SMART Ziele
Die Arbeitsziele sollen „Spezifisch, Messbar, Anspruchsvoll, Realistisch, Terminiert“ (SMART) sein. In diesem Rahmen lassen sich für CiLoCharging folgende SMART-Ziele definieren:
Die Projektpartner entwickeln eine bedarfsgerechte, flexible „Optimization-as-a-Service“ Komponente, die unter Einbeziehung aller relevanten Eingangsdaten aus den einzelnen Domänen die Zuteilung der Ladeleistung an die einzelnen Fahrzeuge über die Zeit berechnet und optimiert. Berücksichtigt wird hierbei auch das aus umweltpolitischer Sicht sehr wichtige Kriterium der nachhaltigen Entlastung der Städte und Ballungsgebiete vom Wirtschaftsverkehr durch die Optimierung der Verkehrsführung und des Mobilitätsmanagements über offene Schnittstellen zu Smart City Plattformen.
Durch die Integration des optimierten Verfahrens für das Terminal-Lademanagement in ein intelligentes Energiemanagement, das neben den Randbedingungen der Logistik und den notwendigen Kommunikationsparametern für den Ladeprozess auch die Daten für die Energieversorgung des Terminals (Anschlussleistung an das elektrische Netz) berücksichtigt, ergibt sich eine mögliche Kostenreduzierung für die notwendige Anschlussleistung des Terminals, da Lastspitzen vermieden werden können.
Dieses Ziel wird iterativ und kontinuierlich weiterentwickelt, indem der Optimierungsalgorithmus nach der Implementierung simulativ evaluiert wird und mögliche Korrekturen und Verbesserungsmöglichkeiten eingebracht werden können, die dann wiederum in einer neuen Version des Algorithmus umgesetzt und erneut simulativ untersucht werden. Dadurch werden die Vorteile der Planungsprozesse und Ladefahrpläne im Vergleich zur vorhergehenden Version permanent überprüft, und das Optimierungspotenzial verschiedener integrativer Lösungen sowie die Adaption an unterschiedliche Optimierungsziele können verglichen werden.
Eine Voraussetzung für die Umsetzung der optimierten Ladefahrpläne ist die kommunikative Integration der Ladeinfrastruktur in das Gesamtsystem eines Logistikterminals. Für die Kommunikation zwischen Ladeinfrastruktur und Fahrzeug definiert der internationale Standard ISO/IEC 15118 sowohl die Erfassung der für die Optimierung erforderlichen Fahrzeugdaten als auch die Übermittlung der erzeugten Ladefahrpläne an die Fahrzeuge. Der für eine optimierte Integration der Ladevorgänge in die Gesamtabläufe erforderliche Datenaustausch wird so ermöglicht. Herstellerunabhängig (in Bezug auf Ladesäule und Elektrofahrzeug) kann damit durch Verwendung von standardisierten Lösungen auf unterschiedliche Ladesäulentypen und Fahrzeuge zugegriffen werden. Die Nutzung von Schnellladestationen im öffentlichen Raum zur Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten von Elektrofahrzeugen (EVs) soll möglich sein.
Im Zusammenhang mit SMART-Ziel 4 wird das Projekt bis Mitte 2022 auf Basis der Studie „Second-Life-Konzepte für Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen“ (2016) die Wirtschaftlichkeit solcher Konzepte für die Logistikbranche in Abhängigkeit vom Batterietyp aus heutiger Sicht beurteilen. Dazu werden die in der Studie beschriebenen Konzepte auf ihre Anwendbarkeit für Logistikfahrzeuge analysiert und die Konzepte für eine künftige sinnvolle Ertüchtigung und Weiterverwendung der Batterien aus Alt-EVs des Logistikterminals aktualisiert. Weiterhin werden Möglichkeiten und Wirtschaftlichkeit des Einsatzes als Batteriespeicher im Terminal zur weiteren Reduzierung der Energiekosten sowie zur Teilnahme des Terminals am Regelmarkt und zur Netzstabilisierung untersucht, mit dem Netzbetreiber diskutiert und mit Hilfe des CityMoS-Simulators bis zum Beginn der wesentlichen Phasen des Feldversuchs etwa Mitte 2022 evaluiert.
Die Koordination zwischen Energienetzbetrieb und Energiemanagement im Terminal ist mit Hilfe der Integration des optimierten Verfahrens für das Terminal-Lademanagement mit einem intelligenten Energiemanagement so zu erweitern, dass bidirektionaler Energieaustausch zwischen beiden Prozessen möglich ist. Das lokale Optimierungsverfahren berücksichtigt dabei neben den Randbedingungen der Logistik und den notwendigen Kommunikationsparametern für den Ladeprozess auch die Daten für die Energieversorgung des Terminals (Anschlussleistung an das elektrische Netz), sowie die Nutzung von Batteriespeichern und PV-Anlagen, so dass sich eine mögliche Kostenreduzierung für die notwendige Anschlussleistung des Terminals (Peak Shaving) ergibt, da Lastspitzen vermieden werden können. Offene Schnittstellen zum Austausch von Netzzustand und Leistungsbedarfen zwischen Stromnetz und Terminal werden hier ebenfalls betrachtet.
