Dynamische Reichweitenanzeige: Innovativer E-Mobility Dienst von doubleSlash mitkonzipiert und -designt

Über die Herausforderungen bei Elektrofahrzeugen wurde schon viel berichtet, sei es die Ladeinfrastruktur oder die geringere Reichweite im Vergleich zu Fahrzeugen mit klassischem Verbrennungsmotor. Eine der wichtigsten Fragen für den Fahrer eines E-Autos im Alltag ist, wie in Abhängigkeit des aktuellen Ladestandes der Antriebsbatterie die tatsächliche verbleibende Reichweite ist – denn diese kann je nach Fahrbahnbeschaffenheit und Außentemperatur variieren.

Wer schon einmal einen BMW i3 gefahren ist, hat dort in der Navigation mit Sicherheit ein besonderes Feature entdeckt, das es so bisher in der Automobilwelt nicht gegeben hat: Die dynamische Reichweitenanzeige oder auch Reichweitenspinne genannt. Sie zeigt unter Einbezug verschiedenster Parameter, wie Fahrmodi oder Sitzheizung, in Echtzeit an, wie weit das Fahrzeug mit dem aktuellen Ladestand kommt. doubleSlash hat die Konzeption und das Prozessdesign dieser innovativen Lösung mitgestaltet. Deshalb freut es uns umso mehr, dass die Lösung Ende letzten Jahres von „Computer Bild“ und „Auto Bild“ mit dem „Pionier-Award“ ausgezeichnet wurde.

Matthias Neher, Senior Business Consultant und Experte im Bereich E-Mobility bei doubleSlash, hat mit seinem Team an der Konzeption und Umsetzung der Reichweitenanzeige mitgearbeitet. Im Interview spricht er über die Herausforderungen beim Entwickeln dieses innovativen Dienstes und über die Zukunft vernetzter Fahrzeuge.

Was genau ist die dynamische Reichweitenanzeige und warum ist sie so innovativ, dass sie sogar einen Preis bekommen hat?

Matthias Neher: Die Reichweite von Elektrofahrzeugen hängt von sehr vielen Faktoren wie Temperatur, Fahrmodi, Umgebungsparameter usw. ab. Das Fahrzeug verbraucht beispielsweise bei Kälte mehr Energie und hat darum weniger für die Strecke zur Verfügung. Bei der Berechnung der Reichweite, müssen alle Energieverbraucher – von der Heizung bis zur Bord-Elektronik –, so genannte Nebenverbraucher, berücksichtigt werden. Diese Informationen kennt das Fahrzeug und übermittelt sie an das IT-Backend. Aber es gibt noch andere Faktoren, die die Reichweite beeinflussen. Dazu gehören z.B. Topologie (Höhenprofil der Karte), Verkehrsinformationen und Straßenkategorien (Autobahn oder Feldweg). Diese Umgebungsinformationen bekommt das Backend über externe Lieferanten, sogenannte Content Provider. Diese, auf bestimmte Inhalte spezialisierten Anbieter, ermöglichen die weltweite Nutzung dieser Informationen zur Umsetzung solcher Dienste.
Im Hintergrund laufen dann viele mathematische Prozesse ab und am Ende wird eine dynamische Reichweitenanzeige erzeugt. Die Innovation liegt darin, dass es bisher keinem Elektrofahrzeug-Hersteller gelungen ist, diesen Dienst flächendeckend und länderübergreifend umzusetzen und auszurollen.

Der BMW i3 ist das erste vollständig vernetzte Elektrofahrzeug der Welt. Durch die Verknüpfung von Technologie und Services entsteht ein hoher Kundenmehrwert. Was fehlt anderen Elektrofahrzeugen, was BMW mit ConnectedDrive im i3 vereint hat?

Matthias Neher: Der wesentliche Unterschied ist, dass bei einem BMW i3 die Konnektivität schon ab Werk integriert ist. Das Fahrzeug ist in jedem Land, in dem es verkauft wird, vollständig mit der Umwelt vernetzt. Für BMW ist der i3 das Musterauto, mit dem die konsequente Transformation zum ganzheitlichen Mobilitätsanbieter vollzogen wird. Alle i3-Dienste dienen letztendlich dazu, den Fahrer ganzheitlich entlang der gesamten Mobilitätskette optimal zu unterstützen. So kann zum Beispiel mit dem Dienst „Intermodales Routing“ eine Route mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln geplant werden. Auf der App habe ich die Route überall dabei – und wenn sich meine Pläne ändern, dann passt sie sich an. Das ist bisher einzigartig.

