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Normungs-Roadmap Elektromobilität
Um die Vorreiterrolle Deutschlands im Bereich der Elektromobilität im weltweiten Wettbewerb zu erlangen und weiter auszubauen sowie die Technologieentwicklung und die Wertschöpfung in Deutschland zu halten, müssen frühzeitig die Entwicklungen und die dahinterliegenden Interessen zielorientiert weitergeführt und gebündelt werden. Für die erfolgreiche Positionierung der deutschen Wirtschaft ist es in diesem Kontext wichtig, die positiven Effekte der Normung und Standardisierung von Beginn an in den Entwicklungsprozess mit einzubeziehen und damit voll auszuschöpfen
Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0 AG 4 – Normung, Standardisierung und Zertifizierung
3 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0 AG 4 – Normung, Standardisierung und Zertifizierung
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 4 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 Inhalt 1 Executive Summary / Zusammenfassung 6 2 Ausgangssituation für die Deutsche Normungs-Roadmap Elektro mobilität 10 2.1 Einleitung 11 2.2 Anwendungsbereich und Fahrzeugklassen 13 2.3 Struktur der Normungs- und Standardisierungslandschaft 13 2.4 DIN, CEN und ISO 16 2.5 DKE, CENELEC und IEC 16 2.6 Regulierung im Bereich Kraftfahrzeugtechnik und Gefahrguttransporte 17 2.7 Regulierung im Bereich Energiewirtschaft und Eichrecht 18 3 Nationales Vorgehen zur Normung der Elektromobilität 20 3.1 Gründe und Randbedingungen für die Erstellung der Deutschen Normungs-Roadmap Elektromobilität 21 3.2 Nutzen der Elektromobilität und der zugehörigen Normung 23 3.3 Nationale Abstimmung zur Elektromobilität 25 3.3.1 GemeinsameAktivitätenvonDKE,DINundNAAutomobil 25 3.3.2 AktivitätenbeiderDKE 28 3.3.3 AktivitätendesNAAutomobil 28 3.3.4 StandardisierungsaktivitätenDatensicherheitundDatenschutz 29 3.3.5 StandardisierungsaktivitätenimRahmenvonFörderprojekten 29 3.4 Internationale Abstimmung zur Elektromobilität 31 3.5 CEN / CENELEC eMobility Coordination Group (eM-CG), EU-Mandat M/468 32 3.6 Weitere relevante Informationsquellen 33 4 Systemübersicht „Elektromobilität“ 36 4.1 Elektrofahrzeug und Smart Grid 37 4.2 Schnittstellen, Energieflüsse und Kommunikation 39 4.2.1 Energieflüsse 40 4.2.2 Kommunikation 41 4.2.3 Dienste 43 4.2.4 Netzintegration 45 4.2.5 DatensicherheitundDatenschutz 47 4.2.6 AktuelleNormungsaktivitätenzuSchnittstellenundKommunikation 49 4.2.7 ErgonomiederInteraktiondesVerbrauchersmitderLadeinfrastruktur 50
5 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4.3 Elektrofahrzeuge 52 4.3.1 SystemansätzefürdenAntrieb 53 4.3.2 SystemansätzefürdasLaden 54 4.3.3 Sicherheit 57 4.3.4 Komponenten 58 4.3.5 Batterie 59 4.3.6 Brennstoffzellen 60 4.3.7 Kondensatoren 61 4.3.8 BesondereNutzungsszenarien–Pannenhilfe 61 4.3.9 AktuelleNormungsaktivitätenzuElektrofahrzeugen 61 4.4 Arten der Energieversorgung von Elektrofahrzeugen 64 4.4.1 AC-Laden 66 4.4.2 DC-Laden 67 4.4.3 InduktivesLaden 68 4.4.4 AutomatischeKopplungsverfahren 68 4.4.5 ÜbersichtderSystemansätze 69 4.4.6 LadesteckvorrichtungenfürdieElektromobilität 71 4.4.7 AnforderungenandieSicherheit 73 4.4.8 AktuelleNormungsaktivitätenzurLadeinfrastruktur 78 5 Ausblick 84 Anhang A Gesamtliteratur zur Deutschen Normungs-Roadmap Elektromobilität 86 Anhang B Begriffe und Abkürzungen 87 B.1 BegriffeundDefinitionen 87 B.2 Abkürzungen 90 Anhang C Nutzen der Elektromobilität für verschiedene Interessengruppen 93 C.1 ChancendurchdieElektromobilität 93 C.2 NutzenderNormungfürdieElektromobilität 96 Anhang D Übersicht der Normen, Spezifikationen und Normungsgremien zur Elektromobilität 99 D.1 NormenundStandards,StandAugust2014 99 D.2 GremienbeiDIN,NAAutomobilundDKE 108 Anhang E Umsetzungsstand der Handlungsempfehlungen, Stand August 2014 110
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 1 Executive Summary / Zusammenfassung UmdieVorreiterrolleDeutschlandsimBereichderElektromobilitätimweltweitenWettbewerbzuerlangenundweiterauszubauensowiedieTechnologieentwicklungunddieWertschöpfunginDeutschlandzuhalten,müssenfrühzeitigdieEntwicklungenunddiedahinterliegendenInteressenzielorientiertweitergeführtundgebündeltwerden.FürdieerfolgreichePositionierungderdeutschenWirtschaftistesindiesemKontextwichtig,diepositivenEffektederNormungundStandardisierungvonBeginnanindenEntwicklungsprozessmiteinzubeziehenunddamitvollauszuschöpfen.
7 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 1ExecutiveSummary/Zusammenfassung DieNormungaufdemGebietderElektromobilitätistdurcheinigeAspektecharakteri-siert,diesievonderbisherigenNormungunterscheidet.DiebesondereHerausforde-rungbestehtdarin,dievielfältigenAktivitätenunterschiedlicherBranchenundIndus-triezweigebedarfsgerechtundzielführendzukoordinierenundzuintegrieren.DieElektromobilitätisteineSprunginnovation,dieeinneues,übergreifendesSystemden-kenerfordert.BislangwurdenNormenundStandardsdomänenspezifischfürdieBerei-chederElektrotechnik/EnergietechnikundderAutomobiltechnikgetrenntbetrachtet.GeradefürdasZusammenführendieserDomänenunddiesichdarausergebendenneuenBerührungspunkteundSchnittstellenfehltenbislangeineübergreifendeSicht-weiseundeineklarethematischeZuordnung. DievorliegendeDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätVersion3.0stellteineFortschreibungderersten,imHerbst2010vorgestelltenDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilität[11]dar.SiegreiftaktuelleEntwicklungenderElektromobilitätsowiederRahmenbedingungenaufundstelltdieseinBezugzulaufendenundnotwendigenNormungsaktivitäten.DieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätenthältdasgemeinsameVerständnisallerindieElektromobilitätinvolviertenAkteure.AnderErstel-lungwarennebenFahrzeugherstellern,Elektroindustrie,Energielieferanten/Netzbetrei-bernundInformationsnetzprovidernauchVerbändeundPolitikbeteiligt.AusdiesemGrundstelltdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätdiedeutscheNormungs-strategiefürdiesenBereichdar. VerweiseaufdierelevanteRegulierungfindensichimBerichtdesTeams„Vorschriften-entwicklung“derNPEAG4[9].ZusammenfassendstehenfolgendeEmpfehlungenimVordergrund,umdieVerbreitungderElektromobilitätzuunterstützen: Politische Flankierung ist europäisch und internati-onal erforderlich EineengeVerzahnungvonForschungundEntwicklung,RegulierungundgesetzlichenRahmenbedingungenmitderNormungistnotwendig.NationaleNormungundRegulierungbestimmterStaatendürfeneineinternatio-naleVereinheitlichungnichtbehindern. Normung muss schnell und international sein NationaleundinternationaleNormungskonzeptekon-kurrierenderzeitmiteinander.Aufgrundvoninternati-onalenMärktenfürKraftfahrzeugemüssenjedochvonBeginnaninternationaleNormenangestrebtwerden.DiesgiltingleicherWeisefürdieSchnittstellevonFahrzeugundInfrastruktur.Einealleinigedeutschebzw.europäischeNormungfürdieElektromobilitätwirdalsnichtausreichendangesehen.DahersindeineschnelleErarbeitungnationalerVorschlägeunddiekurzfristigeUmsetzungderinDeutschlanderzieltenErgebnisseinderinternationalenNormungessenziell. Allgemeine Empfehlung
