A-Z von EV Smart Charging - ein Glossar

August 15, 2022
EV Smart Charging Glossar

In den letzten Jahren haben Elektrofahrzeuge (EVs) weltweit in erstaunlichem Tempo an Akzeptanz und Nutzung gewonnen. Das Qualitätswachstum auf dem Markt für Elektrofahrzeuge fällt mit einer Zeit zusammen, in der die Welt nach neuen Methoden zur Aufrechterhaltung ihrer Stromnetze sucht. Zu diesen Methoden gehören unter anderem die Dezentralisierung des Stromnetzes und die Weiterentwicklung des Aufladens von Elektrofahrzeugen - das intelligente Aufladen von Elektrofahrzeugen.

Die Verbreitung von Elektrofahrzeugen in der globalen Automobilszene belastet die Stromnetze aufgrund ihrer hohen Abhängigkeit vom Netz. Um Energieangebot und -nachfrage auszugleichen und einen Zusammenbruch des Netzes zu verhindern, setzen die meisten Länder nun auf intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen.

Als Besitzer eines Elektrofahrzeugs oder als Flottenmanager ist es wichtig, die notwendigen Aspekte des intelligenten Ladens zu verstehen. Wenn Sie sich mit der Terminologie im Zusammenhang mit dem intelligenten Laden von E-Fahrzeugen vertraut machen (siehe unten), wird es nicht nur einfacher, Ihr Fahrzeug zu verwalten, sondern auch effektiv mit anderen Mitgliedern der E-Fahrzeug-Community zu kommunizieren.

AC-Ladung

Der in einer typischen EV-Batterie gespeicherte Strom ist Gleichstrom (DC), während der aus dem Netz kommende Strom Wechselstrom (AC) ist. Daher muss eine Umwandlung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs stattfinden, um diese beiden unterschiedlichen Ströme in Einklang zu bringen. Findet die Umwandlung im Fahrzeug statt, wird der Vorgang als AC-Laden bezeichnet.

Beim AC-Laden fließt der Wechselstrom vom AC-Ladegerät in das Fahrzeug und wird vom Ladegerät in Gleichstrom umgewandelt, der dann die Batterie des Fahrzeugs lädt.

Aktives Lastmanagement (ALM)

Wenn ein E-Fahrzeug an die Ladeinfrastruktur angeschlossen ist, konkurriert es nicht mit anderen Fahrzeugen und kann daher maximal aufgeladen werden. Wenn jedoch mehrere E-Fahrzeuge angeschlossen sind, besteht die Notwendigkeit, alle E-Fahrzeuge zu versorgen. Dies führt im besten Fall zu einem Ungleichgewicht und im schlimmsten Fall zu einer Abschaltung der an die Infrastruktur angeschlossenen elektrischen Anlagen.

ALM wird eingesetzt, um diese Fälle zu verhindern. Mit ALM können Gebäude problemlos mit Ladestationen für Elektrofahrzeuge kommunizieren, um die verfügbare Last gleichmäßig auf die Elektrofahrzeuge zu verteilen, ohne das Netz oder das Gebäude zu belasten.

Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEVs)

BEVs sind die einzige Klasse von Elektrofahrzeugen, die ausschließlich mit batteriebetriebenem Strom betrieben werden. Ihre Batterien, überwiegend Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion), die das Fahrzeug mit Energie versorgen und keinerlei Kohlenstoffemissionen freisetzen, lassen sich leicht an Ladestationen wieder aufladen.

Ladestation

Eine Ladestation, auch als EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) bezeichnet, ist eine der Komponenten, aus denen die gesamte Ladeeinrichtung besteht.

Eine Ladestation überträgt den Strom über einen oder mehrere Anschlüsse an ein Elektrofahrzeug, von denen jeweils nur einer aktiv sein kann. In Analogie zu einer Tankstelle kann ein Ladepunkt mit einem Tankschlauch verglichen werden, der den Strom direkt von der Zapfsäule erhält und ihn über die Zapfpistole an das Fahrzeug abgibt - im Falle von E-Fahrzeugen entspricht dies einer Ladesteckdose.

Betreiber von Stromzapfsäulen (CPO)

Ein CPO ist vergleichbar mit dem Manager einer Tankstelle. Er ist verantwortlich für die Installation und Wartung eines Ladepools - einer Einrichtung, die mehrere Ladestationen beherbergt und betreibt. Zu seinen Aufgaben gehören der Kauf und die Installation von Hardware wie Ladestationen, die Wartung des Netzanschlusses, die Preisfestsetzung für die Nutzung der Einrichtung und die Verwaltung der Verbindung zu eMobility Service Providern (eMSP).

Aufladestation

Während ein Ladepunkt ähnlich wie ein Tankschlauch funktioniert, kann eine Ladestation mit einer Zapfsäule verglichen werden, die über eine Benutzeroberfläche verfügt, die den Tank mit dem Fahrzeug verbindet. Eine Ladestation dient als Vermittler zwischen dem Stromnetz und dem E-Fahrzeug, regelt die Strommenge, zeigt den Preis für die E-Fahrzeugbesitzer und CPOs an und dient als wichtiges Instrument des aktiven Lastmanagements.

Eine Ladestation kann, genau wie eine Zapfsäule, mehrere Schläuche und mehr als eine Ladestation haben, von denen jede jeweils nur ein Fahrzeug versorgen kann.

Ladestations-Management-System (CSMS)

CSMS ist eine Sammlung von Werkzeugen, die zusammenarbeiten, um die Betreiber von Ladestationen zu unterstützen und es ihnen zu ermöglichen, EV-Ladepools besser zu verwalten. Diese Systeme umfassen Technologien wie die EV Smart Charging Software, die intelligentes Laden möglich macht und den Prozess vereinfacht.

Kombiniertes Ladesystem (CCS)

Das CCS ist eine Schnelllademethode, die in den letzten Jahren in Europa und Nordamerika immer beliebter geworden ist. Es wurde als Reaktion auf den langsamen Typ-2-Stecker entwickelt (siehe unten).

Die Zahl der Elektroautos steigt rapide, und der Bedarf an schnelleren Lademöglichkeiten nimmt entsprechend zu. Der CCS-Stecker kombiniert den Typ-2-Stecker mit zwei weiteren Gleichstromleitungen, die mit deutlich höheren Spannungen als der Typ-2-Stecker arbeiten. Diese Kombination beschleunigt das Laden von Elektrofahrzeugen über das normale Maß hinaus.

Anschluss

Wie beim Aufladen von Smartphones sind auch beim Laden von Elektrofahrzeugen zwei Anschlüsse erforderlich: ein Stecker für die Ladestation und ein weiterer für die Steckdose. 

Die Ladegeschwindigkeit eines E-Fahrzeugs hängt vor allem von der Art der verwendeten Steckverbinder ab.

Hier erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten von Steckern und ihre Eignung für Ihr EV.

DC-Ladung

Die Gleichstromladung ist einfach das Gegenteil der Wechselstromladung. Der Unterschied zwischen den beiden liegt in der Art der Stromumwandlung. Beim AC-Laden wird der Wechselstrom in dem im Fahrzeug installierten Ladegerät in Gleichstrom umgewandelt. Bei der Gleichstromladung hingegen wird eine Ladestation verwendet, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln kann, bevor der Strom in das Fahrzeug geleitet wird.

Reaktion auf die Nachfrage

Eine der zentralen Ideen des intelligenten Ladens von Elektrofahrzeugen ist ein effektives Netzmanagement durch die Reaktion auf die Nachfrage.

Nachfragesteuerung findet statt, wenn Energieverbraucher und Netzbetreiber miteinander kommunizieren, um eine optimale Nutzung und Übertragung von Strom zu erreichen. Mit intelligentem Laden können die Besitzer von E-Fahrzeugen aus der Ferne steuern, wie und wann ihre E-Fahrzeuge geladen werden. Auf diese Weise können sie zu Zeiten mit geringerer Nachfrage aufladen und so das Stromnetz entlasten.

Verteilungsnetzbetreiber (DNO)

Der VNB ist der Vermittler zwischen dem Stromnetz und dem Energieversorger, der die Ladestationen für Elektrofahrzeuge mit Strom versorgt. Daher kann der CPO die notwendigen Installationen nicht durchführen, ohne sich mit dem DNO in Verbindung zu setzen, der für die Menge und Geschwindigkeit der Stromverteilung verantwortlich ist.

