Wie funktioniert öffentliche Ladeinfrastruktur?

18.05.2022

Die Elektromobilität und die damit notwendige Ladeinfrastruktur, sind ein viel diskutiertes Thema. Was muss zuerst ausreichend verfügbar sein, damit die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen zunimmt? Elektroautos oder die Lademöglichkeiten?

Der Lade Report 2020, Prognos AG bewertet das Thema wie folgt: “Die ausreichende Verfügbarkeit von Ladeinfrastruktur ist ein entscheidender Faktor beim Kauf eines Elektrofahrzeugs und dadurch auch für den Hochlauf der Elektromobilität. Ein vorauseilender Aufbau an öffentlich-zugänglicher Ladeinfrastruktur ist daher wichtig.”

Der Staat fördert den Ausbau der öffentlichen Ladeinfrastruktur mit attraktiven Förderprogrammen, um diesem Problem, der unzureichend verfügbaren Infrastruktur, entgegenzuwirken. Doch nicht nur der finanzielle Aspekt kann den Ausbau verlangsamen. Denn hinter der eigentlichen Ladestation steckt eine lange digitale Wirkkette, die dem Endnutzenden die Ladesäule letztendlich nutzbar macht. Wir schauen uns diesen digitalen Anteil an und klären unter anderem folgende Fragen:

Welche Systeme sind in der Ladeinfrastruktur beteiligt?

Wie funktioniert Ladeinfrastruktur
Grafik 1: Darstellung der beteiligten Systeme und Datenflussrichtungen von der Ladesäule bis zum Endnutzenden. Quelle: eigene Darstellung

 

Abkürzung Erklärung
EV Diese Abkürzung steht für Electric Vehicle, also das Elektroauto. EV steht in diesem Fall als Sammelbegriff für Plug-In Hybride Fahrzeuge (PHEV) und rein batterielektrische Fahrzeug (BEV).
EVSE Bedeutet Electric Vehicle Supply Equipment und ist nichts anderes als die Ladesäule, an der die Elektrofahrzeuge laden können.
CPO Der Charge Point Operator ist der Betreiber der Ladestationen. Dieser kümmert sich um den Aufbau, Inbetriebnahme und den laufenden Betrieb der Stationen. Dieser verwaltet die Stationsdaten (Standort, etc) und stellt sie den EMSP´s über eine Schnittstelle zur Verfügung.
EMSP Der E-Mobility Service Provider oder E-Mobility Provider (EMP) ist die Schnittstelle zu Kundinnen und Kunden. Er stellt in der Regel eine Ladekarte und App zur Verfügung, in der die Stationen verschiedener CPOs aufgeführt sind und Ladevorgänge gestartet bzw. gestoppt werden können. Der EMSP rechnet den Kundinnen und Kunden die geladene Energie ab und bezahlt den angebundenen CPOs den Strom.

(Info) CPO und EMSP können durchaus auch von einem Provider abgebildet werden.

Roaming Roaming Plattformen binden möglichst viele CPOs an, um eine möglichst hohe Anzahl an Ladepunkten anbieten zu können. Der EMSP kann sich entweder an die vielen CPOs direkt anbinden oder nutzt die Angebote der Roaming Plattformen, um schnell ein möglichst flächendenkendes Ladenetz anbieten zu können.

 

Wie landen die Ladesäulen in den verschiedenen Apps der Ladeanbieter?

Wie funktioniert Ladeinfrastruktur
Grafik 2: Darstellung über welche Systeme und Anbindungen die Standortinformationen in die Ladeapp des EMSP kommen. Quelle: eigene Darstellung

 

Jeder CPO betreibt verschieden viele Ladesäule und bündelt diese in seinem Backend. Die CPOs möchten ihre Ladesäulen möglichst vielen Elektroauto Fahrer:innen zur Verfügung stellen. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten:

  • Direktanbindung: Bei der Direktanbindung bindet sich der EMSP über eine Schnittstelle direkt an den CPO an und bekommt die Ladestationsdaten dieses einen CPOs.
  • Roaminganbindung: Die Roaming Plattformen vereinen die Ladestationsdaten vieler CPOs und bieten sie den EMSPs gebündelt an.