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 8 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 1ExecutiveSummary/Zusammenfassung Koordination und Fokus-sierung zwingend erfor-derlich Elektromobilität sind durch eine Vielzahl an Akteuren und Fachgebieten geprägt. Daher sind eine gremien - übergreifende Zusammenarbeit und die Koordinierung durch den bestehenden Lenkungskreis EMOBILITY (DKE/ NAAutomobil) und die Geschäftsstelle Elektromobilität im DIN wichtig, um Doppelarbeit zu vermeiden. Es sollen keine neuen Gremien geschaffen werden; stattdessen sind die existierenden Gremien in DIN und DKE zu stärken. Normung muss klar und eindeutig sein Um Innovationen zu fördern, soll Normung funktionsbe - zogen sein und Festlegungen hinsichtlich technischer Lösungen vermeiden („performance-based rather than descriptive“). Zur Sicherstellung der erforderlichen Interoperabilität bei Schnittstellennormen (z. B. zwischen Fahrzeug und Netzinfrastruktur) müssen jedoch technische Lösungen festgelegt werden. Weltweit einheitliche Ladeinfrastruktur ist notwendig (Interoperabi-lität) Elektrofahrzeuge müssen „immer und überall“ geladen werden können: Die Interoperabilität von Fahrzeugen verschiedener Hersteller und der Infrastruktur unter - schiedlicher Betreiber ist sicherzustellen. Normung und Standardisierung der Ladetechnik und Abrechnung müssen sicherstellen, dass zum Anwender hin eine einheitliche, komfortabel nutzbare und sichere Lade - schnittstelle geschaffen wird. Die Interessen der Nutzer müssen Vorrang haben vor den Interessen einzelner Unternehmen. Vorhandene Normen müssen genutzt und umgehend weiterentwi-ckelt werden In den etablierten Domänen Automobiltechnik, Informa - tions- und Kommunikationstechnik und Elektrotechnik existiert bereits eine Vielzahl an notwendigen Normen. Diese müssen entsprechend genutzt und bekannt gemacht werden. Informationen über diese Normungsar - beiten und ihren Status sind Bestandteil der Deutschen Normungs-Roadmap Elektromobilität. Darüber hinaus liegt der Schwerpunkt der erforderlichen Arbeiten weniger auf der Initiierung neuer Normungs - vorhaben als eher auf der Erweiterung bzw. Anpas - sung bestehender Normen und Spezifikationen an die Anforderungen der Elektromobilität. Insbesondere bei Schnittstellenthemen muss eine domänenübergreifende Zusammenarbeit auf internationaler Ebene erfolgen. Allgemeine Empfehlung
9 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 1ExecutiveSummary/Zusammenfassung Allgemeine Empfehlung Mitwirkung an europäi-scher und internationaler Normung ist essenziell ZuraktivenEinflussnahmeundUmsetzungderZieleistweiterhineinestarkeMitarbeitaufnationalerundinternationalerEbenenotwendig.DeutscheUnterneh-menmüssensichdeshalbauchzukünftigengagiertindiedeutschen,europäischenundinternationalenNormungs-arbeiteneinbringen.NormungsarbeitensindalsintegralerTeilvonF&E-Vorhabenzusehenundsomitförderwürdig. Massenmarkt InternationaleZusammenarbeit/LiaisonmitanderenOrganisationenInternationalitätderNormierung Produkt- und Betriebssicherheit LadeschnittstelleBatteriesicherheitLadestationen Kommunikation und Energiefluss Ladekommunikation Netzsteuerung Smart-Grid-fähigAuthentifizierung InduktivesLaden Energiespeicher oder -quellen Zellgrößen Zellanschlüsse Fahrzeugtechnik HV-Bordnetz Batteriesystem Umgebungsbedingungen Rettungsleitfäden InduktivesLaden Ladeinfrastruktur Ladestationen EMV BedeutungfürMarkteinführungniedrig mittel hoch fortlaufend Markthochlauf 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Marktvorbereitung Abbildung 1: Zeitplan für die Umsetzung von Themenfeldern der Normungs-Roadmap
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT FossileEnergieträgerbildeneinewichtigeSäulebeiderEnergieversorgungderMenschen.IhreVerfügbarkeit,beispielsweiseinFormvonKraftstoffenfürVerbrennungsmotoren,sinkt,wassteigendePreisezurFolgehat.Zusätz-lichhabendiebeiderVerbrennungentstehendenAbgaseeinennegativenEinflussaufunsereUmwelt.UmdasMobilitätsbedürfnisderMenschenauchinZukunftnachhaltigerfüllenzukönnen,musssomitEnergieausumwelt-verträglichenQuellenbereitgestelltwerden.DieZukunftderEnergieversor-gunggehörtdahernachhaltigenEnergiequellen,dielangfristigundpoli-tischverlässlichverfügbarsindundderenökologischer„Footprint“minimalist.NutztdieElektromobilitätdiesenachhaltigenEnergiequellen,hilftsie,dieWeichenfüreinelebenswerteZukunftzustellen.DurchEtablierungres-sourcenschonenderKreisläufeundProzessewirdderFortschrittnachhaltiggefördertundgleichzeitigdergewohnteKomfortfürdieNutzererhalten. IndiesemKapitelwerdenAnwendungsbereicheundFahrzeugklassensowiedieStrukturderNormungs-undStandardisierungslandschaftbeschrieben.AbschließendwirddieRegulierungindenBereichenKraftfahrzeugtechnikundGefahrguttransportesowieEnergiewirtschaftundEichrechtbehandelt. 2 Ausgangssituation für die Deutsche Normungs-Roadmap Elektro-mobilität
11 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 2AusgangssituationfürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität 2.1 Einleitung DieThematikrundumalternativeAntriebeundElektromobilitätgewinntweltweitzunehmendanBedeutung.EshandeltsichhierbeifürdenStandortDeutschlandumeinesderwesentlichenunddringlichenZukunftsthemen,fürdiesowohlPolitikalsauchNormungundStandardisierungdieRahmenbedingungenfestlegenmüssen. DamitStromauserneuerbarenEnergiequellenauchfürElektrofahrzeugebequemzurVerfügungsteht,bedarfeseinesstrategischenKonzeptszurLösungderanstehendenHerausforderungen.Globalzudenken,istbeimFahrzeugmitElektroantriebderzeitinersterLinienocheineFragevontechnischenEckwerten:Ladeleistung,LadesteckerundBatteriekapazität.WasletztlichdieAkzeptanzderNutzerfindet,entscheidenFunkti-onalität,Preis,UmweltbewusstseinundVerantwortungüberLändergrenzenhinaus.Vorallemsind„rundeTische“gefragt,andenenBeteiligteFortschrittegemeinsamentwickelnundgezieltNormenundSpezifikationen,aufdenenweiteraufgebautwird,voranbringenkönnen.LängsthabenAutomobilhersteller,Energielieferanten,Netzan-bieterundForschungseinrichtungenerkannt,wieengihrElektromobilitätsnetzmitei-nanderverwobenist.DasElektromobilderZukunftwirdalsentscheidendesElementindasintelligenteStromnetz„SmartGrid“eingebundensein.VieleneueSchnittstellentunsichaufundbietengleichzeitigChancenfürdieWeiterentwicklungbestehender.Schließlichgiltes,effizienteAbrechnungssystemefürdasLadenzuspezifizieren,diegrenzüberschreitend,alsoeuropaweit,möglichstweltweit,vonjederPersonnutzbarseinsollten. EineVielzahlvonnationalenundinternationalenProjektenmachteinegezielteundtransparenteInformationspolitiknotwendig,nichtzuletztumSynergieeffektenichtfalschemWettbewerbsstrebenzumOpferfallenzulassen.Esisterkennbar,dassAllein-gängeebensowenigfunktionierenwieErfolgeherbeizuredenoderabzuwarten. DieElektromobilitätistinnationalenundinternationalenFachkreiseneinumfassendbehandeltesThema.AufgrunddergesteigertenKomplexitätderzusammenwachsen-denDomänenAutomobiltechnikundElektrotechnikhilftnureinGesamtkonzeptunterAngabevonZeiträumenalsBasisfürdiebreiteEtablierungderElektromobilität.Dochdabeilässtsichschnellfeststellen,dassdieInteroperabilitätderverschiedenenGewerkenichtdurchgängigvorhandenist.DiesekannnurdurchNormenundSpezifikationenerreichtwerden. ZieldiesesDokumentsistdieDarstellung • dertechnischorientiertenNormungsstrategiefürdiedeutscheVisionderElektro-mobilität, • einerÜbersichtüberbereitsbestehendeNormenundSpezifikationenindiesemUmfeldundaktuelleAktivitätenderbeteiligtenNormungsgremien, • vonNormungsbedarfunddessenAdressierungsowie • derUmsetzungderformuliertenHandlungsempfehlungen. SomitstelltdasDokumentsowohleinenEinstiegfürinteressierteLeseralsaucheinNachschlagewerkfüraktiveExpertendar.