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Smart Grid / 12.02.2014

Projekt ELABOX: devolo und die Universität Duisburg-Essen entwickeln innovative E-Mobility Ladesäulen-Kommunikation

devolo

devolo entwickelt die E-Mobility-Lösungen der Zukunft: Gemeinsam mit der Universität Duisburg-Essen hat der weltweit führende Powerline-Spezialist eine E-Mobility-Ladebox entwickelt, die neben dem Ladevorgang auch eine bidirektionale Datenkommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation ermöglicht. Das Projekt "Entwicklung einer Ladebox für E-Mobile mit erweitertem Funktionsumfang", kurz ELABOX, dient neben der Ladekommunikation selbst auch zukunftsweisenden Services wie Authentifizierung an der Ladestation und Abrechnungsmanagement sowie Systemaktualisierungen oder Entertainment-Diensten und setzt auf den international anerkannten HomePlug Green PHY-Standard. Die Entwicklung des Prototyps wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert.

devolo und Uni Duisburg-Essen: Die Zukunft der Mobilität im Fokus

Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch. Doch auf dem Weg zum emissionsfreien Individualverkehr stehen viele Herausforderungen, beispielsweise die der Kommunikation zwischen Elektroauto und Ladesäule. Im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Forschungsprojekts haben sich Powerline-Spezialist devolo und die Universität Duisburg-Essen dieser Thematik zugewendet und einen Prototypen für die Ladesäulen-Kommunikation entwickelt.

Schlüsselfertige Lösung zur IP-basierten Kommunikation

Das entwickelte System umfasst den Einsatz von industrialisierten Komponenten wie Green PHY-Modul, Filter und Pilot-Line-Steuerung. Das erarbeitete Sicherheits- und Integrationskonzept sorgt für einen reibungslosen Einbau in bestehende Ladesäulen-Designs. Somit wurde das Ziel des Projekts erreicht, sämtliche Funktionen, die zum Betrieb einer Ladebox gehören, abzubilden. Diese umfassen neben dem AC-Laden mit implementierter Ladekommunikation nach IEC 61851 auch weitere Funktionen wie die Überwachung des Ladevorgangs, automatische Ladesteckerverriegelung, Schützschaltung zum Zuschalten und Trennen der Ladespannung sowie Ansteuerung der Signalleuchten und Taster.

Lösung auf Basis des Weltstandards HomePlug Green PHY

Maßgebend für die Entwicklung war der weltweite Standard ISO/IEC 15118-3, der die Powerline-basierte Verbindung zwischen E-Fahrzeug und Ladestation definiert. Die Datenkommunikation wird über HomePlug Green PHY realisiert - somit ist keine separate physische Verbindung für die Datenübertragung notwendig. Powerline nutzt das Ladekabel zur Übertragung, indem es das Datensignal der Ladeverbindung aufmoduliert. Dafür besitzen sowohl das Elektroauto als auch die Ladesäule ein entsprechendes Green PHY Modul.

IP-basierte Ladekommunikation und zukunftsweisende Services

Der IP-basierten Kommunikation nach ISO/IEC 15118-3 während des Ladevorgangs kommt aus verschiedenen Gründen eine wichtige Rolle zu: Zum einen wird so eine effiziente Ansteuerung und Überwachung des Ladevorgangs gewährleistet, zum anderen bietet die Technologie genügend Leistungsreserve für weitere Online-Servicedienste wie das automatische Einspielen von Systemupdates oder Entertainment-Angeboten während des Ladevorgangs.

Umfangreiches Testing des Prototyps als wichtiger Impuls für die Automobilindustrie

Die Herausforderung der Entwicklung bestand darin, die verschiedenen Übertragungstechnologien aus dem PLC-Bereich für E-Mobility nutzbar zu machen. Gleichsam galt es die Richtlinien der elektromagnetischen Verträglichkeit - insbesondere im Zusammenspiel mit der sensiblen Bordelektronik - zu gewährleisten.

Nach der Entwicklung und Herstellung eines Prototyps wurde ein umfangreicher Testlauf zu elektrischer Sicherheit und elektromagnetischer Verträglichkeit initiiert. Diesen konnte die ELABOX mit Erfolg abschließen. Die Automobilindustrie lobt die erfolgreichen Tests des ELABOX-Prototypen. So ist nun die grundsätzliche Eignung von PLC-Kommunikation im E-Mobility-Segment durch ausführliche Tests belegt.