Zuschuss für Ladestationen für Elektrofahrzeuge

Der Zuschuss für Ladestationen ist ein Programm der britischen Regierung, das bis zu 75 % der Gesamtkosten für die Installation von intelligenten Ladestationen in Haushalten in ganz Großbritannien finanziert.

Elektrofahrzeug-Dienstleister (ESVP)

EVSPs bieten Punkt-zu-Punkt-Aufladung von E-Fahrzeugen an, indem sie sowohl die Leistung der Ladestationen als auch die Erfahrungen der Fahrer berücksichtigen.

Es handelt sich dabei um Einrichtungen, die sich mit verschiedenen Aspekten des Ladens von E-Fahrzeugen befassen, z. B. mit dem öffentlichen Laden, dem Laden in Privathaushalten, dem Laden in Fuhrparkdepots, dem Laden am Arbeitsplatz usw., um sowohl den CPOs als auch den E-Fahrzeugbesitzern die bestmögliche Erfahrung zu bieten.

Anbieter von eMobilitätsdienstleistungen (eMSP)

eMSPs können als die andere Seite der CPOs bezeichnet werden. Während CPOs sich um das Wohlergehen von EV-Ladepools kümmern, sind eMSPs eher auf den Fahrer ausgerichtet. Ihre Dienstleistungen umfassen:

  • Ausführliche Informationen über Ladestationen und deren Navigation.
  • Vorschläge für geeignete Ladepunkte.
  • Unterstützung der Fahrer bei der Anpassung ihrer Ladezeiten.

EV-Ladegerät

Entgegen einem weit verbreiteten Missverständnis handelt es sich bei einem Ladegerät nicht um eine Ladestation oder einen Ladepunkt, sondern um ein im Fahrzeug eingebautes Gerät. Beim Laden mit Wechselstrom ist es beispielsweise das Ladegerät, das den Wechselstrom aufnimmt und in Gleichstrom umwandelt, bevor es die Fahrzeugbatterie auflädt, auch Ladegerät genannt.

EV-Treiber

Ein E-Fahrer fährt ein E-Fahrzeug und lädt es zu Hause, in der Öffentlichkeit und am Arbeitsplatz auf.

Aufladen zu Hause

Wie der Name schon sagt, kann ein Elektroauto zu Hause aufgeladen werden, indem man es zu Hause auflädt. Es gibt jedoch verschiedene Stufen des Heimladens, nämlich: Stufe 1 und Stufe 2.

Die DV-Ladestufe 1 ist langsamer und liefert einen haushaltsüblichen Ausgangsstrom von 110 oder 120 Volt. Stufe 2 hingegen verdoppelt den Ausgangsstrom von Stufe 1 bei 220 oder 240 Volt oder mehr.

Hausenergie-Management-System (HEMS)

Das Aufladen von Elektrofahrzeugen zu Hause erfordert eine gemeinsame Nutzung der Energie mit anderen Haushaltsgeräten. Wenn dies nicht gut gehandhabt wird, kann dies den Energieverbrauch im Haushalt stören. Die effektive Einbindung der Harmonie zwischen Haushaltsgeräten und DV-Lademöglichkeiten in Bezug auf das Stromnetz ist HEMS.

HEMS verfügt über zwei Arten von Lastmanagement: statisches und dynamisches. Das statische Lastmanagement priorisiert den Energiebedarf von Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge und beeinträchtigt andere Geräte. Das dynamische Lastmanagement ähnelt dem ALM, da es jedes zu ladende Gerät berücksichtigt und die Last gleichmäßig verteilt.

ISO 15118

ISO 15118 ist eine internationale Norm zur Vereinheitlichung der digitalen Kommunikationsvereinbarungen, die EVs und Ladestationen beim Aufladen einhalten müssen.

Besuchen Sie diese Seite, um mehr über die Protokolle zu erfahren.

Stufen 1, 2 und 3 Aufladen

Beim Laden von Elektrofahrzeugen gibt es, wie beim Laden von Smartphones, verschiedene Stufen, die die Geschwindigkeit und Qualität des Ladevorgangs bestimmen.