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 12 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 2AusgangssituationfürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität GemäßderDeutschenNormungsstrategie[2][3]wirddabeiunterNormungdievoll-konsensbasierteErarbeitungvonRegeln,LeitlinienundMerkmalenfürTätigkeitenzurallgemeinenoderwiederkehrendenAnwendungdurcheineanerkannteOrganisationverstanden.AlsStandardisierungwirdinderDeutschenNormungsstrategiederErar-beitungsprozessvonSpezifikationenbezeichnet.DabeigibteshierunterschiedlicheDokumentewieetwadieVDE-Anwendungsregel,dieDINSPEC(DINSpezifikation),diePAS(PubliclyAvailableSpecification),dasITA(IndustryTechnicalAgreement)oderdenTR(TechnicalReport). DieElektromobilitätwirdüberFördermaßnahmen,wiez.B.„IKTfürElektromobilitätII:SmartCar–SmartGrid–SmartTraffic“(BMWi),„ModellregionenElektromobilität“(BMVI),dievierSchaufensterElektromobilität(BMWi,BMVI,BMUBundBMBF)sowieEinzelprojektewiebeispielsweisedasProjekt„SLAM–SchnellladenetzfürAchsenundMetropolen“(BMWi)hinausinvielenFachkreisenundForschungsprojektensowieinderpolitischundwirtschaftlichhochrangigbesetzten„NationalenPlattformElektromobilität“(NPE)behandelt.DievorliegendeDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätVersion3.0wurdeimAuftragderArbeitsgruppe4(NPEAG4)„Normung,StandardisierungundZertifizierung“derNPEunterFederführungderDKE/EMOBILITY.30erstellt.DortsindallebetroffenenKreisevertreten,wiez.B.VDA,VDEundZVEI.Eswirdempfohlen,nachderFreigabedurchdieNPEAG4imRahmenz.B.vonSymposienodervonKongressendieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätderFachöffentlichkeitvorzustellen.DieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätsollaufBasisneuerErkenntnisse–beispielsweiseausdenForschungsprojekten,derArbeitindenNormungsgremienoderdenSymposien–regelmäßigweiterentwickeltwerden.DaherbestehtauchnachderVeröffentlichungweiterhindieMöglichkeit,sichmitKommentarenundderMitarbeitinderNormungandiesemProzesszubeteiligen. IndenfolgendenAbschnittenwirdzunächstaufdienationaleundinternationaleStrukturderNormungundStandardisierungeingegangen.AnschließendwerdendieGründeundRandbedingungen,diezurErstellungderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätgeführthaben,aufgeführt.DiesbeinhalteteineAufstellungdeserwar-tetenNutzenssowiedesvereinbarteninternationalenVorgehenszurNormungderElektromobilität.ImdarauffolgendenAbschnittwirdeineÜbersichtüberdasGesamt-system„Elektromobilität“inderzuerwartendenAusprägungderPhase1(eineMillionElektrofahrzeugebis2020)unddenStandderNormungsowieeinAusblickaufdieWei-terführungderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätfürPhase2gegeben.WeiterführendeLiteraturangaben,Begriffs-undAbkürzungsdefinitionen,eineNen-nungderbeteiligtenExpertensowieeineÜbersichtderNormen,SpezifikationenundNormungsgremienzurElektromobilitätsindinAnhangAbisDenthalten.Dergrundle-gendüberarbeiteteAnhangErundetdiesesDokumentabundenthältdieimFließtexterarbeitetenspezifischenHandlungsempfehlungenderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätsowiederenanhandihresUmsetzungsstandsbewerteteDringlichkeit.
13 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 2AusgangssituationfürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität 2.2 Anwendungsbereich und Fahrzeugklassen DieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätbetrachtetdieFahrzeugklassenM,NundLsowieElektrofahrräderundumfasstdamitalleFahrzeugartenvomzwei-biszumvierrädrigenFahrzeugeinschließlichNutzfahrzeugenundBussen(gemäßderEuropäischenRichtlinie2007/46/EGsowiedenKriterienderVerordnung(EU)Nr.168/2013). 2.3 Struktur der Normungs- und Standardisierungslandschaft DieEntwicklungvonNormenundSpezifikationenfindetaufunterschiedlichenEbenen(national,europäisch,international)inverschiedenenOrganisationenstatt.Zumbes-serenVerständniswirdimFolgendenzunächsteinÜberblicküberdieNormungs-undStandardisierungsorganisationenundderenZusammenhanggegeben.AlsdiefürdievorliegendeDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätwesentlicheNormungs-landschaftwirdnäheraufISOundIECmitdenjeweiligeneuropäischenundnationalenSpiegelungeneingegangen.InAbbildung2wirdderZusammenhangderverschiede-nenNormungs-undStandardisierungsorganisationenundergänzendderRegulierungdargestellt. Nationale Normung(Deutschland) Nationale Gesetz- gebung Europäische Normung Internationale Normung Allgemein Elektro- technik Telekom- munikation Normung Regulierung Abbildung 2: Wesentliche Elemente der Normungs- und Standardisierungslandschaft und Zusammenhang mit der Regulierung ImSinnedervollkonsensbasiertenNormungsinddieSträngeISO,IECundITU-TdiemaßgeblichenNormungsorganisationen.Diezugehörigen,aufeuropäischerundnationalerEbeneverantwortlichenNormungsorganisationensindCENunddasDIN(einschließlichNAAutomobil)sowieCENELEC,ETSIunddieDKE.MitgliedervonISO,IEC,CENundCENELECsinddiejeweilsnationalenNormungsorganisationen.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 14 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 2AusgangssituationfürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität WeitereNormungsorganisationenaußerhalbderoffiziellenStrukturenvonISOundIECsindz.B.SAEundANSI(AmericanNationalStandardsInstitute)/UL(UnderwritersLabo-ratories)International.BeiSAEhandeltessichumeineOrganisation,diehauptsächlichaufdemamerikanischenKontinentvertretenist.DerenimSinnedesISO/IEC-Normener-arbeitungsprozessesnichtvollkonsensbasierteNormen–alsoSpezifikationen–könnengrundsätzlicheineinternationaleAusrichtunghaben,sindjedochinsbesonderefürdennordamerikanischenRaumvonBedeutung.FüreinenMarktzuganginNordamerikafürdiedeutscheAutomobilindustrieundderenZuliefereristdieEinhaltungvonSAE-Spezi-fikationenzumTeilvorgeschrieben. DasANSIistdasamerikanischeMitgliedininternationalenOrganisationenwiez.B.ISOundIEC.DasANSIentwickeltjedochselbstkeineNormen.EsgreifthierfüraufdurchdasANSIakkreditierteOrganisationenwiez.B.ULzurück. DieUListeinunabhängigesUnternehmenzurPrüfungundZertifizierungvonProdukt-sicherheit,dasSpezifikationenmitdemFokusaufSicherheiterstellt.DieUListvomANSIzurErstellungvonnationalenUS-NormenaufBasisvonKonsensakkreditiert. NebendeninAbbildung2gezeigtenNormungs-undStandardisierungsorganisationengibtesweitereOrganisationen–häufignuraufnationaleroderregionalerEbene–(z.B.CAR2CARCommunicationConsortium),dieindenNetzwerkenderTechnologienfürdieElektromobilitätmiteinanderinteragierensollten. DieinnereStrukturvonIECundISO,diejeweiligeneuropäischenundnationalenOrga-nisationensowiedasPrinzipdernationalenSpiegelungsindinAbbildung3dargestellt.ZurKoordinierungderAktivitätenderElektro-undderAutomobilindustriewurdengemeinsameGremieneingerichtet: • „JointWorkingGroup“(JWG)und„JointTechnicalCommittee“(JTC)aufinternationa-lerEbene, • diegemeinsameCEN/CENELECeMobilityCoordinationGroup(eM-CG)alsberatendesGremiumaufeuropäischerEbeneund • derLenkungskreisEMOBILITY(zwischenDKEundNAAutomobil)aufnationalerEbene(GK,GAK).