Smart Goal 1: Optimization of the charging management in the logistics terminal with the integration of the traffic management and the energy supply
Die Projektpartner entwickeln eine bedarfsgerechte, flexible „Optimization-as-a-Service“ Komponente, die unter Einbeziehung aller relevanten Eingangsdaten aus den einzelnen Domänen die Zuteilung der Ladeleistung an die einzelnen Fahrzeuge über die Zeit berechnet und optimiert. Berücksichtigt wird hierbei auch das aus umweltpolitischer Sicht sehr wichtige Kriterium der nachhaltigen Entlastung der Städte und Ballungsgebiete vom Wirtschaftsverkehr durch die Optimierung der Verkehrsführung und des Mobilitätsmanagements über offene Schnittstellen zu Smart City Plattformen.
Durch die Integration des optimierten Verfahrens für das Terminal-Lademanagement in ein intelligentes Energiemanagement, das neben den Randbedingungen der Logistik und den notwendigen Kommunikationsparametern für den Ladeprozess auch die Daten für die Energieversorgung des Terminals (Anschlussleistung an das elektrische Netz) berücksichtigt, ergibt sich eine mögliche Kostenreduzierung für die notwendige Anschlussleistung des Terminals, da Lastspitzen vermieden werden können.
Dieses Ziel wird iterativ und kontinuierlich weiterentwickelt, indem der Optimierungsalgorithmus nach der Implementierung simulativ evaluiert wird und mögliche Korrekturen und Verbesserungsmöglichkeiten eingebracht werden können, die dann wiederum in einer neuen Version des Algorithmus umgesetzt und erneut simulativ untersucht werden. Dadurch werden die Vorteile der Planungsprozesse und Ladefahrpläne im Vergleich zur vorhergehenden Version permanent überprüft, und das Optimierungspotenzial verschiedener integrativer Lösungen sowie die Adaption an unterschiedliche Optimierungsziele können verglichen werden.
SMART-Ziel 2: Umsetzung von ISO/IEC 15118 End2End und OCPP 2.0 für den Feldversuch
Eine Voraussetzung für die Umsetzung der optimierten Ladefahrpläne ist die kommunikative Integration der Ladeinfrastruktur in das Gesamtsystem eines Logistikterminals. Für die Kommunikation zwischen Ladeinfrastruktur und Fahrzeug definiert der internationale Standard ISO/IEC 15118 sowohl die Erfassung der für die Optimierung erforderlichen Fahrzeugdaten als auch die Übermittlung der erzeugten Ladefahrpläne an die Fahrzeuge. Der für eine optimierte Integration der Ladevorgänge in die Gesamtabläufe erforderliche Datenaustausch wird so ermöglicht. Herstellerunabhängig (in Bezug auf Ladesäule und Elektrofahrzeug) kann damit durch Verwendung von standardisierten Lösungen auf unterschiedliche Ladesäulentypen und Fahrzeuge zugegriffen werden. Die Nutzung von Schnellladestationen im öffentlichen Raum zur Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten von Elektrofahrzeugen (EVs) soll möglich sein.
SMART-Ziel 3: Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Konzepten für Second-Life-Batterien
Im Zusammenhang mit SMART-Ziel 4 wird das Projekt bis Mitte 2022 auf Basis der Studie „Second-Life-Konzepte für Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen“ (2016) die Wirtschaftlichkeit solcher Konzepte für die Logistikbranche in Abhängigkeit vom Batterietyp aus heutiger Sicht beurteilen. Dazu werden die in der Studie beschriebenen Konzepte auf ihre Anwendbarkeit für Logistikfahrzeuge analysiert und die Konzepte für eine künftige sinnvolle Ertüchtigung und Weiterverwendung der Batterien aus Alt-EVs des Logistikterminals aktualisiert. Weiterhin werden Möglichkeiten und Wirtschaftlichkeit des Einsatzes als Batteriespeicher im Terminal zur weiteren Reduzierung der Energiekosten sowie zur Teilnahme des Terminals am Regelmarkt und zur Netzstabilisierung untersucht, mit dem Netzbetreiber diskutiert und mit Hilfe des CityMoS-Simulators bis zum Beginn der wesentlichen Phasen des Feldversuchs etwa Mitte 2022 evaluiert.
SMART-Ziel 4: Bidirektionaler Leistungsfluss zwischen Logistikterminal und Verteilnetzbetreiber
Die Koordination zwischen Energienetzbetrieb und Energiemanagement im Terminal ist mit Hilfe der Integration des optimierten Verfahrens für das Terminal-Lademanagement mit einem intelligenten Energiemanagement so zu erweitern, dass bidirektionaler Energieaustausch zwischen beiden Prozessen möglich ist. Das lokale Optimierungsverfahren berücksichtigt dabei neben den Randbedingungen der Logistik und den notwendigen Kommunikationsparametern für den Ladeprozess auch die Daten für die Energieversorgung des Terminals (Anschlussleistung an das elektrische Netz), sowie die Nutzung von Batteriespeichern und PV-Anlagen, so dass sich eine mögliche Kostenreduzierung für die notwendige Anschlussleistung des Terminals (Peak Shaving) ergibt, da Lastspitzen vermieden werden können. Offene Schnittstellen zum Austausch von Netzzustand und Leistungsbedarfen zwischen Stromnetz und Terminal werden hier ebenfalls betrachtet.