Über diese Anbindungen bekommt der EMSP, der seine Ladeapp betreibt, möglichst viele verfügbare Ladestationen, um diese den Elektroauto Fahrer:innen anzubieten. Zudem bekommt der EMSP über diese Schnittstellen die Information, ob eine Ladestation gerade blockiert oder frei ist.

 

Wie funktioniert ein Ladevorgang in einer öffentlichen Ladeinfrastruktur?

Wie funktioniert Ladeinfrastruktur
Grafik 3: Darstellung wie ein Ladevorgang autorisiert und anschließend den Elektroauto Fahrer:innen abgerechnet wird. Quelle: eigene Darstellung
  1. Das Elektrofahrzeug wird mit der Ladesäule verbunden.
  2. Die Nutzerin bzw. der Nutzer authentifiziert sich
    1. via RFID Karte: Die RFID Ladekarte wird an das RFID Scannerfeld der Ladesäule gehalten. Diese schickt die Autorisierungsanfrage der Karte an das CPO Backend. Im Falle einer Direktanbindung erfragt der CPO die Autorisierung direkt beim EMSP. Bei der Roaminganbindung wird die Anfrage an die Roaming Plattform gesendet. Bevor der CPO oder die Roaming Plattform die Anfrage an den EMSP schicken, prüfen sie ihre Whitelist. Ist die RFID Karte dort zuvor vom EMSP bereits autorisiert worden, wird die Autorisierungsanfrage direkt bestätigt, wenn nicht wird der EMSP angefragt. Ist die Autorisierungsanfrage erfolgreich, startet der CPO den Ladevorgang.
    2. via App: In der Ladeapp des EMSPs wählt die Nutzerin bzw. der Nutzer die gewünschte Säule aus oder scannt einen QR-Code an der Ladesäule, um für die gewünschte Ladesäule einen Ladevorgang zu starten. Das EMSP Backend leitet diese Anfrage entweder direkt oder über die Roaming Plattform an das CPO Backend weiter. Dieses sendet nun den Startbefehl an die Ladesäule und der Ladevorgang startet.
  3. Der Ladevorgang wird entweder mit der RFID Karte oder über die App beendet. Das CPO Backend erstellt nun einen CDR (Charge Detail Record) mit allen Informationen (Geladene Energie, Dauer, Ladestation an der geladen wurde, etc.) zum abgeschlossenen Ladevorgang. Anschließend schickt er den CDR entweder direkt zum EMSP oder über die Roaming Plattform. Dem Kunden werden seine Ladevorgänge in der App des EMSP zur Verfügung gestellt und auf der Rechnung aufgelistet. (siehe auch: Subscription Management – Public Charging)

 

Fazit

Man sieht, dass hinter dem Laden mit einer RFID Karte oder einer App, eine lange digitale Wirkkette steht. Sie macht die Ladestationen sichtbar, startet die Ladevorgänge oder ermöglicht eine reibungslose Abrechnung des geladenen Stroms. Das bedeutet auch, dass es mit dem reinen Aufbau von Ladestationen nicht getan ist, sondern auch im Hintergrund der digitale Weg bereitet werden muss.

Dieser digitale Bereich wird fleißig weiterentwickelt, um das Benutzererlebnis immer mehr zu verbessern. Features wie beispielsweise “Plug and Charge” sorgen dafür, dass für den Start des Ladevorgangs weder die RFID Karte noch die App benötigt wird, da die Autorisierung über das an die Ladesäule angesteckte Elektrofahrzeug geschieht. Dieses und weitere Features sollen dafür sorgen, dass die Elektromobilität immer mehr Leuten zugänglich gemacht wird und die allgemeine Akzeptanz zunimmt.

 

Mehr zu E-Mobility Ladelösungen erfahren

Zurück zur Übersicht

Kommentar verfassen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.

*Pflichtfelder

*