15 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 2AusgangssituationfürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität Abbildung 3: Innere Struktur von IEC/CENELEC/DKE und ISO/CEN/DIN sowie Prinzip der nationalen Spiegelung Struktur ausgewählter Normungsorganisationen und Prinzip der nationalen Spiegelung Internationale Normung Europäische Normung Nationale Normung (Deutschland) Internationale Organisation für Normung Technical Committees WG10 WG12 WG15 Council TMB Deutsches Institut für Normung Arbeitsausschuss AK1 AK2 AK3 Europäisches Komitee für Normung Technical Committees WG1 WG2 WG3 International Electrotechnical Commission Technical Committees Council SMB SGs SCs WGs PTs Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik Technische Komitees UK1 AK1 AK2 Europäisches Komitee für elektrotechnische Normung Technical Committees WG1 WG2 WG3 GK, GAK eM-CG JTC, JWG
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 16 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 2AusgangssituationfürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität 2.4 DIN, CEN und ISO DasDINDeutschesInstitutfürNormunge.V.bietetallenInteressiertendiePlattformzurErarbeitungvonNormenundSpezifikationenalsDienstleistungfürWirtschaft,StaatundGesellschaft.DasDINistprivatwirtschaftlichorganisiertmitdemrechtli-chenStatuseinesgemeinnützigenVereins.DieMitgliederdesDINsindUnternehmen,Verbände,BehördenundandereInstitutionenausIndustrie,Handel,HandwerkundWissenschaft. DieHauptaufgabedesDINbestehtdarin,gemeinsammitdenVertreternderinteres-siertenKreisekonsensbasierteNormenmarkt-undzeitgerechtzuerarbeiten.AufgrundeinesVertragsmitderBundesrepublikDeutschlandistdasDINalsnationaleNor-mungsorganisationindeneuropäischenundinternationalenNormungsorganisationenanerkannt. HeuteistdieNormungsarbeitdesDINzufast90Prozenteuropäischundinternationalausgerichtet,wobeidieMitarbeiterdesDINdengesamtenProzessdernichtelektro-technischenNormungaufnationalerEbeneorganisierenundüberdieentsprechendennationalenGremiendiedeutscheBeteiligungaufeuropäischerundinternationalerEbenesicherstellen.DasDINvertritthierbeidieNormungsinteressenDeutschlandsalsMitgliedimEuropäischenKomiteefürNormung(CEN)sowiealsMitgliedinderInter-nationalenOrganisationfürNormung(ISO).DieDKEalsOrgandesDINunddesVDEvertrittdieInteresseninderelektrotechnischenNormungalsMitgliedimEuropäischenKomiteefürelektrotechnischeNormung(CENELEC)sowieinderInternationalenElektro-technischenKommission(IEC). DerNormenausschussAutomobiltechnik(NAAutomobil)inDINwirdvomVDAgetragenundverantwortetdieNormungrundumdasAutomobileinschließlichderZubehör-undZulieferteileund-systeme.DerNAAutomobilspiegeltdieinISO/TC22undCEN/TC301konzentrierteinternationaleundnationaleNormungzumAutomobilundunterhältdazuzahlreicheArbeitskreise. 2.5 DKE, CENELEC und IEC DieDKEDeutscheKommissionElektrotechnikElektronikInformationstechnikinDINundVDEnimmtdieInteressenderElektrotechnik,ElektronikundInformationstechnikaufdemGebietderinternationalenundregionalenelektrotechnischenNormungsarbeitwahrundwirddabeivomVDEgetragen.SieistzuständigfürdieNormungsarbeiten,dieindenentsprechendeninternationalenundregionalenOrganisationen(vorallemIEC,CENELECundETSI)behandeltwerden.SievertrittsomitdiedeutschenInteressensowohlimEuropäischenKomiteefürelektrotechnischeNormung(CENELEC)alsauchinderInternationalenElektrotechnischenKommission(IEC).DieDKEdientalsmoderne,gemeinnützigeDienstleistungsorganisationdersicherenundrationellenErzeugung,VerteilungundAnwendungderElektrizitätundsodemNutzenderAllgemeinheit.
17 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 2AusgangssituationfürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität DieAufgabederDKEistes,NormenimBereichderElektrotechnik,ElektronikundInfor-mationstechnikzuerarbeitenundzuveröffentlichen.DieErgebnissederelektrotechni-schenNormungsarbeitderDKEwerdeninDIN-Normenniedergelegt,diealsdeutscheNormenindasdeutscheNormenwerkdesDINund,wennsiesicherheitstechnischeFest-legungenenthalten,gleichzeitigalsVDE-BestimmungenindasVDE-Vorschriftenwerkaufgenommenwerden. DieArbeitsgremienwerdenalsdeutsche„Spiegelgremien“denentsprechendentechnischenKomiteesderIEC(bzw.desCENELEC)zugeordnet,sodassnureineinzigesdeutschesGremiumfürdiegesamtenationale,europäischeundinternationaleArbeitbzw.MitarbeitaufdemjeweiligenFachgebietzuständigist. DurchdasIECStandardizationManagementBoard(SMB)wurde2011dieIECStrategicGroup6:„ElectrotechnologyforMobility“eingerichtet.ZieldieserGruppeistes,dasIECSMBinstrategischenFragenderElektromobilitätunddabeispeziellderInteraktionzwischenElektrofahrzeugenundderInfrastrukturzurelektrischenEnergieversorgungzuunterstützen.AktuellliegtderAbschlussberichtderGruppeSG6demIECSMBzumBeschlussvor. 2.6 Regulierung im Bereich Kraftfahrzeugtechnik und Gefahrguttransporte FürdieSicherheitunddenUmweltschutzbeiKraftfahrzeugenundbeiGefahrguttrans-portengeltenvorallemVorschriften,dieinderRegelaufeuropäischeroderinternatio-nalerEbeneentwickeltwerden.Normensindhierwenigermaßgeblichbzw.werdennurinErgänzungzudenVorschriftenerstellt. FürdieZulassungundGenehmigungvonKraftfahrzeugeninDeutschlandsindins-besondereeuropäischeVerordnungenundRichtlinienverbindlichvorgeschrieben.ZukünftigwerdendarinvermehrtUN-RegelungenoderglobaletechnischeRegelungenherangezogen.DiesewerdenaufinternationalerEbenevom„WeltforumfürdieHarmo-nisierungvonFahrzeugregelungen“(WP.29)beiderWirtschaftskommissionfürEuropaderVereintenNationen(UN/ECE)entwickelt. Fahrzeugklassen,derenZulassungnichtdurchspezifischeVerordnungenundRichtli-niengeregeltist,fallenunterdieMaschinenrichtlinie(Richtlinie2006/42/EG). Lithium-undLithium-Ionen-BatterienunterliegenausGründenderSicherheitundderVermeidungvonBrand-undExplosionsgefahrenbeiderBeförderungdeninvölker-rechtlichverbindlicheninternationalenundeuropäischenverkehrsrechtlichenÜber-einkommenüberdieBeförderunggefährlicherGüterfestgelegtenAnforderungenundVorschriften. WeitereDetailszudenobenangesprochenensowieweiterenVerordnungenundRicht-linienfindensichineinemseparatenBerichtdesTeams„Vorschriftenentwicklung“derNPEAG4[9].
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 18 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 2AusgangssituationfürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität 2.7 Regulierung im Bereich Energiewirtschaft und Eichrecht Sofernaneiner(AC-,DC-oderinduktiven)LadestationelektrischeEnergieverkauftwird,müssendieRahmenbedingungendesEnergiewirtschaftsgesetzes(EnWG)unddesEichrechtesberücksichtigtwerden.(DieindiesemDokumentverwendetenBegriffe„Ladestation“und„Ladesäule“sollenkeinekonstruktiveVorgabedarstellenundwerdenalsetablierteBegriffeimRahmenderLadeinfrastrukturherangezogen.)Füreinendirek-tenNetzanschlussderLadestationsinddiejeweiligenTechnischenAnschlussbedingun-gen(TAB)zuberücksichtigen.FürdasrichtigeMessenvonelektrischerEnergiegibtesaufnationalerEbenerechtlicheVorgabendurchdasEnergiewirtschaftsgesetzunddasEichgesetz.NormenkönnenhierzurSchaffungeinheitlicherLösungenbeitragen,diediegesetzlichenRahmenbedingungentechnischimplementieren. DasEnergiewirtschaftsrechtmachtinsbesonderedurchdie§§21bbis21i,40EnWGsowiedurcheinenochzuerlassendeRechtsverordnungnach§21iEnWGVorgabenbezüglichderMindestanforderungenandieDatensicherheitunddenDatenschutzsowiederTransparenzundVerständlichkeitderAbrechnungauchimZusammenhangmitdemVerkaufvonElektrizitätfürElektromobilität.DieseVorgabenfindenunteranderemihrenNiederschlagineinemSchutzprofilsowietechnischenRichtliniendesBSI,dieSicherheits-undInteroperabilitätsanforderungenfüreineKommunikationsein-richtungfürMesssystemenachEnWGdefinieren.GemäßdemaktuellenEntwurffürdieMesssystemverordnungwirddieLadeinfrastrukturfürElektromobilitätvoraussichtlichbis2020davonausgenommen,dadieVorgabendieArchitektureinereffizientenundkostengünstigenLadeinfrastrukturbehindernkönnten.DieserregulatorischeRahmenmussvordemHintergrundderElektromobilitätalswesentlichesElementvonsicherenSmartGridsbetrachtetwerden,derdemZieldient,dieRegelungendesdrittenEU-BinnenmarktpaketsEnergieinnationalesRechtumzusetzen. DasEichrechtschafftdieVoraussetzungenfürdasmetrologischrichtigeMessenundAbrechnenbeimVerkaufderElektrizitätfürElektromobilitätszwecke.FragenderMess-datensicherheitunddesMessdatenschutzeswerdenmitdemneuenEnergiewirtschafts-rechtüberwiegendindemdortzugehörigenRegelungsrahmenbeantwortet.SoferneinVerkaufderelektrischenEnergievorgesehenist,dürftenindenLadestationennurnachdemEichrechtzugelasseneElektrizitätszählerverwendetwerden.
19 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 2AusgangssituationfürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 3 Nationales Vorgehen zur Normung der Elektromobilität DieEinführungderElektromobilitätstelltfürDeutschlandeinebeson-dereHerausforderungundChancezugleichdar.DieaufhohemQualitäts-,Sicherheits-undVerfügbarkeitsniveauetabliertenDomänenderFahrzeug-technik,derInformations-undKommunikationstechnik(IKT)sowiederElektrotechnik/EnergietechnikwerdeninZukunftteilweisezusammenwach-sen.ImweiterenVerlaufdiesesAbschnittswerdendieMotivationfürdieErstellungderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilität,derNutzenfürdieeinzelnenanderElektromobilitätinteressiertenKreisesowiedienationaleundinternationaleAbstimmungzurElektromobilitätbeschrieben. DievorliegendeDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätverwen-dethäufigBegriffemitspeziellerBedeutungfürdasThemenfeld.FüreinegemeinsameBasiseinerDiskussiondesNormungsumfeldesderElektromo-bilitätwerdenBegriffeundAbkürzungeninAnhangBaufgelistet.
21 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität 3.1 Gründe und Randbedingungen für die Erstellung der Deutschen Normungs-Roadmap Elektromobilität EinzentralerAspektfürdieVerbreitungderElektromobilitätistnebenderStraßen-fahrzeugtechnikundEnergieversorgungsowiedererforderlichenInformations-undKommunikationstechnologieauchdieNormungundStandardisierung. DiebisherweitgehendgetrenntbetrachtetenDomänenAutomobiltechnikundElektro-technik/EnergietechniksowieInformations-undKommunikationstechnik(IKT)müssenfüreineerfolgreicheElektromobilitätzusammenwachsen.HierfüristeinelangfristigeStrategiezuentwickeln,diesowohldienationalenBelangeberücksichtigtalsauchderdeutschenWirtschaftdenZugangzudiesemexpandierendeninternationalenMarktöffnet.HierzuwurdevonderBundesregierungdieNationalePlattformElektromobili-tät(NPE)imMai2010alsberatendesGremiuminsLebengerufen.DieArbeitsgruppe4„Normung,StandardisierungundZertifizierung“(AG4)derNPEistfürdieNormungs-strategiezuständig,dieinFormdervorliegendenDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätdurchdasGremiumDKE/EMOBILITY.30bearbeitetwird.DieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätspanntdenBogenvomkurzfristigerforderlichenNormungs-undStandardisierungsbedarfbishinzulangfristigangelegtenAktivitätenzurNormungundStandardisierung,aberauchzumForschungsbedarf. IndenetabliertenDomänenAutomobiltechnikundElektrotechnikexistiertbereitseineVielzahlannotwendigenNormen.Diesemüssenentsprechendgenutztundbekanntgemachtwerden.InformationenüberdieseNormungsarbeitenundihrenStatussindBestandteilderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilität.DarüberhinausliegtderSchwerpunktdererforderlichenArbeitenwenigeraufderInitiierungneuerNormungsvorhabenalseheraufderErweiterungbzw.AnpassungbestehenderNormenundStandardsandieAnforderungenderElektromobilität.InsbesonderebeiSchnitt-stellenthemenmusseinedomänenübergreifendeZusammenarbeitaufinternationalerEbeneerfolgen. EslassensichdieinAbbildung4gezeigtenSystemkomponenten,DomänenundUnter-bereicheidentifizieren.DieBatterietechnikwirdaufgrundihrerBedeutungfürdieElek-tromobilitätinderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätseparatbetrachtet.DieProduktsicherheitunddieKommunikationstellenQuerschnittthemendar,diealleSystemkomponentenbetreffen.DerNormungs-undStandardisierungsbedarflässtsichindieseBereicheunterteilen. Allgemeine Empfehlung
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 22 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität Kommunikation und Energiefluss Schnittstellen Protokolle InformationssicherheitundDatenschutz Fahrzeugtechnik Ladeinfrastruktur Leistungselektronik Energiespeicher oder -quellen Anschlusstechnik Hilfskomponenten Li+Batterien Leistungselektronik Bordnetz Brennstoffzellen Kommunikations-undSteuerungstechnik Antrieb Kondensatoren Produkt- und Betriebssicherheit FunktionaleSicherheit ElektrischeSicherheit Abbildung 4: Für die Normung relevante Systemkomponenten und Domänen BetrachtetmandiebeteiligtenInteressengruppen,sospieltdieKonvergenzderBerei-cheFahrzeugtechnikundElektrotechnik/EnergietechnikeinevordringlicheRollebeiderEinführungderElektromobilität.DemzufolgelassensichdieInteressengruppen,wieinAbbildung5gezeigt,weitgehendentsprechenddenBereichen„Fahrzeuge“und„Lad-einfrastruktur“anordnen.IndieserDarstellungistdieBatteriealsseparateKomponentedargestellt,dazurzeitdavonausgegangenwird,dassdiesemIndustriezweigindennächstenJahreneinebesondereBedeutungzukommtbzw.DienstleistungenspeziellfürBatterienangebotenwerden. Staat, Länder, Kommunen / Gesellschaft / Bürger Forschung / Handel und Dienstleistungen / Industrie und Handwerk Ladeinfrastruktur Energielieferant Netzbetreiber Ladestationshersteller Zulieferer Fahrzeuge Fahrzeughersteller Zulieferer Batteriehersteller Nutzer / Kunde Abbildung 5: Interessengruppen der Elektromobilität
