MAHLE International GmbH - Weiterentwicklung, Implementierung und Evaluierung einer neuartigen, kosteneffizienten, hochskalierbaren und netzdienlichen Ladeinfrastruktur

Projektpartner	Projektstandort	Kontakt
MAHLE International GmbH	Stuttgart	MAHLE chargeBIG GmbH Nicole Heinrich Pragstraße 26 - 46 70376 Stuttgart Tel.: 0170 / 1693162 nicole.heinrich@mahle.com   Die Bilder sind Eigentum der MAHLE GmbH

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Beschreibung

Projektbeschreibung

In diesem Verbundvorhaben wird durch MAHLE, dem Fraunhofer ITWM und eliso GmbH eine neuartige Ladeinfrastruktur für Parkhäuser entwickelt, die kosteneffizient und netzdienlich ist. Parkhäuser sollen dabei kostengünstig im großen Stil elektrifiziert werden, d. h. möglichst alle Parkplätze werden mit einer Lademöglichkeit ausgestattet. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Sofortprogramms Saubere Luft.

Für das konkrete Projekt wird eine Photovoltaikanlage eingebunden, deren Erzeugung als zusätzliche Ladekapazität zur Verfügung steht. Dabei kommen auch Verfahren zur kurzfristigen (wenige Tage im Voraus) Leistungsprognose zum Einsatz. Optional kann auch ein Batteriespeicher angebunden werden, der kurzfristig hohe Ladestrombedarfe abfedert und sich bei niedrigem Bedarf und/oder hoher Photovoltaikerzeugung auflädt. Aus Sicht des Netzbetreibers ergibt sich so der Idealzustand eines Netzanschlusses, der über lange Zeit hinweg eine konstante Leistung bezieht. Auch der Anschlussnehmer profitiert, da die Netznutzungsgebühren von der im Jahr bezogenen Maximalleistung im 15-Minuten-Intervall abhängen (Stichwort Peak-Shaving).

Auf der chargeBIG-Transparenzplattform Saubere Luft können Interessierte stetig aktualisierte Kennzahlen zur Stickoxid- bzw. CO₂-Emissionsminderung im Rahmen des chargeBIG Projekts einsehen.

Technische Beschreibung

Das Ladesystem chargeBIG besteht aus einer zentralen Steuereinheit – dem chargeBIG Ladeschrank – mit bis zu 36 einphasigen Ladepunkten mit fest angeschlagenem Kabel und Typ 2 Stecker. 
Ladepunkte mit dreiphasigen Ladeleistungen oder Ladekabel mit Typ 1 Stecker (?) können ebenfalls in das System integriert werden. Der zentrale Ladeschrank beinhaltet die notwendigen elektronischen Komponenten wie Ladecontroller, zentrale Energiemessung, Fehlerstromschutzschalter und Sicherungen. 
Die Ladelösung ist eichrechtskonform. 
Zudem sind die Ladepunkte stromlos wenn nicht geladen wird.
Der im Ladeschrank integrierte Stromzähler ist geprüft und zugelassen gemäß MID mit Aufsteckstromwandler.
Die separate eichrechtskonforme Messzählerlösung sitzt im verplombten Anreihschrank. 
Die Ladeleistung ist einphasig von 1,4 - 7,2 kW dynamisch gesteuert und abhängig von der Anschlussleistung.
Die einphasige Ausgangsspannung beträgt 230 V, die dreiphasige Ausgangsspannung liegt bei 400 V.

Umsetzung

Das Reallabor wurde am 16. Juli 2019 gemeinsam vom Fraunhofer ITWM und den Projektpartnern MAHLE und eliso GmbH in Stuttgart eröffnet.
Ausgestattet ist das MAHLE Parkhaus neben 100 Ladeplätzen mit bis zu 7,2 kW Ladeleistung pro Ladepunkt (AC Typ2 Stecker, Mode 3) auch mit einem Batteriespeichersystem und einer Photovoltaikanlage. Das Reallabor ermöglicht eine ganzheitliche Anforderungsanalyse und Lösungsfindung sowie die Erprobung zukünftiger Anwendungsszenarien. Dazu zählen die Installation von Ladeinfrastruktur an Standorten mit potenziell schwacher Netzanbindung und die möglichst hohe Integration erneuerbarer Energieerzeugung in den Ladeprozess.
Intelligente Algorithmen steuern die Ladeleistung der 100 Ladepunkte kontinuierlich von zentraler Stelle und passen sie dynamisch an die verfügbare Netzkapazität an. Die Aufteilung der vorhandenen Kapazitäten obliegt dabei dem Anschlussnehmer. Möglich sind beliebige Zuteilungsalgorithmen (gleichmäßige Verteilung der Kapazitäten, first come first serve, Priorisierung nach Ladepunkt, u. v. a. m.). Das Ergebnis ist ein System, das nicht nur dem Netzbetreiber gegenüber sicherer und vorhersehbarer, sondern auch dem Nutzer gegenüber fairer und transparenter ist.
Das Lastmanagement wird nicht nur für das Engpassmanagement (Maximierung der Ladeleistung bei gleichzeitig minimaler Netzbelastung), sondern auch für ein Überschussmanagement und somit zur maximalen Nutzung vor Ort erzeugter Photovoltaikenergie sorgen. Andere Erzeuger können analog integriert werden.
Die Anzahl an E-Fahrzeugen im Parkhaus steigt kontinuierlich an, so dass zum Stand Ende 2021 täglich ca. 35 % der elektrifizierten Stellplätze in Benutzung sind.

Kenndaten