Laden leicht gemacht

Plug & Charge und eRoaming sollen das Leben mit E-Autos vereinfachen – und mehr davon auf die Straße bringen

Für die Fahrer von Elektroautos ist das Nachladen der Batterie noch immer ein aufwendiger Vorgang – vor allem, weil sie beim Anmelden an der Ladesäule mit verschiedenen Karten hantieren und manuell zeitraubende Eingaben vornehmen müssen. IAV treibt darum das Konzept Plug & Charge voran: In Zukunft soll der Datenaustausch automatisch ablaufen, und es soll dank eRoaming auch keine Rolle mehr spielen, welcher Anbieter eine Ladesäule betreibt.

Wer heute sein Elektrofahrzeug an einer öffentlichen Ladesäule nachladen möchte, braucht mehrere Karten für die unterschiedlichen Stromlieferanten. „Der Fahrer muss die passende Karte ans Display halten und über ein Menü verschiedene Eingaben vornehmen. Erst dann fließt der Strom – wenn er Glück hat“, beschreibt Ursel Willrett, Senior-Fachreferentin für Infrastruktursysteme und Elektromobilität bei IAV, den unbefriedigenden Status quo.

„Unser Ziel ist es, dass das Fahrzeug automatisch den Kommunikationsprozess mit der Ladesäule startet. Dabei handeln beide unter anderem die Bedingungen für das Nachladen aus – etwa die Kosten.“ Es folgt nur noch eine kurze Abfrage beim Fahrer (zum Beispiel mithilfe einer App auf dem Smartphone), und danach wird geladen. Plug & Charge („Einstecken und Laden“) nennt sich die Idee und verweist auf den komfortablen „Plug & Play“-Mechanismus aus der IT-Welt.

Das manuelle Eintippen von Nutzerdaten würde damit künftig der Vergangenheit angehören – genauso wie das Hantieren mit verschiedenen Karten für die einzelnen Stromlieferanten, denn IAV treibt auch das eRoaming voran: Statt Verträge mit unterschiedlichen Energieversorgern abzuschließen, sollten die Kunden in Zukunft ihre Rechnungen nur noch von einer zentralen Stelle erhalten. Eine ähnliche Idee liegt auch dem Roaming beim Telefonieren zugrunde: Wer im Ausland sein Handy benutzt, bezahlt die anfallenden Gebühren später über seinen heimischen Provider – und nicht direkt an einen anderen Mobilfunkanbieter.

ISO 15118 komplett implementieren

Bevor Plug & Charge und eRoaming das Leben mit einem Elektrofahrzeug deutlich vereinfachen können, müssen Stromlieferanten, OEMs und Zulieferer aber noch einige Hindernisse aus dem Weg räumen. Das beginnt bereits bei der Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladesäule: „Die Norm ISO 15118 hat zwar einen hohen Funktionsumfang, ist aber noch recht neu – sie wurde erst im Sommer 2015 komplett fertiggestellt“, erklärt Willrett. „Darum sind viele Funktionen in den Fahrzeugen und Ladesäulen noch gar nicht implementiert oder noch nicht vollständig getestet.“ Derzeit beherrschen sie die DIN Spec 70121, die als „kleiner Bruder“ der großen ISO-Norm gilt und nur die Ladesteuerung beherrscht. Sie unterstützt beispielsweise kein Lastmanagement und den damit verbundenen Abruf von Tariftabellen – eine lastabhängige Abrechnung ist dadurch nicht möglich. Außerdem enthält sie auch keine Funktionen für die sichere Abrechnung zwischen Kunde und Stromlieferant.

Erste Voraussetzung für Plug & Charge und eRoaming ist darum die vollständige Implementierung der Norm ISO 15118 in Fahrzeuge und Ladeinfrastruktur. „Sie enthält Algorithmen für die Verschlüsselung der ausgetauschten Daten und legt die Struktur der digitalen Zertifikate fest, die während der Kommunikation als Unterschrift des Kunden dienen“, so Willrett. Gerade hier stellen sich derzeit aber noch viele Fragen: Wer verwaltet die Zertifikate langfristig? Was geschieht mit ihnen, wenn ein Kunde sein Fahrzeug verkaufen oder den Stromanbieter wechseln möchte? „All diese Fragen sind derzeit noch offen und Gegenstand von Diskussionen“, sagt Willrett. „IAV will diesen Prozess voranbringen und arbeitet aktiv an Normen im Umfeld der ISO 15118 mit.“

Gemeinsames Backend für die Abrechnung

Neben der Normierung kommt es auch auf eine gemeinsame Infrastruktur aller Beteiligten an. „Strom- und Mobilitätsanbieter sowie die OEMs sollten ein einziges Backend für die Abrechnung betreiben und eine zentrale Clearingstelle für den Versand der Rechnungen und die Verwaltung der Zertifikate einrichten“, schlägt Willrett vor. „Dieses System sollte mindestens europaweit funktionieren.“

Aufgabe der OEMs wäre es unter anderem, jedes Fahrzeug mit einem Zertifikat auszustatten und diese Information an das gemeinsame Backend weiterzuleiten. Die Stromanbieter müssten neben der Energieversorgung auch ihre aktuellen Tarife in die gemeinsame Infrastruktur einspeisen. Mobilitätsanbieter wären beispielsweise dafür zuständig, Zertifikate für ihre Verträge mit Kunden zu erstellen und zu verwalten.

Das gemeinsame Backend würde schließlich Zertifikatsinformationen verwalten, Vertragszertifikate bereitstellen und die angefallenen Kosten mit den Kunden abrechnen. Auch hier gibt es noch Normungsbedarf für einheitliche Kommunikationsprotokolle, die die Daten zwischen Ladestationen und den verschiedenen sogenannten Secondary Actors, die an das Backend angeschlossen sind, übertragen.

Ein wichtiger Aspekt bei der Umsetzung eines gemeinsamen Backends wird der Schutz personenbezogener und sicherheitsrelevanter Daten sein, denn während des Nachladens tauschen Fahrzeug und Ladesäule eine große Zahl von Informationen aus – darunter Anmeldeinformationen (unter anderem Name des Kunden, Zertifikate, Vertragsnummern), Benutzereinstellungen wie die Zahlungsmethode, Fahrzeuginformationen (unter anderem eine Identifikationsnummer und technische Parameter wie die maximale Ladeleistung) sowie Informationen über den Zustand der Ladesäule. Sie müssen sicher vor unbefugtem Zugriff und Veränderungen geschützt werden – sowohl beim Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Ladesäule als auch bei der Kommunikation zwischen Ladesäule und Backend.

Durchgängiges ITK-Konzept erforderlich

IAV treibt seit Jahren das Gesamtsystem E-Mobilität voran und beschäftigt sich auch mit den Anforderungen an die Infrastruktur und Fragen des Datenschutzes. „Hier ist ein durchgängiges ITK-Konzept erforderlich“, so Willrett, die schon zahlreiche Schulungen in diesem Bereich durchgeführt hat. „Denn nur dann wird es uns gelingen, die Akzeptanz der Elektromobilität weiter zu erhöhen und mehr E-Autos auf die Straße zu bringen.“