23 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität FürdenBereichderDienstleistungenergebensichbekannteundneueHandlungsfel-der.DieserBereichistengmitderEtablierungvonGeschäftsmodellenverknüpft,diejedochnichtimFokusderNormungfürPhase1derElektromobilitätstehen.Exempla-rischseieneinigebestehendeundmöglicheneueDienstleisterbenannt: • Fahrzeughandel • Fahrzeug-bzw.Batteriefinanzierung(Miete,Leasing) • Prüfung,Zertifizierung • Kommunikationsdienstleistungen(Web,Mobilfunketc.) • Stromhändler • Ladepunktbetreiber • Parkraumbewirtschaftung(ParkenundLaden) • Abrechnungs-undSchlichtungsinstanzen(Clearing,Roaming) • MessdienstleisterundMessstellenbetreiber DerNutzenderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätunddamitauchdieErfordernisfürderenErstellungwerdenimfolgendenAbschnitterläutert.DieSys-temansätzeunddamitdieRandbedingungenzurErstellungdiesesDokumentssindinAbschnitt4nähererläutert.DieallgemeineNotwendigkeitzurNormungundStandar-disierungfürdiedeutscheWirtschaftistinderDeutschenNormungsstrategie[2][3]niedergelegt. 3.2 Nutzen der Elektromobilität und der zugehörigen Normung DieElektromobilitätisteinzentralesInnovationsfelddernächstenJahrzehnte.ZumeinenstelltdieSicherstellungeinernachhaltigenMobilitäteineKernvoraussetzungfürvolkswirtschaftlichesWachstumdar.WeiterhinbildenderTransportsektorunddieFahr-zeugindustrieeinenzentralenIndustriezweigmitenormerBedeutungfürdieBeschäf-tigunginDeutschland.ImRahmenderEinführungderElektromobilitätistzuerwarten,dasssichneueGeschäftsbeziehungenundBereichederWertschöpfungherausbildenwerden.VerschiedeneInteressengruppenprofitierenunterschiedlichvonderElektro-mobilitätsowiederNormungundStandardisierungindiesemBereich.DerfolgendeAbschnittbeschreibtgenerelleVorteilederNormungfürdieEinführungderElektro-mobilität.AufdenNutzenderElektromobilitätundderzugehörigenNormungfürdieverschiedenenInteressengruppenwirdinAnhangCnähereingegangen. Normen und Spezifikationen bereiten MärkteZurbreitenDurchsetzungderElektromobilitätisteserforderlich,dieindividuelleMobilitätinähnlicherWeisewiebishersicherzustellen.DiesbeinhaltetinsbesonderedieBenutzungdeseigenenFahrzeugszumindestinganzEuropaundakzeptablePreisefürdasFahrzeugundseinenBetrieb.DasneueElektromobilmussdiegleicheSicherheitbietenwieherkömmlichevergleichbareFahrzeuge.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 24 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität InsbesonderebeiderRealisierungderfolgendenAspektesindNormungundStandardi-sierungdieWegbereiter: • DasLadendesFahrzeugserfordertdasVorhandenseineinergeeignetenInfrastruktur. • UmdieungehinderteMobilitätinEuropazuerleichtern,istanzustreben,dassdieLadeinfrastrukturen(inklusiveAbrechnungssystemen)undFahrzeugtypenmiteinan-derkompatibelsind. • DieKostenderSystemkomponenten(FahrzeugeundLadeinfrastruktur)sindeinentscheidenderFaktorfürdieAkzeptanzbeiFahrzeugherstellernundEndkundenunddamitfürdieVermarktbarkeit. • DieseKostenkönnennichtnurdurchInnovationen,sondernzueinemwesentli-chenTeilauchdurchMengeneffekte(hoheStückzahlen)gesenktwerden.DiedamitzwangsläufigverbundeneArbeitsteilungzwischenKomponentenherstellernsetztvoraus,dassdieSchnittstellenfürdieeinzelnenKomponentenbeschriebenundstan-dardisiertsind. • DieSicherheitfürdenAnwender,dieBetreiberunddieInfrastrukturmussdurchallgemeinakzeptierteRegelnundPrüfverfahrensichergestelltundobjektivnachge-wiesenwerden. Normen und Spezifikationen unterstützen die InnovationDieEntwicklungundDurchsetzungderElektromobilitätisteinProjektkontinentalenAusmaßes,dashoheInvestitionenerfordert.DazumüssendieRahmenbedingungeninNormenundSpezifikationenfestgelegtsein,umeingewissesMaßanInvestitionssicher-heitzugeben. DerjeweiligeDetaillierungsgradjedereinzelnenNormundjederSpezifikationistindi-viduellzubestimmen.EsisteineOptimierungsaufgabezwischengenerellenVorgabenundspeziellenAnforderungen. UmInnovationenzufördern,sollNormungfunktionsbezogenseinundFestlegun-genhinsichtlichtechnischerLösungenvermeiden(„performance-basedratherthandescriptive“).JedeNormoderjederStandardsolltesomitsoweitwiemöglich„offen“sein,umbeiausreichenderBeschreibungdesZielrahmensdennochgenügendRaumfürinnovativeundimWettbewerbdifferenzierendeLösungenzugeben.DamitwirdauchgrößtmöglicheZukunftssicherheitangestrebt,weilzuengeSpezifizierungzukünftigeVerbesserungenerschwertodersogarverhindert.SoweitzurSicherstellungderInter-operabilitätangemessenunderforderlich,müssenbeiSchnittstellennormen(z.B.zwi-schenFahrzeugundNetzinfrastruktur)jedochtechnischeLösungenfestgelegtwerden. UmdiesemAspektRechnungzutragen,gibteseineReihevonNormenarten,diezielge-richtetdieangestrebtenRahmenbedingungenschaffenkönnen.Hierzuzählen: • Betriebsverhaltensnormen, • Prüfnormen, • Schnittstellennormen/Kompatibilitätsnormen, • Terminologienormenund • Produktnormen. Allgemeine Empfehlung
25 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität Die Standardisierung beschleunigt die EntwicklungAngesichtsdesbeträchtlichenEntwicklungsaufwands,dernochzuleistenist,isteinemöglichstrascheFestlegungderRahmenbedingungenerforderlich.NormenundSpe-zifikationen,dieeine„Enabler“-Funktionübernehmen,müssensehrschnellentwickeltwerden.DieserfordertentwicklungsbegleitendeNormung.SpezifikationenalsVorläu-fervonNormenkönneninkurzerZeiterarbeitetwerden.Auchdie„normativeKraftdesFaktischen“isteinweitererBaustein,derderBeschleunigungdient.TechnischeLösungen,diesichamMarktnachhaltigdurchsetzen,solltenschnellinSpezifikationenundNormenüberführtwerden.IndividuelleSchutzrechtesollteninNormenvermiedenoderzumindestgemäßdemFRAND-Prinzip(„fair,reasonableandnon-discriminatory“)zufairenundnichtdiskriminierendenBedingungenzurVerfügunggestelltwerden. DerUmbaudesEnergiesystemshinzurverstärktenNutzungvonerneuerbarenEner-gien,derenErzeugungstarkschwankenkann,gehtvonintelligentenErzeugern,NetzenundLasten,demsogenanntenSmartGrid,ausunderfordertausreichendeSpeicher-möglichkeitenfürdieZwischenspeicherungderregenerativerzeugtenEnergie.DiesschließtdenLadevorgangvonElektrofahrzeugenmitein.DieserbietetdastechnischePotenzial,dieIntegrationvonerneuerbarenEnergien(alsLastsowieperspektivischauchalsErzeuger)zuunterstützen.HierfürbenötigtesüberdaseinfacheAnschließenundLadenhinaustechnischeLösungen.BeidiesenkleinenundverteiltenSystemenisteinetechnischundkommerziellnachhaltigeLösungohneStandardisierungschwerzuerreichen. 