Die Elektromobilität ist eine Schlüsseltechnologie, um die Abhängigkeit von fossilen Energiequellen zu über- winden. Elektrofahrzeuge erlauben die Nutzung unterschiedlichster regenerativer Energiequellen, führen zur Reduktion von Schadstoff- und Geräuschemissionen in Ballungsräumen und ermöglichen zudem völlig neue Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte.

Geringe Reichweiten, lange Ladezeiten und hohe Herstellungskosten schränken das Anwendungsspektrum von Elektrofahrzeugen momentan noch ein. Es besteht daher erheblicher Forschungsbedarf in den Bereichen Batterietechnologie, Energiemanagement, Antriebstechnik und Systemtechnik. Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist die Integration von Elektrofahrzeugen in das elektrische Energieversorgungsnetz. Elektrofahrzeuge wirken einerseits als Lasten im elektrischen Energieversorgungsnetz. Andererseits können Elektrofahrzeuge als mobile Energiespeicher zur Optimierung der Elektroenergiesysteme beitragen. Erzeugungsfluktuationen bei erneuerbaren Energiequellen können durch ein intelligentes Lademanagement partiell ausgeglichen werden. Ferner kann durch Rückspeisung in das elektrische Energieversorgungsnetz (Vehicle to Grid (V2G)) weitere Regelleistung, beispielsweise zur Frequenz- und Spannungsregelung, bereitgestellt werden.

Die Forschung am Lehrstuhl für Regelungssysteme ist fokussiert auf die Netzintegration von Elektrofahrzeugen und das Energiemanagement für Elektrofahrzeuge. Die Forschungsaktivitäten werden im Rahmen des Netzwerks Elektromobilität Rheinland-Pfalz und in Zusammenarbeit mit Industriepartnern durchgeführt.

Die Netzauswirkungen von Elektrofahrzeugen sind abhängig von der Anzahl und den Eigenschaften der Fahrzeuge, dem Mobilitätsverhalten, d. h. Fahrstrecke und Fahrzeit, sowie der Ladeinfrastruktur, also  Ladeleistung, Ladezeit und Ladeort. 

Die Ladestrategien bestimmen die Netzauswirkungen wesentlich. Kategori- siert werden können die Ladestrategien in ungeregeltes Laden durch den Fahrzeugnutzer, geregeltes Laden durch ein Lademanagement oder geregeltes Laden und Entladen (V2G). Ein ungeregeltes Laden kann zu unvorhersehbaren Spitzenlasten führen, welche das Netz überlasten oder gar destabilisieren können. Mittels eines intelligenten Lademanagements können Spitzenlasten vermieden werden. Darüber hinaus kann ein Lademanage- ment zur Optimierung des Netzbetriebs beitragen. Dies umfasst die Abnahme von Erzeugungsspitzen und die Balancierung von Erzeugungs- und Lastkurven, welche für den Ausbau fluktuierender erneuerbarer Energien zunehmend bedeutsam ist, aber auch die Bereitstellung von Regelleistung zur Frequenz-/Spannungsregelung und zur Blindleistungs- kompensation.

Schwerpunkt der Forschung am Lehrstuhl für Regelungssysteme ist die Entwicklung intelligenter Netz- und Lademanagementstrategien sowie Mobilitätskonzepte:

Das Energiemanagement eines Elektrofahrzeuges ist neben der Batterietechnologie entscheidend, um Mobilitätseinschränkungen aufgrund geringer Reichweiten und langer Ladezeiten zu reduzieren.

Schwerpunkt der Forschung am Lehrstuhl für Regelungssysteme sind Energiemanagementkonzepte zur Optimierung der Reichweite:

• Modellierung von Elektrofahrzeugen zur Reichweitenprädiktion
  

• Entwicklung eines integrierten Energiemanagement- und Fahrerassistenzsystems zur Reichweitenoptimierung
  

Im Rahmen des Forschungsschwerpunktes Elektromobilität sind ständig Studien-, Diplom-, Bachelor- und Masterarbeiten für Studierende der Automatisierungstechnik, Energietechnik und Mechatronik zu vergeben.

Grundlegende Kenntnisse der Regelungstechnik, Simulationstechnik (MATLAB/Simulink) und Energietechnik sind von Vorteil.

Dipl.-Ing. Daniel Görges

Dipl.-Ing. Tim Nagel