Um den Fahrer in seinen Mobilitätsplänen optimal und aktuell zu unterstützen, müssen sämtliche Informationen unabhängig und jederzeit zur Verfügung stehen. Was waren die Herausforderungen bei der Konzeption und im Design der Lösung?

Matthias Neher: Die wesentliche Herausforderung war, alle beteiligten Partner weltweit an das BMW-System anzubinden, vor allem unter Datenschutzgesichtspunkten – in Summe muss da einiges beachtet werden. Vor allem das Backend muss mit ganz unterschiedlichen Komplexitätslevels umgehen:

• Da ist einmal die Varianz in der Fahrzeugverbauung. Nicht jedes Fahrzeug ist gleich, es gibt viele verschiedene Ausstattungen.
• Dann kommen unterschiedliche Länderkennungen hinzu. Es kommt zum Beispiel vor, dass Informationen aus bestimmten Ländern diese nicht verlassen dürfen. Zu beachten sind auch die landes- oder marktspezifischen Anforderungen. Geodaten für den chinesischen Raum müssen beispielsweise erst umgerechnet werden, weil dort das Koordinatensystem ganz anders ist.
• Eine weitere Herausforderung ist die Datenübertragung zur Car-to-X-Schnittstelle. Das Fahrzeug empfängt und sendet eine Reihe von Daten. Diese Datenmenge muss aber gleichzeitig aus Kosten- und Performancegründen gering gehalten werden. Es gilt also abzuwägen, welche Daten tatsächlich übertragen werden sollen.
• Auch Service Level Agreements (SLA´s) sind eine wichtige Anforderung. Es muss sichergestellt werden, dass der angebotene Service immer zur Verfügung steht. Das löst man durch den Aufbau entsprechender Monitorsysteme und das Design der IT-Architektur und Betriebsprozesse.
• Und dann ist da noch die Anbindung der verschiedenen Content Provider. Hier helfen standardisierte Schnittstellen, die eine Entkopplung von IT-Komponenten ermöglichen. So können neue Provider einfach angebunden werden. Die Standardisierung macht diese vielen angebundenen Dienste außerdem wartungsfreundlicher.
• Zudem ist auf die Skalierbarkeit zu achten. Morgens im Berufsverkehr sind mehr Fahrzeuge unterwegs, als zu anderen Tages- und Nachtzeiten. Diese Peaks muss die technische Infrastruktur aushalten. Selbstverständlich kommen hier parallelisierte Serverinfrastrukturen zum Einsatz. Der Trend geht eindeutig in Richtung Cloud-Technologien wie AWS (Amazon Webservices) und Infrastrukturtechnologien wie Docker. Damit lassen sich zusätzliche Instanzen ganzer Anwendungen bei Bedarf starten, sodass die Masse an Anfragen performant bearbeitet werden kann.
• Ganz zentral ist natürlich das Thema Datenschutz. Alle Aufrufe vom Fahrzeug an den Content Provider müssen beurteilt und wo immer möglich anonymisiert werden. Das A und O ist daneben die sichere Datenübertragung sicherzustellen, weil ein Fahrzeug ja unter keinen Umständen gehackt werden darf.

Welche Problemstellungen im Automotive-Bereich können solche Anwendungen wie die Reichweitenanzeige in Zukunft noch lösen? Gartner prognostiziert, dass es bis 2020 eine viertel Mrd. vernetzte Fahrzeuge geben wird [1]. Gleichzeitig fehlen aber nach wie vor etablierte Standards. Wie sieht deiner Meinung nach die Zukunft der vernetzten Fahrzeuge aus?

Matthias Neher: Meiner Meinung nach wird es in den nächsten fünf bis sechs Jahren keine flächendeckende und markenübergreifende Car-to-Car-Kommunikation geben. Was aber zunehmen wird, ist die sensorgestützte Erfassung der Umwelt, wie sie beispielsweise heute schon mit den Fahrer-Assistenz-Systemen „Kollisionswarnung“ oder „Spurhalteassistent“ gegeben ist. Deshalb wird die Rechenpower im Fahrzeug kontinuierlich steigen. Darüber hinaus werden backendgestützte Dienste zur Optimierung der Fahrereffizienz an Bedeutung gewinnen, weil noch keine übergreifenden Standards etabliert sind, wie Fahrzeuge miteinander sprechen können.
Das Erfolgsmodell, das mit der Reichweitenspinne umgesetzt wurde, ist darum vielversprechend. Denn im Grunde können an das Fahrzeug noch beliebig viele Content Provider, die wertvolle Informationen mitbringen, angebunden werden und so den Fahrer sinnvoll unterstützen. Dank der IoT-Technologie sind da die Möglichkeiten noch lange nicht ausgeschöpft.

Quellen: