Die Zukunft der EV-Ladeinfrastruktur: Herausforderungen beim Einsatz in großem Maßstab
Monat für Monat werden mehr Elektrofahrzeuge (EV) auf die Straße gebracht. Derzeit sind schätzungsweise 3 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen der USA unterwegs (1 % des gesamten Verkehrsaufkommens). Umweltaspekte, verbesserte Batteriekapazitäten und die Möglichkeit zur Senkung der Treibstoffkosten lassen die Nachfrage steigen. S&P Global Mobility rechnet damit, dass die Verkäufe von Elektrofahrzeugen in den USA bereits in sieben Jahren einen Anteil von 40 % am gesamten Pkw-Absatz erreichen werden.
Angesichts dieser Entwicklung wird mehr Ladestationeninfrastruktur benötigt, damit die Fahrzeuge auch unterwegs geladen werden können.
Noch ist es je nach Standort schwierig, eine Ladestation für ein E-Fahrzeug zu finden – das wird sich jedoch bald ändern. Laut dem US-Energieministerium gibt es bereits zehntausende von Ladestationen, die in den wichtigsten Gebieten des Landes als Ergänzung zum Laden in Privathaushalten zur Verfügung stehen. Doch angesichts des wachsenden Interesses an Elektrofahrzeugen und des Engagements der US-Regierung bei der Finanzierung von Programmen wie dem Bipartisan Infrastructure Law (Zweiparteien-Infrastrukturgesetz) und dem US-Inflation Reduction Act prognostiziert die Internationale Energieagentur (IEA), dass in den kommenden Jahren mehr als 1,3 Millionen EV-Ladestationen in den Vereinigten Staaten installiert werden.
Diese Ladestationen werden immer häufiger an Orten wie Einzelhandelszentren, Flughäfen, Innenstädten, Universitätsgeländen, Bürogebäuden, Restaurants und sogar an neuen Ladestationen entlang der Autobahnen zu finden sein.
Ein Einblick in EV-Ladestationen und ihre Kommunikationsweise
EV-Ladestationen sind ein gutes Beispiel für das ultimative IoT-Gerät. Zur Unterstützung ihrer Kapazitäten und ihres Leistungsniveaus sind jede Menge intelligente Funktionen erforderlich.
An einem Ende der Ladestation befindet sich das Stromnetz, aus dem das Ladegerät den Strom bezieht. Am anderen Ende wird ein Elektroauto mit Strom aufgeladen. Und dazwischen wird es richtig interessant!
Was passiert in einer E-Ladestation – und warum ist das wichtig?
Verschiedene Geräte und Komponenten sorgen dafür, dass die Ladestation ihren Zweck erfüllt und wie erwartet funktioniert:
- ein Gerät für das Energiemanagement
- ein Gerät zur Abwicklung von Zahlungsvorgängen (Kreditkarte, Tap-to-Pay oder etwas anderes)
- ein Gerät zur Anzeige von Inhalten wie Werbung oder Richtlinieninformationen
- ein On-Board-Controller, der alles verwaltet
Alle diese Geräte müssen innerhalb der Ladestation miteinander kommunizieren und einige müssen auch die Möglichkeit haben, mit einem externen System zu kommunizieren. So muss beispielsweise das Zahlungssystem in der Lage sein, die Bankdaten oder die Mitgliedschaft des Nutzers zu überprüfen, bevor der Strom fließen kann.
Das bedeutet, dass neben der eigentlichen Verkabelung ein verwaltetes Netzwerk mit WAN-Verbindung und Fernzugriff erforderlich ist, um die für diese Systeme erforderliche Verbindungstechnik bereitzustellen.
Während sich ältere Ladegeräte auf eine diskrete I/O-Steuerung verlassen können, um einen Teil dieser Kommunikationsaufgaben zu übernehmen, verfügen neuere Geräte über intelligente Funktionen und nutzen Ethernet-Systeme zur Kommunikation. Ein verwaltetes Ethernet-Netzwerk bietet Folgendes:
- eine zuverlässige Infrastruktur, mit der die integrierten Systeme kommunizieren können
- Mobilfunkoptionen für die WAN-Verbindungstechnik
- Secure-VPN-Zugriff für den Fernzugriff auf die Systeme
Je mehr Ladestationen aufgestellt werden, desto mehr Datenverkehr erzeugen sie. Wenn mehrere Ladestationen an einem Ort installiert sind (z. B. auf dem Parkplatz eines Einkaufszentrums), ist es am effizientesten, den Datenverkehr über eine einzige Verbindung mit einem Backend-System zu leiten. Im Gegensatz zu einer individuellen Kommunikation mit jeder Ladestation. Ein gut konzipiertes Netzwerk kann dies berücksichtigen, ohne seine Cybersicherheit zu beeinträchtigen.
Großflächiger Einsatz von Ladestationen: Fernzugriff und sichere Verbindungstechnik sind wichtig
Mit der zunehmenden Verbreitung von Ladestationen wird der Fernsupport für die Aufrechterhaltung eines ausgezeichneten Kundendienstes immer wichtiger.
Für Hersteller und Händler ist es nicht praktikabel, Techniker zu den einzelnen Ladestationen zu schicken, um Fehler zu beheben, Probleme zu lösen oder eine vorbeugende Wartung durchzuführen. Diese Arbeiten per Fernzugriff zu erledigen, spart Zeit und Geld.
Doch Verbindungen per Fernzugriff können bei unsachgemäßer Durchführung zu potenziellen Schwachstellen in der Cybersicherheit führen. Die Auswahl sicherer Remote-Lösungen und -Dienste zur Unterstützung von Ladestationen für Elektrofahrzeuge ist für den Schutz von Daten, wie z. B. persönlichen Informationen der Nutzer und Unternehmensdaten, von entscheidender Bedeutung, ganz zu schweigen von der Gewährleistung der Anlagenverfügbarkeit.
Darüber hinaus muss sichergestellt werden, dass diese verfügbare und sichere Verbindung dauerhaft bestehen bleibt. Bei den meisten WAN-Verbindungen, einschließlich Mobilfunkverbindungen, gibt es keine eigenen IP-Adressen. Die IP-Adresse wird dem Gateway zugewiesen, wenn es eine Verbindung herstellt (und danach in regelmäßigen Abständen). Aufgrund der dynamischen Adresszuweisung ist es für verteilte Systeme schwierig, miteinander zu interagieren.
An dieser Stelle kommt eine Lösung wie das Persistent Data Network (PDN) von Belden Horizon ins Spiel. Es bietet einen neutralen Bezugspunkt für Endgeräte zur sicheren Verbindung mit einem gemeinsamen Punkt. Somit entfällt der Bedarf für ungesicherte Nachrichtenübermittlung und manuell erstellte VPN-Verbindungen zwischen einem Cloud-System und jeder Ladestation im Netzwerk. Wenn Hunderte oder Tausende von Ladestationen in einer Stadt, einem Staat, einem Land oder einem Kontinent aufgestellt werden, wird ein manueller Ansatz schnell unnachhaltig und unpraktisch.
Das Automobilteam von Belden kann Sie dabei unterstützen, die Infrastruktur für E-Ladestationen sicher und in großem Umfang einzurichten. So können Sie die Fernüberwachung und -verwaltung zuverlässig unterstützen, um die Effizienz zu maximieren und hervorragenden Support anzubieten. Haben Sie Fragen zur Planung von EV-Ladestationen oder zur Infrastruktur? Wenden Sie sich an unsere Experten aus der Automobilbranche.
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