Ladeplanung: Finden statt suchen

25.08.2021 – Ein intelligenter Algorithmus verbindet unterschiedliche Auswahlkriterien für die Ladeplanung und führt Elektroautofahrer zielgerichtet zum bestgeeigneten Ladepunkt. Auch für Versorger und Netzbetreiber birgt das Tool interessante Optionen.

Es ist ein schwülwarmer Donnerstag, kurz vor sechs Uhr abends. Das Thermometer zeigt noch immer fast 28 Grad. Andrea Niedermeier steht mit ihrem neuen Elektro-Kleinwagen im Stau. Im Schritttempo schiebt sich die Blechlawine durch den Edeltrud-Tunnel nahe Karlsruhe. Jetzt ist Geduld gefragt, bis sie endlich zuhause im eigentlich nahen Bad Bergzabern angekommen ist. Plötzlich meldet sich der digitale Fahrassistent: „Bitte Reichweite beachten. Noch 20 Kilometer.“ Nun gilt es, eine nahegelegene Ladestation zu finden. Idealerweise eine Schnellladesäule mit Gleichstrom, an der eine Ladedauer von einigen Minuten reichen würde für den Heimweg. Deren Verfügbarkeit verbessert sich zunehmend. Laut Bundesnetzagentur sind im Sommer 2021 exakt 38.876 Normal- sowie 6.493 Schnellladepunkte am Netz. Allein im Großraum Karlsruhe hätte Andrea die Wahl zwischen rund 240 öffentlich zugänglichen Ladestellen.

Lade-App ITK
Der Intelligent Charge Planner greift auf bereits vorhandene Daten aus unterschiedlichen Quellen zurück. Foto: ITK Engineering GmbH

Mehr Komfort für Lade-Apps

Gleichzeitig existieren verschiedene Routing-Apps, die die nächstgelegenen Lademöglichkeiten identifizieren. „Diese Apps können dabei auf eine wachsende Zahl an Optionen zurückgreifen“, sagt Nikita Shchekutin, Software-Entwicklungsingenieur bei ITK Engineering, einer Tochterfirma von Robert Bosch. „Was all diese Apps allerdings nicht können: geeignete Ladepunkte nach weiteren, individuellen Kriterien filtern.“ Es könnte Andrea also durchaus passieren, dass sie zu einer defekten Ladestelle geführt wird oder drei weitere Fahrzeuge bereits vor ihr warten. Schlimmstenfalls müsste sie zum guten Schluss auch noch zu einem besonders teuren Tarif laden.

Abhilfe soll künftig der Intelligent Charge Planner schaffen, ein Software-Tool, das ITK seit Anfang dieses Jahres am Markt testet. „Wir haben das Feature entwickelt, um mithilfe Künstlicher Intelligenz die Batterieladeplanung smart und nachhaltig zu machen und einen optimalen Betrieb des Elektrofahrzeugs zu sichern – aus der Sicht des Fahrers, des Flottenbetreibers und auch des Energieerzeugers“, führt Shchekutin aus. Kern der Lösung ist ein sogenannter multikriterieller Optimierungsalgorithmus. Dieser kann bei der Suche nach der passenden Ladestation nicht nur die geographische Position des Fahrers berücksichtigen, sondern beispielsweise auch seinen aktuellen Stromtarif sowie die Wartezeit vor Ort in Echtzeit.

Der Intelligent Charge Planner greift auf bereits vorhandene Daten aus unterschiedlichen Quellen zurück, beispielsweise tagesaktuelle Daten zur Verkehrssituation und Störungsmeldungen, Daten von Ladeinfrastrukturbetreibern wie örtliche Strompreise, Stromleistung der jeweiligen Ladestationen oder auch Ladesteckertypen. Daneben fließen auch Umgebungsdaten wie Temperatur, Wind oder die Lage von Umweltzonen sowie Fahrzeugdaten und Reisevorlieben des Fahrzeugführers in die Suche mit ein. Daraus errechnet er algorithmisch in sogenannten Pareto-Fronten die optimale Route nach unterschiedlichen, individuell einstellbaren Präferenzen: kürzeste Fahrzeit, prognostizierte Verkehrssituation, niedrigste Ladekosten, höchste Lebensdauer der Batterie, geringster Energieverbrauch oder maximale Umweltfreundlichkeit. Entweder, der Fahrer selbst gibt seine Präferenzen an oder eine Flottenmanagement-Applikation entscheidet automatisch. Andrea wählt heute die Option, schnellstmöglich zu laden, um rasch daheim anzukommen.

Optimierung intelligentes Laden ITK
Multikriterielle Optimierung für intelligentes Laden. Grafik: ITK Engineering GmbH

Batterieladeplanung mit Netzstatus verknüpfen

Was besonders für Stadtwerke und Netzbetreiber von Interesse ist: Der Intelligent Charge Planner berücksichtigt nicht nur die Interessen der Autofahrer, sondern auch der Energieanbieter und Infrastrukturbetreiber. So könnte er beispielsweise die Batterieladeplanung mit dem aktuellen Netzstatus, also Lastspitzen in der Erzeugung erneuerbarer Energien oder Überlasten, verknüpfen. In diesem Fall würde der Fahrer stets zu der Ladestelle geführt, die für die Stabilität des Netzes am sinnvollsten ist. Auch dynamische Tarife lassen sich berücksichtigen. „Umgekehrt würde der Netzbetreiber detaillierte Informationen über die Auslastung einzelner Stationen bekommen und könnte diese bei der Planung miteinbeziehen,“ ergänzt Nikita Shchekutin. Praktisch umsetzbar ist dies über ein Software-as-a-Service-Modell, mit dem das Stadtwerk den Intelligent Charge Planner in seine eigenen Kunden- beziehungsweise Lade-Apps einbinden kann.

Nikita Shchekutin: „Aus technischer Sicht hat die Elektromobilität in Deutschland in den letzten Jahren wichtige Schritte nach vorne gemacht. Aber noch immer fehlt es an flächendeckender Infra­struktur und preisgünstigen Fahrzeugmodellen mit hoher Reichweite.“ Aus diesem Grund seien in der Bevölkerung vielfach noch Verunsicherung und Zurückhaltung gegenüber elektrisch betriebenen Fahrzeugen spürbar. „Lösungen wie der Intelligent Charge Planner können helfen, Elektrofahrzeuge noch alltagstauglicher zu machen sowie Vorbehalte gegenüber Reichweite, Ladein­frastruktur und Betriebskosten zu reduzieren.“ (pq)

ITK Engineering GmbH
Nikita Shchekutin
nikita.shchekutin@itk-engineering.de
www.itk-engineering.de

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