fortsetzen. Das bedeutet, dass das Fahrzeug über vorintegrierte Kommunikationssysteme verfügt, die Daten mit 5G oder ähnlichem an ein zentrales Cloud-System des Herstellers senden. Intelligente Ladesoftware wie Ampcontrol kann diese Datenpunkte dann überwachen. Auch hier ist keine zusätzliche Hardware erforderlich.
Drittens kann das Fahrzeug möglicherweise mit der Ladestation kommunizieren. Wie? Durch das Stromkabel. Daran haben viele Hersteller und OEMs von Ladestationen zusammengearbeitet und es ist bekannt als Norm ISO 15118. Wenn sowohl das Fahrzeug als auch die Ladestation über die erforderlichen ISO 15118, das Fahrzeug sendet SoC-Datenpunkte zur Ladestation. In einem zweiten Schritt sendet die Ladestation dann die SoC-Daten an das zentrale Ladesystem. Wie bei vielen neuen Technologien wird es eine Weile dauern, bis jedes Fahrzeug und Ladegerät diesen Standard unterstützt. Dennoch wird dies irgendwann der einfachste Weg sein, schnell und einfach auf Daten zuzugreifen und diese zu kommunizieren.
Jetzt haben wir die Grundlagen der intelligenten Ladetechnologie behandelt. Die nächste Frage lautet: Wie fange ich an?
Die einfachste und billigste Art zu starten sind Simulationen. Das bedeutet, dass Sie nicht sofort die gesamte Implementierung durchgehen. Stattdessen testen und analysieren Sie mögliche Ansätze virtuell.
Bei Ampcontrol definieren wir beispielsweise in der Regel gemeinsam mit den Kunden die Ziele für intelligentes Laden und richten dann ein ausgeklügeltes Simulationstool ein. Dies zeigt die möglichen Ergebnisse von Pionierprojekten in großem Maßstab.
Ein wesentlicher Vorteil der anfänglichen Ausführung von Simulationen besteht darin, dass Sie Ihre Annahmen in Frage stellen und Änderungen vornehmen können. Änderungen zu Beginn eines Projekts sparen allen Beteiligten Zeit, Geld und Mühe und sollten eher die Regel als die Ausnahme sein.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass Simulationen nicht auf Annahmen beschränkt sein müssen. Gute intelligente Ladesimulationen können aktuelle historische Daten von Fahrzeugen und Energie einspeisen. Dazu gehören beispielsweise Ankunftszeiten, Abfahrtszeiten, benötigte Energie und mehr.
Wir haben die Grundlagen der intelligenten Ladetechnologie, einige Anwendungsfälle und die Vorteile der Durchführung von Simulationen für zukünftiges intelligentes Laden behandelt.
Lesen Sie mehr über Smart Charging und OCPP in unserem Bericht: Was ist OCPP und wie wird es für intelligentes Laden verwendet?.
Ampcontrol ist eine Cloud-basierte Software, die sich nahtlos mit Ladenetzwerken, Fahrzeugen, Flottensystemen und anderen Softwaresystemen verbindet. Keine Hardware erforderlich, nur eine einmalige Integration.
