Analyse des Ladeverhaltens von Elektrofahrzeugen in öffentlichen und privaten Räumen und die Auswirkung auf die Netzbelastung

Inhaltsverzeichnis (Table of Contents)

• Kurzfassung
• Abstract
• 1. Einleitung
  • 1.1. Motivation und Ziel der Arbeit
  • 1.2. Fachgebiet der Arbeit
  • 1.3. Zielstellung
  • 1.4. Lösungsansatz
  • 1.5. Gliederung der Arbeit
• 2. Gegenwart und Zukunft der Elektromobilität
  • 2.1. Aspekte der Elektromobilität
  • 2.2. Infrastruktur in Deutschland
    • 2.2.1. Aktuelle Situation
    • 2.2.2. Zukünftige Herausforderungen
  • 2.3. Das Projekt Audi NEoS
• 3. Theoretische Analysegrundlagen
  • 3.1. Statistische Grundlagen
    • 3.1.1. Lebensdaueranalyse
    • 3.1.2. Kernel Density Estimation
  • 3.2. Technische Grundlagen
    • 3.2.1. Energiespeicher und -systeme
  • 3.3. Energiewirtschaftliche Grundlagen
    • 3.3.1. Belastungsdarstellung
    • 3.3.2. Stromhandel und Strompreisentstehung auf dem EPEX-Spotmarkt
• 4. Arbeitsrahmen
  • 4.1. Infrastruktur
    • 4.1.1. Der Audi A1 e-tron
    • 4.1.2. Die private EnBW-Wallbox
    • 4.1.3. Die öffentliche EnBW-Ladestation
  • 4.2. Messtechnik und Rohdatenzusammenstellung
    • 4.2.1. Fahrzeugspezifische Rohdaten
    • 4.2.2. Backendspezifische Rohdaten
• 5. Rohdatenaufbereitung
  • 5.1. Rohdatenstruktur
    • 5.1.1. Grundsätzlicher Datensatzaufbau
    • 5.1.2. Fahrzeugspezifischer Datensatz
    • 5.1.3. Backendspezifischer Datensatz
    • 5.1.4. Ergänzende Datenstrukturen
  • 5.2. Datensatzkombination
  • 5.3. Analysestruktur
• 6. Datenanalyse
  • 6.1. Analyse des Ladeverhaltens
    • 6.1.1. Nutzungsverteilung der Ladeinfrastruktur
    • 6.1.2. Ladebeginn
    • 6.1.3. Wöchentlicher Ladebeginn
    • 6.1.4. Steckdauer
    • 6.1.5. Öffentliche Infrastrukturnutzung
  • 6.2. Technische Analyse
    • 6.2.1. Der vollhubige Ladevorgang
    • 6.2.2. Belastung auf Batterielebensdauer
    • 6.2.3. Temperatureinfluss
    • 6.2.4. Wirkungsgrad
  • 6.3. Energiewirtschaftliche Analyse
    • 6.3.1. Strompreis am EPEX-Spotmarkt
    • 6.3.2. Umsatz für den Energieversorger
    • 6.3.3. Energiebedarf
    • 6.3.4. Lastprofil des Flottenversuchs
• 7. Implikationen für die Energiewirtschaft
  • 7.1. Verfügbarkeitspotenzial
  • 7.2. Energiespeicherpozenzial
  • 7.3. Prognose 2020
• 8. Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objectives and Key Themes)

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Analyse des Ladeverhaltens von privaten und gewerblichen Elektrofahrzeugen in der Region Stuttgart, basierend auf Daten eines Flottenversuchs. Ziel ist es, das Ladeverhalten der Flotte zu charakterisieren, charakteristische Nutzergruppen zu identifizieren und die Auswirkungen auf technische und energiewirtschaftliche Aspekte zu untersuchen. Zu den Schwerpunkten gehören die Nutzung der Ladeinfrastruktur, die technischen Parameter des Ladevorgangs, die Batterielebensdauer, die Netzbelastung und das Potenzial für Lastverschiebung und bidirektionales Laden.

• Charakterisierung des Ladeverhaltens von Elektrofahrzeugen im Flottenversuch
• Identifizierung von Nutzergruppen mit unterschiedlichem Ladeverhalten
• Analyse technischer Einflussfaktoren auf den Ladevorgang und die Batterielebensdauer
• Ermittlung der Netzbelastung durch das Laden von Elektrofahrzeugen
• Bewertung des Potenzials für Lastverschiebung und bidirektionales Laden

Zusammenfassung der Kapitel (Chapter Summaries)

• Kapitel 1: Einleitung
  • Motivation und Ziel der Arbeit
  • Fachgebiet und Projektpartner
  • Zielstellung der Arbeit
  • Lösungsansatz und Gliederung
• Kapitel 2: Gegenwart und Zukunft der Elektromobilität
  • Definition der Elektromobilität
  • Wirtschaftliche, politische und ökologische Aspekte
  • Aktuelle Situation und Herausforderungen der Infrastruktur
  • Zukünftige Ladekonzepte und die Bedeutung von Smart Grids
  • Das Projekt Audi NEoS
• Kapitel 3: Theoretische Analysegrundlagen
  • Statistische Grundlagen: Lebensdaueranalyse, KDE, Hypothesentests
  • Technische Grundlagen: Energiespeicher, Batterietechnik, Lebensdauer von Li-Ion Batterien
  • Energiewirtschaftliche Grundlagen: Lastprofile, Stromhandel am EPEX-Spotmarkt
• Kapitel 4: Arbeitsrahmen
  • Beschreibung der Infrastruktur: Audi A1 e-tron, EnBW-Wallboxen, öffentliche Ladestationen
  • Messtechnik: Datenlogger, ISZ, Backend-Systeme
  • Rohdatenzusammenstellung und Auswertungszeitraum
• Kapitel 5: Rohdatenaufbereitung
  • Datenstruktur und Import in Matlab
  • Filterkriterien zur Bereinigung der Rohdaten
  • Kombination der Daten aus verschiedenen Quellen
  • Aufbau der Datenstruktur für die Analyse
• Kapitel 6: Datenanalyse
  • Analyse des Ladeverhaltens: Nutzergruppen, Ladebeginn, Steckdauer, Nutzung der öffentlichen Ladeinfrastruktur
  • Technische Analyse: Vollhubiger Ladevorgang, Batterielebensdauer, Temperatureinfluss, Wirkungsgrad
  • Energiewirtschaftliche Analyse: Strompreis, Umsatz, Energiebedarf, Lastprofile
• Kapitel 7: Implikationen für die Energiewirtschaft
  • Verfügbarkeitspotenzial: Steckdauer, Fahrzeugverfügbarkeit
  • Energiespeicherpotenzial: Energiequelle, Energiesenke, Lastspiel
  • Prognose 2020: Energiespeicherkapazität, Energiequelle, Lastverschiebung

Schlüsselwörter (Keywords)

Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Ladeverhalten von Elektrofahrzeugen, dem Einfluss des Ladeverhaltens auf die Batterielebensdauer und den energiewirtschaftlichen Implikationen. Schlüsselwörter umfassen die Themenbereiche Elektromobilität, Ladeverhalten, Ladeinfrastruktur, Batterielebensdauer, Lastverschiebung, bidirektionales Laden, Smart Grids und die Analyse von empirischen Daten aus einem Flottenversuch.