3.3 Nationale Abstimmung zur Elektromobilität EineengeVerzahnungvonForschungundEntwicklung,RegulierungundgesetzlichenRahmenbedingungenmitderNormungfürdienationaleAbstimmungzurElektromo-bilitätistnotwendig.DienationaleNormungundRegulierungbestimmterStaatendürfeneineinternationaleVereinheitlichungnichtbehindern.ZuraktivenEinfluss-nahmeundUmsetzungderZielezurElektromobilitätisteineverstärkteMitarbeitaufnationalerundinternationalerEbeneerforderlich.DeutscheUnternehmensowieF&E-Einrichtungen(inklusiveHochschulen)müssensichdeshalbverstärktindiedeutschen,europäischenundinternationalenNormungsarbeiteneinbringen.LetzteresindalsintegralerTeilvonF&E-Vorhabenzusehenundsomitförderwürdig. 3.3.1 Gemeinsame Aktivitäten von DKE, DIN und NAAutomobil ElektromobilitätistdurcheineVielzahlanAkteurenundFachgebietengeprägt.DahersindeinegremienübergreifendeZusammenarbeitunddieKoordinierungaufnationa-lerEbenezurSteuerungderNormungs-undStandardisierungsaktivitätensowiezurVermeidungvonDoppelarbeitaufdemGebietderElektromobilitätwichtig(vgl.auchAbbildung6).ZurKoordinierungderAktivitätenderElektro-undderAutomobilindus-trieexistiertderLenkungskreisEMOBILITY(zwischenDKEundNAAutomobil).DieseArbeitenwerdendurchdieGeschäftsstelleElektromobilitätimDINunterstützt. ZieldesLenkungskreisesEMOBILITYistdasSteuernundKoordinierenderverschiedenenNormungs-undStandardisierungsprojekteundderkontinuierlicheInformationsfluss. Allgemeine Empfehlung Allgemeine Empfehlung
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 26 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität HierzuwurdederLenkungskreismitentsprechendenKompetenzenausgestattet.Wei-tereSchwerpunktaufgabendesLenkungskreisessinddieInternationalisierungderNor-mungaufdiesemGebietunddieVermeidungvonnationalenInsellösungen,dieeineinternationaleundvorallemkostengünstigeEinführungderElektromobilitätbehindernundzuneuenHandelshemmnissenführenwürden.DieAutomobilbelangewerdenüberdenDIN/NAAutomobileingebracht.DieBelangederInfrastrukturwerdenüberdieDKEvertreten.SchnittstelleistderLenkungskreisEMOBILITY.DieSchaffungneuerGremienistzuvermeiden.StattdessensollendieexistierendenGremieninDINundDKEgestärktwerden. DerLenkungskreisEMOBILITYsetztsichausUnternehmenundVerbändenausdenBereichenElektrokomponenten,Energieerzeugungund-versorgung,Automobilherstel-lerund-zulieferersowiePrüfinstitutenzusammen.AlszukünftigerPartnerbeimAufbauderInfrastrukturistaußerdemdasElektrohandwerküberdenZentralverbandderDeut-schenElektro-undInformationstechnischenHandwerke(ZVEH)eingebunden. ZurUnterstützungderArbeitendesNAAutomobilundderDKEsowiedesLenkungs-kreisesEMOBILITYhatdasDINdieGeschäftsstelleElektromobilitäteingerichtet.AlszentralerundbranchenunabhängigerAnsprechpartnersollendenetablierten,abervorallemauchdenbishernormungsfernenKreisen,z.B.ausForschungundEntwicklung,dieersteKontaktaufnahme,dieInformationüberdasNormungsumfeldsowiedieEin-bringungindieNormungvereinfachtwerden.WeiterewichtigeAufgabensindzudemdiestetigeAnalyseundKoordinierungrelevanterAktivitätenhinsichtlichNormungundStandardisierungundderkontinuierlicheNetzwerkaufbau,auchaufeuropäischerundinternationalerEbene.DurchdieGeschäftsstellesollzudenrelevantenThemeneineRückkopplungzurDKE,zumNAAutomobilundzumLenkungskreiserfolgenundsomiteinebestmöglicheBerücksichtigungallerAnsätzeundEntwicklungengewährleistetwerden. FürdienationaleNormungsarbeitsindfürThemen,welchedieSchnittstellezwischenFahrzeugundInfrastrukturbetreffen,gemeinsameGremienvonNAAutomobilundDKEeingerichtetworden(vgl.auchAbbildung6). Allgemeine Empfehlung(Fortsetzung)
27 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität Operative Normungsarbeit Strategisch-politische Normungsarbeit Normenausschuss Automobiltechnik Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik DKE/GAK 353.0.1 BerührungslosesLadenvon Elektrofahrzeugen DKE/GAK 353.0.2 DC-Ladungvon Elektrofahrzeugen DKE/GAK 353.0.4 AC-Ladungvon Elektrofahrzeugen DKE/GAK 353.0.9 Energieversorgungvon LightElectricVehicles DKE/GAK 541.3.6 Schutzeinrichtungenfür E-Mobility DKE/GAK 542.4.1 Steckvorrichtungenzur leitungsgebundenenNetz- anbindungvonFahrzeugen DKE/GAK 542.4.3 DC-SteckvorrichtungenzurleitungsgebundenenNetz- anbindungvonFahrzeugen DKE/GAK 767.13.18 EMVElektromobilität (NA052-01-03-03GAK) DKE/GAK 767.14 Funk-EntstörungvonFahrzeugen, vonFahrzeugausrüstungenund vonVerbrennungsmotoren Lenkungskreis EMOBILITY (DKE/NAAutomobil) EMOBILITY.30 Normungs-Roadmap E-Mobility EMOBILITY.40 Spiegelgremiumder deutsch-chinesischen Unterarbeitsgruppe Elektromobilität EMOBILITY.50 Fokusgruppe Batterien NA 052-01-03-17 GAK Kommunikationsschnittstellevom FahrzeugzumStromnetz(V2GCI) NA 052-01-21-01 GAK ElektrischeSicherheitund Netzschnittstelle NA 052-01-21-03 GAK Energiespeicher AG 4 Normung, Standardisierung und Zertifizierung der NPE Geschäftsstelle Elektromobilität in DIN Abbildung 6: Nationale Abstimmung bei der Normung und Standardisierung zur Elektromobilität und gemeinsame Gremien (Übersicht)
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 28 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität 3.3.2 Aktivitäten bei der DKE NebendembereitserwähntenLenkungskreisEMOBILITYzurKoordinierungderAktivi-tätenzwischenVDE/DKEunddemVDA/NAAutomobilexistierenzahlreicheGremienbeiderDKE,dieeinenBezugzumThemaElektromobilitäthaben.FüreineausführlicheDarstellungderaktivenGremienundderenZuordnungzuThemenderElektromobilitätkanndiefolgendeAbbildung7herangezogenwerden. ImBereichderNormungbefasstsichdasGremiumDKE/STD1911.5mitderNetzin-tegrationderElektromobilitätausSichtdesSmartGrid.DiesesGremiumstelltdamitorganisatorischdieSchnittstellezwischenderNormungderElektromobilitätunddemSmartGriddar. EineumfassendeÜbersichtderrelevantenGremienfindetsichinAnhangD.2. LK LK K M LW B Z Z B Batterie / Brennstoffzelle K Kommunikation (PWM; V2G) LK Ladekabel Bauteil Elektrische Verbindung LW Ladewandler / Leistungselektronik M MotorRCD Residual Current Protective Device (FI-Schutz)Z Zähler (Strom-) Erklärung K 767 IEC/TC 77 IEC/CISPR K 952 IEC/TC 57 K 261 IEC/TC 8 K 331 IEC/TC 22 TAB (FNN) AK 431.1.7 IEC/SC 17D AK 411.2.8 IEC/TC 20 GAK 542.4.1 GAK 542.4.3 IEC/SC 23H GAK 535.0.2 GAK 535.0.4 IEC/SC 69 K 221 IEC/TC 64 AK 542.1.2 IEC/SC 23B K 371 IEC/TC 21 K 331 IEC/TC 22 K 311 IEC/TC 2 AK 221.1.11 IEC/TC 64 K 461 IEC/TC 13 K 764 IEC/TC 106 RCD AK 541.3.6 IEC/SC 23E K 767 IEC/TC 77 IEC/CISPR GAK 353.0.1 IEC/TC 69 K 353 IEC/TC 69 Abbildung 7: Übersicht zu relevanten Gremien der DKE im Bereich Elektromobilität 3.3.3 Aktivitäten des NAAutomobil ImNAAutomobilarbeitenzahlreicheGremien,diesichmitderNormungvonelektri-schenundelektronischenKomponentenundSystemenundmitderStandardisierungrundumdasElektrofahrzeugbefassen.Abbildung8gibteinenÜberblicküberdieseGremien.EineumfassendeÜbersichtüberdieseGremienfindetsichinAnhangD.2.