Stufe 1, die langsamste von allen, bietet bei voller Ladung drei bis fünf Meilen pro Stunde. Diese Art des Aufladens erfolgt, indem Sie Ihr Elektroauto an eine normale Ladestation an der Wand anschließen.

Mit Level-2-Ladung hat das Elektroauto bei maximaler Aufladung eine garantierte Reichweite von etwa 75 Meilen.

Mit einer Ladestation der Stufe 3 hat ein Elektrofahrzeug eine maximale Reichweite von 298 Meilen. 

Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion)

Li-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer hohen Energie pro Masseneinheit und ihres Leistungsgewichts der vorherrschende Batterietyp in Elektrofahrzeugen.

Meilen pro Kilowattstunde (Meilen pro kWh)

Die Kilometer pro kWh eines E-Fahrzeugs entsprechen den Kilometern pro Gallone, die für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor (ICEVs) verwendet werden. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viele Kilometer ein E-Fahrzeug mit einer kWh Strom fahren kann.

Wenn die Batterie eines Elektroautos eine Kapazität von 60 kWh und einen Wirkungsgrad von 3 Meilen pro kWh hat, kann sie mit einer vollen Ladung 180 Meilen zurücklegen.

Motor

Neben der Batterie ist es der Elektromotor, der ein Elektroauto zu dem macht, was es ist. Die Motoren werden mit Strom aus der Batterie versorgt und treiben das Elektrofahrzeug an.

Ein guter Automobilmotor muss ein hohes Anlaufdrehmoment, eine hohe Leistungsdichte und einen hohen Wirkungsgrad haben. Zu den bekanntesten Motoren in E-Fahrzeugen gehören Gleichstrom-Serienmotoren, bürstenlose Gleichstrommotoren, Permanentmagnet-Synchronmotoren, geschaltete Reluktanzmotoren und Drehstrom-Induktionsmotoren.

Off-Peak-Ladung

Schwachlastzeiten sind Zeiten, in denen die Nachfrage aus dem Stromnetz deutlich sinkt, in der Regel nachts. Wenn EV-Besitzer ihre EVs in dieser Zeit aufladen, nennt man das Off-Peak-Laden.

Durch die Nutzung von Ladevorgängen außerhalb der Spitzenlastzeiten sparen die Besitzer von Elektrofahrzeugen nicht nur die Ladekosten, sondern entlasten auch das Stromnetz, das andernfalls während der Spitzenlastzeiten belastet worden wäre.

Allianz für offene Ladung (OCA)

Die OCA ist ein weltweiter Zusammenschluss von öffentlichen und privaten EV-Infrastrukturbetreibern mit dem gemeinsamen Ziel, offene Standards durch zwei verschiedene Protokolle zu fördern:

  • Das Open Charge Point Protocol (OCPP) beinhaltet Verpflichtungen für das Laden von Elektrofahrzeugen, wie z.B. zusätzliche Funktionen für intelligentes Laden, Sicherheit, verbesserte Transaktionsabwicklung, usw.
  • Open Smart Charging Protocol (OSCP) - eserstellt und informiert Netzbetreiber über Prognosen zur verfügbaren lokalen Produktions- und Erzeugungskapazität, sorgt für die Anpassung der Produktion und Erzeugung von Flexibilitätsressourcen an die Netzkapazität usw.

Anschließen und Aufladen (P&C)

P&C ist eine technologische Idee, die von ISO 15118 initiiert wurde (siehe oben). Die Initiative zielt darauf ab, das Laden von Elektrofahrzeugen für die Fahrer benutzerfreundlicher zu machen.

Es handelt sich um einen Automatisierungsprozess, der die Daten des Fahrers erfasst, sobald er sein Fahrzeug anschließt. Mit P&C müssen die Fahrer nicht mehr wiederholt Zahlungen leisten, Barcodes scannen, ihre E-Fahrzeug-Identitätsdaten manuell eingeben usw.

Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV)

PHEVs sind eine Art von Elektrofahrzeugen, die sowohl eine Batterie als auch einen Verbrennungsmotor für den Betrieb nutzen. Das Fahrzeug wird zunächst mit der Batterie betrieben und schaltet dann automatisch auf den Verbrennungsmotor um.

