Autonomes Fahren und Laden im ÖPNV

Im Projekt „ADVANTAGE – Automatische induktive Ladung von autonomen Elektrofahrzeugen in Logistik und Verkehr“ wird anhand eines Modellversuchs ein vollständig autonomes Laden von E-Fahrzeugen im ÖPNV erprobt.

Autonomes Fahren kann eine interessante Komponente der Energiewende im Verkehr sein, da es das Laden von E-Fahrzeugen zu ausschließlich günstigen Zeiten erlaubt – also dann, wenn es aus Sicht des Stromnetzes Angebot und Nachfrage gerade zulassen und es in den Betriebsablauf passt. Eine solche Festlegung von Ladezeitpunkt und -menge durch ein Computerprogramm ist insbesondere in Logistikflotten und im ÖPNV gut umsetzbar, da hier Wege und Fahrtzeiten meist wiederkehrend und planbar sind. Durch die Planbarkeit sind diese Verkehrssektoren auch gute Anwendungsfälle für autonomes Fahren.

Autonomes Fahren ermöglicht autonomes Laden

Im Projekt ADVANTAGE wird anhand eines autonom fahrenden Shuttles und Aufbau der entsprechenden Infrastruktur im Geschäftsgebiet der Regionalbus Ostbayern GmbH (RBO), ein solcher Betrieb erprobt und Daten gesammelt. Ziel des Vorhabens ist es, die Auswirkungen und Potenziale des zu entwickelnden Ladekonzeptes für autonome Fahrzeuge mit Blick auf Personaleinsatz, Betriebsoptimierung, Energiemanagement und Netzintegration zu analysieren. Dafür gilt es, geeignete Betriebsstrategien abzuleiten, mit denen die Einsatzzeiten der Fahrzeuge optimiert sind und die Aufladung der Fahrzeuge und damit die Netzintegration netzschonend erfolgen kann. Außerdem wird analysiert, wie der Eigenverbrauch von vor Ort erzeugtem grünen Strom maximiert werden kann.

Modellversuch liefert Daten für größere Flotten

Die Erprobung des Prototyps im realen Einsatz im Verkehrsgebiet der RBO dient als Grundlage für die Skalierung und Übertragung des Konzepts auf andere Einsatzgebiete. Denn auch wenn aktuell eher geringe Ladeleistungen bei autonomen Fahrzeugen zur Nachladung zum Einsatz kommen, wird die Flottenanwendung der Fahrzeuge höhere Netzanschlussleistungen erfordern. Darum sind netzschonende Energie- und Flottenmanagementsysteme zukünftig von großer Bedeutung.

Projektergebnisse fließen in Normung ein

Ein weiteres Projektziel ist es, die Ladeinfrastruktur des Shuttles mit induktiven Ladesystemen im Pkw-Bereich kompatibel zu machen. Zu diesem Zweck werden die Ergebnisse aus ADVANTAGE in die internationale Normungsarbeit von IEC und ISO einfließen.

Das RLI übernimmt in diesem vom BMWi geförderten und vom ifak Magdeburg geleiteten Projekt den Teil, bei dem es um die Analyse des Standorts und Erhebung des Potenzials sowie die Simulation des Shuttle-Betriebs geht. Ein Fokus liegt dabei auf den Szenarien zur Netzintegration und dem Zusammenspiel zwischen Fahrzeug und Leitstelle beim Energiemanagement. Sobald der Testbetrieb des Shuttles umgesetzt wurde, wird das RLI zudem die realen Messwerte nutzen, um seine Simulationen zu validieren und ggf. zu optimieren. Zusätzlich untersucht das RLI zukünftige Flottenanwendungen der entwickelten Technik durch Simulationen.

• Standortanalyse und Potenzialerhebung für den Betrieb des Shuttles
• Festlegung von Rahmenbedingungen für die simulativen Untersuchungen
• Analyse der Anforderungen an Energie- und Betriebsmanagement für elektrifizierte Flotten
• Erstellung konkreter Szenarien zur Netzintegration von elektrifizierten autonomen Flotten und Simulation dieser Szenarien
• Konzeptionierung der Ladestellenkommunikation für das Energie- und Flottenmanagement
• Entwicklung eines Simulationsmodells, welches die Ladevorgänge im Energiesystem am Testfahrzeug sowie mit Flotten autonomer Fahrzeuge abbilden kann
• Simulation des Betriebs des Testfahrzeugs und Test des Zusammenspiels des Energiemanagements zwischen Fahrzeug und Leitstelle
• Auswertung von Messdaten zur Validierung der Simulationen