Auf in eine neue Zukunft: Depot- und Lademanagement für Elektrobusse

Vorteile beim „Overnight Charging‟

Hinsichtlich des Lademanagements werden aktuell noch immer das Laden im Depot („Overnight Charging“) und das Laden entlang der Strecke („Opportunity Charging“) als alternative Lösungsansätze diskutiert. Mittlerweile sind sich jedoch immer mehr Experten einig, dass ein Laden im Depot in Kombination mit smarten Lösungen eines BMS dem „Opportunity Charging“ vorzuziehen ist.

Denn dies bedeutet einen geringeren baulichen und logistischen Aufwand als die Ausrüstung zahlreicher Haltestellen im städtischen Gebiet mit der erforderlichen Ladetechnik. Diese ist daher aufgrund der zu erwartenden, schnellen Fortschritte in der Batterietechnik und der immer größer werdenden Reichweite auch aus der Langfristperspektive als die ökonomischere Variante einzustufen.

Integrierter Lösungsansatz vereint Lademanagement und Energieversorgung

Kostenvorteile durch intelligentes Lade- und Stromnetzmanagement

Ausschlaggebend für den Energieverbrauch ist nicht nur die zurückgelegte Strecke. Auch das Fahrverhalten, die Außentemperaturen oder äußere Faktoren im Einzugsgebiet, wie zum Beispiel Bauarbeiten und Umleitungen, sind relevante Einflussgrößen, die zu berücksichtigen sind. Genau jene ändern sich jedoch im laufenden Tagesbetrieb und bewirken einen schwankenden Energieverbrauch. Folglich ändern sich der Ladezustand und damit die verbleibende Reichweite jedes einzelnen Fahrzeugs quasi sekündlich – mit direktem Einfluss auf die Disposition.

Diese Zusammenhänge müssen auf Elektromobilität ausgelegte Betriebshofmanagementsysteme berücksichtigen. Das PSItraffic BMS überprüft kontinuierlich, welche Fahrzeuge am besten zu welchen offenen Umläufen passen. Dabei ist es nicht erforderlich stets alle sich auf dem Betriebshof befindenden Elektrofahrzeuge gleichzeitig, permanent oder bis zur vollen Batteriekapazität zu laden.

Das optimale Platzieren der Fahrzeuge im Betriebshof – angepasst an die vorhandene Ladeinfrastruktur – ist ebenfalls Aufgabe eines E-BMS. Dies ermöglicht auch, dass auf dem Betriebshof nicht für jeden Bus eine explizite Ladesäule erforderlich ist. Auf diese Weise können sowohl Platz und zum Teil auch Kosten bei der Ladeinfrastruktur gespart werden.

SmartPower überwacht Anschlussleistung und integriert sie ins BMS

Für das optimierte Steuern des Lademanagements hinsichtlich der Energieversorgung empfiehlt sich vor diesem Hintergrund das eigenständige Modul smartPower, welches die Anschlussleistung überwacht und in das BMS integriert oder über eine offene Schnittstelle an-gebunden wird. Es prognostiziert den gesamten Energiebedarf über den Tag und entwickelt eine sinnvolle Ladestrategie. Dabei muss Berücksichtigung finden, dass die Energieaufnahmen beispielsweise aufgrund verschiedener Batteriemodelle oder Fahrzeugdaten nie gleichmäßig sind. Daher speichert das E-BMS sowohl fixe Stammdaten wie die Batteriegröße als auch Fahrzeugdaten aus dem täglichen Betrieb, wie zum Beispiel den Energieverbrauch. Diese nutzt das System dann für die Prognoseberechnungen der täglichen Energieverbräuche.

Die Außentemperatur ist ein weiterer wesentlicher Einflussfaktor für den Energieverbrauch. Bis zu 40 Prozent der Batterieleistung kann der Energiebedarf der Heizung oder Kühlung in extremen Situationen kosten. Sinnvoll sind folglich ergänzende Prognosen darüber, welche Umläufe bei welcher zu erwartenden Tagesmindest- sowie -höchsttemperatur wie viel Energie im Laufe des nächsten Tages wahrscheinlich benötigen werden.

Für ÖPNV-Betriebe bietet sich zudem die Nutzung vorhandener Dienste und Lösungen aus dem Energiesektor an, die ein optimiertes Laden und damit auch den Bezug des Stroms jederzeit umfassend ermöglichen: nicht nur unter Beachtung der aktuell verfügbaren Stromnetzkapazitäten, sondern auch der Bedingungen des Energiemarktes (insbesondere Kosten). Perspektivisch können entsprechende Systeme dann auch für eine Rückspeisung vorhandener Batteriekapazitäten genutzt werden.

Hierzu Torsten Vogel: „ÖPNV-Betriebe stehen heute unweigerlich vor der Herausforderung, zum Schutz der Umwelt und der endlichen Energieressourcen die Technologien konsequent weiter zu entwickeln und mutig in die Praxis zu überführen. Mit dem PSItraffic E-BMS steht bereits ein praxistaugliches Softwaresystem zur Verfügung, welches die mit dem Einsatz der „sauberen“ Flotten verbundenen Problemstellungen löst und optimiert."