Planung für private EMobilität

Hallo zusammen,

unser Haushalt will in die EMobilität einsteigen und zwei reine Elektrofahrzeuge anschaffen (wahrscheinlich ein BMW i4 und ein Fiat 500e).

Nun habe ich mir einen groben Plan gegeben, wie ich das Energiemanagement in unserem Haushalt dazu gestalten möchte. Ich würde mich freuen, auf eventuelle Denkfehler oder Stolpersteine hingewiesen zu werden - insbesondere was die Funktion von OpenEMS in diesem Konstrukt angeht.

Das ist das vorhandene bzw. noch zu beschaffende Equipment:

  • OpenEMS Edge (1 Instanz)
  • OpenHAB als Heimautomatiserung und “Benutzerschnittstelle” für Interaktionen
  • Datenaustausch OpenHAB/OpenEMS via MQTT (derzeit nur unidirektional OpenEMS>OpenHAB)
  • PV-Anlage 9,5 kWp mit SMA Wechselrichter und SMA SHM 2.0
  • WR/SHM liefert sekündlich Werte zu Erzeugung, Verbrauch, Einspeisung etc. an OpenEMS via Modbus
  • Smartmeter von Discovergy mit variablem Stromtarif aWATTar Hourly
  • kein Speichersystem, PV Überschüsse werden derzeit noch komplett eingespeist
  • Zwei 22 kW-fähige Wallboxen mit OCPP 2.0 Support und WLAN-Schnittstelle (zu beschaffen)

Was stelle ich mir regelungsseitig vor:

  • OpenEMS ist der “Bestimmer” und regelt die Ladesäulen dynamisch
  • Ich rufe in OpenHAB ein bestimmtes “Ladeprofil” pro Fahrzeug auf und von dort wird OpenEMS via REST API parametrisiert, um dann die eigentliche Steuerungsaufgabe zu übernehmen
  • Wesentliche Infos zum Ladestatus/-vorgang fliessen per MQTT wieder zurück an OpenHAB
  • PV Überschüsse werden immer in die beiden EVs geladen, bis zu einem definierten Ziel-SOC
  • Ist bis zum Sonnenuntergang das Ziel-SOC nicht erreicht, dann wird in der Nacht bis zum Ziel-SOC aus dem Netz geladen. Dabei wird aber nachts nur geladen, wenn der aWATTar Stundenpreis eine definierte Grenze unterschreitet. Der Ladevorgang ist zu einer definierten Uhrzeit auf dem Ziel-SOC angekommen.
  • Die beiden Wallboxen werden so gesteuert, dass die gesamte Leistung beider Boxen zusammen nie 22 kW überschreitet (technisches Limit der Leitungsanbindung)

Das ist so theoretisch erdacht - mir fehlen die Praxiserfahrungen. Ich habe auch noch nie ein Elektroauto besessen. Kann das so funktionieren? Wie würde man das grob einrichtet und in welche Konzepte in OpenEMS sollte ich mich einlesen, um das realisieren zu können?

Viele Grüße,
Martin

Hallo Martin,

erstmal finde ich es toll das du auf die E-Mobilität umsteigen willst.

Hier ein paar Punkte auf die du achten solltest:

  • Die Ladeleistung der beiden Autos liegt AC maximal bei 11 kW Ladeleistung, selbst wenn die Wallbox 22kW hergeben würde. Dementsprechend musst du hier auch nicht mehr großartig darauf achten, ob du die Leitung überlastest - Es sei denn es hängen dort noch weitere Verbraucher mit dran.

  • Der minimale Ladestrom liegt bei 6 Ampere. Da beide Autos auf allen 3 Phasen laden, werden für die Mindestbeladung mindestens 4.140 W benötigt. Einzige primitive alternative ist, die Ladesäule nur auf zwei oder einer Phase zu betreiben, sofern diese das unterstützt (Um schon bei weniger Leistung laden zu können).

  • Leider gibt es aktuell noch keine Möglichkeit den Ladezustand(SoC) von einer AC-Ladestation auszulesen. Daher müsstest du entweder jedes Mal den aktuellen Wert beim Starten eingeben (Dafür gibt es aktuell noch keine Möglichkeit in OpenEMS) oder mit den aktuellen Energiewerten spielen.

    • Denkbar wäre hier eine maximale Energie pro Ladevorgang(Bereits umgesetzt), diese Funktion mit weiteren Abhängigkeiten oder eine minimale Energie pro Ladevorgang (theoretisch auch Tagesabhängig)
  • Wir sind gerade dabei den aWATTar Hourly Controller zu verbessern. Die Kombination aus beiden werden wir allerdings noch nicht so schnell umsetzen können. Hier müsstest du z.B. ebenfalls über die Rest API auf den aktuellen Channel Wert des Controllers
    openems/TimeOfUseTariffDischarge.java at 9585a222e6fda87c60452b4c0f1b2ae273d9eec6 · OpenEMS/openems · GitHub
    (Wird noch umbenannt werden → DELAYED) zugreifen und abhängig davon erneut Werte der Ladestation schreiben.

Viele Grüße
Sebastian

Hallo Sebastian,

ich habe im OpenEMS Code gesehen dass (in OpenEMS) noch keine der OCPP Wallbox-Implementationen SOC auszulesen scheint.

Aber sollte nicht SOC Auslesen über Wallboxen ab OCPP 1.6 funktionieren wenn sie zugleich PnC unterstützen? Denn dann müssen sie ja ISO15118 (oder die DIN Vorgänger-Norm) mit dem Auto sprechen können. Ich denke dabei an eine der beiden folgenden Boxen:

  • Webasto Live (OCPP 1.6, PnC fraglich)
  • innogy eBoxProfessional (OCPP 2.0, PnC explizit beworben)

Hat hierzu schon jemand Erfahrung?

Viele Grüße,
Tobi

Nein - der SOC ist bei gängigen AC Ladern nicht über die Ladeinfrastruktur verfügbar, da es keine Kommunikation zwischen Fahrzeug und Wallbox gibt. Das ist nur bei DC Ladern über CCS2 gängig

Ja und genau deswegen frage ich nicht nach “gängigen AC Ladern” sondern nach solchen die mit PnC angepriesen werden und somit eine PLC Kommunikation mit dem Fahrzeug zwangsläufig unterstützen müssen… :confused:

Hallo zusammen,

das war schon sehr aufschlussreich für mich als Newbie. Wenn ich den SOC am AC-Lader auf keinen Fall auslesen kann, dann würde ich meine Ladestrategie so verändern wollen, dass ich fest eine bestimmte Menge an kWh ins Fahrzeug lade (Benutzervorgabe).

Viele Grüße,
Martin Grüning

Also das lässt sich über die connected car Schnittstelle häufig über Rest APIs auslesen sofern das Fahrzeug diesen Dienst anbietet und man einen Zugang hat.