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Ladebuchse Elektroauto
Bildquelle: pixabay.com

Ladebuchse Elektroauto

Das Laden von Elektroautos soll bequemer und intelligenter werden. Möglich macht dies der internationale Standard ISO 15118. Eine erste Edition wurde zwar bereits 2014 veröffentlicht. In der Praxis ist davon bisher aber kaum etwas umgesetzt worden. Das kann sich ändern, wenn die endgültige Version verabschiedet wird.

Dr.  Marc Mültin rechnet damit, dass die zweite Edition der ISO 15118 im Jahr 2019 alle Gremien durchlaufen hat und weltweit umgesetzt wird. Voraussetzung ist allerdings, dass alle Marktteilnehmer wie Auto- und Ladesäulenhersteller sowie Energieversorger eingebunden werden.

Mültin ist von dem Standard überzeugt. Bereits in seiner Dissertation, die er am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) schrieb, beschäftigte er sich damit. Inzwischen ist er als IT-Experte selbstständig, berät Unternehmen bei der Umsetzung der Norm und sitzt seit 2010 im internationalen Standardisierungsgremium. 

Authentifizierungszertifikate direkt in die Fahrzeugelektronik integriert

Und darum geht es: Mit der Norm werden Vertragszertifikate in dem Fahrzeug installiert. Karten oder das Smartphone sind zum Laden nicht mehr nötig. Bei Plug& Charge muss nur noch das Kabel eingesteckt oder das Auto über die im Boden eingelassene Primärspule geparkt werden. Die sichere Authentifizierung und Autorisierung des Fahrzeugs für den Ladevorgang, die intelligente Ladesteuerung sowie die Abrechnung erfolgt automatisch. Der Fahrer muss sich um nichts kümmern.

Diese abgesicherte Kommunikation basiert auf digitalen Zertifikaten und Signaturen im Rahmen einer Public-Key-Infrastruktur (PKI). „Das ist ein zusätzlicher Benefit für den E-Auto Besitzer“, so Mültin. Das bietet mehr Komfort und mehr Sicherheit. Karten dagegen lassen sich leicht auslesen und können kopiert werden. „Mit der ISO-Norm wird eine kryptografisch abgesicherte Kommunikation aufgebaut -  Manipulationen sind nicht mehr möglich“, erklärt Mültin. 

ISO ermöglicht intelligentes Laden

Der weitere wichtige Punkt ist die Intelligenz, die der Ladesäule eingehaucht wird. Die Ladestation agiert als Server und reagiert somit auf Nachrichten des E-Autos. Über ein Ladesteuergerät teilt es mit, wieviel Energie die Batterie benötigt und wann sie benötigt wird. Das Auto muss nicht mehr sofort mit voller Leistung laden. Was im Moment noch Standard ist. Bei der Kommunikation setzt ISO 15118 auf Powerline (PLC) und einen TCP/IP-Protokollstack.

Damit lasse sich ein flexibler Ladefahrplan für jedes E-Auto individuell berechnen und das Netz vor einer Überlastung schützen – was auch einem teuren Netzausbau vorbeuge, erklärt der IT-Experte. „Mit der Intelligenz kann das Auto auch in das Energienetz eingebunden und das Potential der erneuerbaren Energien für das Laden genutzt werden“, erklärt Mültin. Die Ladesäulen erkennen, wann Strom aus regenerativen Energien zur Verfügung steht und nutzen ihn zum Laden von Elektroautos. Wird der Strom für andere Zwecke benötigt, wird der Ladevorgang unterbrochen. Damit entsteht ein smartes lokales Netz.

Fachgerechte Umsetzung notwendig

Die Norm ist kompliziert und besteht aus mehreren Teilen, die von der Beschreibung von Anwendungsszenarien und der Spezifikation der auszutauschenden Nachrichten auf allen Kommunikationsschichten für kabelgebundenes sowie kabelloses Laden bis zur Ausgestaltung von entsprechenden Konformitätstests reicht. Hunderte von technischen Anforderungen müssen erfüllt werden. „Wenn dies nicht korrekt umgesetzt wird, entstehen Fehler in der Kommunikation“, so Mültin.

Um das Wissen über diesen komplexen Standard zu verbreiten, stellt er neben seiner kostenlosen Open Source Implementierung „RISE V2G“auch digitale Informationsprodukte wie das E-Book „ISO 15118 Manual – Master the Vehicle-2-Grid (V2G) Communication Interface“ zur Verfügung. Der IT-Experte ist überzeugt: „Dieser Standard hat das Potential, innerhalb der nächsten Dekade Bestandteil eines jeden neu entwickelten Elektroautos zu sein und somit die Elektroautos zu mobilen flexibel steuerbaren Energiespeichern zu befähigen.“

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Relevante Links

Die Open-Source-Implementierung RISE V2G: https://github.com/V2GClarity/RISE-V2G

Infos zu dem E-Book: https://v2g-clarity.com/iso15118-manual/ Preis: 449 Euro.