Die Batterien von PHEVs können auf drei Arten aufgeladen werden:

  • An Ladestationen - entweder AC-Laden oder DC-Laden.
  • Regeneratives Bremsen - Energie, die aus der umgekehrten Kraft beim Bremsen gewonnen wird.
  • Kraftstoffgesteuertes Laden - der Kraftstoff im Verbrennungsmotor wird verwendet, um genügend Strom zum Laden der Batterie zu erzeugen.

Öffentliche Abgaben

Öffentliche Ladestationen sind, im Gegensatz zu Ladestationen zu Hause oder am Arbeitsplatz, nicht exklusiv. Aufgrund ihrer leichten Zugänglichkeit reduzieren öffentliche Ladestationen die Notwendigkeit für E-Fahrzeuge, wie z.B. PHEVs, während der Fahrt auf ICE umzuschalten.

Radiofrequenz-Identifikation (RFID)

RFID ist die eindeutige Identität von E-Fahrzeugen und E-Fahrern und wird zur Identifizierung und Bezahlung von Ladevorgängen verwendet. Die Fahrer von E-Fahrzeugen besitzen in der Regel RFID-Karten, um die Bezahlung der Ladevorgänge zu erleichtern.

Diese Methode ist jedoch mühsam und kann durch Vergesslichkeit des Fahrers, Kartenverlust oder andere Missgeschicke überfordert sein. Diese Redundanz ist eine der Herausforderungen, die die Plug-and-Charge-Initiative (siehe oben) lösen soll.

Bereich

Die Reichweite eines E-Fahrzeugs besteht aus den Kilometern, die es mit einer vollen Ladung zurücklegen kann. Die Faktoren, die die Reichweite eines E-Fahrzeugs beeinflussen, reichen von physischen bis hin zu verhaltensbedingten Faktoren: Reifen, Wetter, Fahrstil usw.

Reichweitenangst

Reichweitenangst ist das Gefühl, das Fahrer von E-Fahrzeugen haben, wenn sie einen niedrigen Batteriestand feststellen und keine Alternativen in Sicht sind. Die Reichweitenangst ist einer der Hauptgründe für die Weigerung der Menschen, auf E-Fahrzeuge umzusteigen.

Reichweite pro Stunde (RPH)

RPH ist das Maß, nach dem Ladegeräte für Elektrofahrzeuge eingestuft werden. Mit dem Wissen um die RPH ihres E-Fahrzeugs können die Fahrer abschätzen, wie weit das Fahrzeug fahren kann.

RPH wird hauptsächlich von der Kapazität der Ladestation, der Effizienz des Fahrzeugs und dem Ladezustand des Fahrzeugs bestimmt.

Roaming-Netzbetreiber (RNO)

RNOs bieten sowohl für CPOs als auch für E-Fahrer wichtige Dienstleistungen an. Roaming ermöglicht es E-Fahrern, jede beliebige Ladestation zu nutzen, ohne sich eindeutig als Kunde dieser Einrichtung oder Station zu identifizieren. Es sorgt für eine fließende Verbindung zwischen Fahrer und Station.

Ladezustand (State of Charge, SoC)

Das SoC eines Elektrofahrzeugs misst die aktuell in der Batterie verfügbare Strommenge. Das SoC ist vergleichbar mit der Tankanzeige in einem ICEV und bereitet den EV-Fahrer auf die nächste Aktion vor.

Aufladevorgang

Das passiert, wenn Autofahrer die Zeit, in der ihr E-Fahrzeug geparkt ist, nutzen, um es aufzuladen, anstatt die Batterie vor dem Aufladen zu entladen.

Typ-1- und Typ-2-Stecker

Stecker des Typs 1 ermöglichen Schnellladungen mit einer Leistung zwischen 3,7 kW und 7,5 kW Wechselstrom, was einer Geschwindigkeit von 12,5 bis 25 Meilen pro Stunde entspricht.

Die Stecker des Typs 2 bieten dagegen eine schnellere Aufladung zwischen 22 kW und 43 kW, was eine RPH zwischen 30 und 90 Meilen pro Stunde ergibt.

Vehicle-to-Grid (V2G) Aufladung

V2G ist eine intelligente Ladetechnologie, die es den Batterien von Elektrofahrzeugen ermöglicht, inaktiven Strom in das Netz zurückzuspeisen, um das Netzmanagement zu verbessern.

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