29 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität AA-03 „Elektrische Ausrüstung“ Datenkommunikation NA052-01-03-01AK EMV NA052-01-03-03GAK Elektrische FahrzeugleitungenNA052-01-03-04AK Sicherungen NA052-01-03-05AK Steckverbinder NA052-01-03-06AK Umgebungsbedingungen NA052-01-03-13AK Kommunikation EV-Stromnetz NA052-01-03-17AK AA-26 „Funktions- sicherheit“ Allgemeine Anforderungen an Straßenfahrzeuge NA052-01-26-01AK AA-21 „Elektrische Straßenfahrzeuge“ Elektrische Sicherheit und Netzschnittstelle NA052-01-21-01GAK Leistungs- und Verbrauchsmessung NA052-01-21-02AK Energiespeicher NA052-01-21-03GAK Fahrzeugsysteme für E-Antrieb NA052-01-21-04AK Kabelloses Laden NA052-01-21-05AK Abbildung 8: Übersicht zu relevanten Gremien des NAAutomobil im Bereich Elektromobilität 3.3.4 Standardisierungsaktivitäten Datensicherheit und Datenschutz DerfürdasThemaIT-SicherheitzuständigeDKE/AK952.0.15arbeitetengmitdemDKE/UK931.1,dasfürIT-SicherheitinderProzessautomatisierungzuständigist,derVDEETG/ITGAGIT-SicherheitsowiederzuständigenArbeitsgruppeimFNNzusammen.ErspiegeltdieArbeiteninIEC/TC57/WG15zurNormenreiheIEC62351undhathierzudieAusarbeitungdesTeils8zurrollenbasiertenZugriffskontrolleveranlasst.DieAkti-vitäten,dieIT-SicherheitimDKEFachbereich9LeittechnikmöglichstuntereinemGre-miumzuführen,werdenunterstützt.DieTätigkeitendesBSIbezüglichderErarbeitungeinesSchutzprofilsfürSmartMeterundentsprechendeGatewayswurdenbegleitet. BeiderDKEwurdein2014dieQuerschnittsgruppeDKE/STD1911.11.5gegründet.SiebehandeltdasThemaInformationssicherheitundDatenschutzinderInfrastrukturderElektromobilitätinZusammenarbeitmitdenentsprechendenGremienzuSmartMeternundinAbstimmungmitdenExpertenderIT-SicherheitinderNetzleittechnikunddesDINNIA27. 3.3.5 Standardisierungsaktivitäten im Rahmen von Förderprojekten DerzeitwerdeninDeutschlandeineVielzahlanForschungs-,Pilot-undModellprojektendurchgeführt.VorrangigeZieledieserAktivitätensindzunächstdasSammelnvonErfahrungenunddieGewinnungneuerErkenntnissefürdiepraktischeUmsetzungderElektromobilität.ImRahmenderProjekteunddesWissensaustauschszwischenden
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 30 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität ProjektensindFragestellungenzurBerücksichtigungbestehendersowiezurÜberarbei-tungbzw.SchaffungvonNormenundSpezifikationenebenfallsvonBedeutung.AbhängigvomZeitplandereinzelnenProjektemüssendiedarinerzieltenErgebnisseanalysiertundaufihreRelevanzfürdieNormungundStandardisierungbewertetwerden.ZuadressierendeProjektesindunteranderemVorhabendesBundes(BMBF,BMUB,BMVI,BMWi)wieauchderLänder(z.B.AutoCluster.NRW,EcoFleetHamburg,dievierSchaufensterElektromobilität). EinenklarenBezugzurNormunggibtesz.B. • imBMWi-Programm„InnovationenmitNormenundStandards“(INS),dasinnovativeNormungsprojektedeutscherFirmenfördert,auchumderenInteressenaufinter-nationalerEbenebesserdurchsetzenzukönnen.DiesesProgrammdecktnebenderElektromobilitätweitereFelderderHightech-StrategiederBundesregierungabundwendetsichinbesonderemMaßeauchanKMUs(Projektlaufzeitbis12/2015). • imProjekt„Elektromobilität–UmsetzungderNormungs-Roadmap“,dasdurchdasBMWigefördertwird.HierliegtderFokusaufdergezieltenUmsetzungeinzelnerNormungs-undStandardisierungsthemen,welcheaufGrundlagederDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätoderbeispielsweiseauslaufendenForschungs-undEntwicklungsvorhabenidentifiziertwurden.ZieldesProjektsistdieStärkungderVorreiterrolleDeutschlandsbeimSetzenvonNormenundStandards,wasdurchzielgerichteteMaßnahmenundUnterstützungderdeutschenIndustrieundvondeutschenForschungseinrichtungen,insbesonderehinsichtlichderAktivitätenbeieuropäischenundinternationalenNormungsorganisationen,umgesetztwerdensoll.HierzufindeteineEinbindunginteressierterKreiseausWirtschaftundWissenschaft,mitSchwerpunktbesondersauskleinenundmittlerenUnternehmen(KMU),statt(Pro-jektlaufzeitbis09/2015). • imTechnologiewettbewerb„IKTfürElektromobilitätII:SmartCar–SmartGrid–SmartTraffic“,derdurchdasBMWiimFrühjahr2011gestartetwurde.DerFokusvon„IKTfürElektromobilitätII“liegtaufderFörderungvonForschung,EntwicklungundPiloterprobungen,umKonzepte,dieaufInformations-undKommunikationstechnolo-gienbasieren,schnellerzuentwickelnundderÖffentlichkeitzugänglichzumachen.ImRahmendesTechnologiewettbewerbswurdennachaktuellemStand18ProjektezurFörderungausgewählt.InErgänzungzudenModellprojektenwirdzusätzlichdasProjekt„SystemischeIntegrationElektromobilität–Anwendungsfall-undUser-Story-Analyse“gefördert,indemelektromobilitätsspezifischeUser-StorysundUse-Caseserarbeitetwerden.VondiesermittlerweilevielfältigangewandtenUse-Case-Methodikwirderwartet,dassLückenundWeiterentwicklungsbedarfimNormenwerk,indiesemFallbezogenaufElektromobilität,systematischerkanntundsomitbearbeitetwerdenkönnen.DamitsollenInnovationshürdenidentifiziertundüberwundensowiepro-jektübergreifendesystemischeAnsätzeundZusammenarbeitvorangetriebenwerden(Projektlaufzeitbis10/2015). DieDKEhatdieNutzungvonUse-CaseszurtechnologieunabhängigenBeschreibungvonVorgängenfürNormungszweckefederführendimRahmenihrerArbeitenzumThemaSmartGridentwickelt(DKE/STD1911.0.2).ZurBearbeitungvonelektromobi-litätsspezifischenUse-CasesistderArbeitskreisDKE/AKSTD1113.0.3“UseCasesfürE-Mobility“zuständig.
31 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität EinUse-CasebeschreibtVorgängeausSichtderbeteiligtenMarktrollenundabstrahierttechnischeDetails.DieAkteurezudefinieren,ihnendiejeweiligeRollezuzuweisen,dieAktivitätendarzustellenunddasSystemeinzugrenzen,sindwichtigeAufgaben,diedenAufbaueinesUse-Casewesentlichbeeinflussen.DieMethodederUse-CaseszeigtsomitdielogischnachvollziehbareAufteilungeinesVorgangsinseineEinzelschritte.EinUse-Case-Diagrammdientdazu,dieNutzeranforderungenfüreinenklarabgrenzbarenVorgangzuverstehenundSchnittstellenzudefinieren. DieArbeitderNormungsgremienbestehtdarin,ausdenjeweiligenUse-Casestechni-scheAnforderungenfürihrenBereichabzuleitenundinNormenumzusetzen.Use-CaseskönnensomitineinemfrühenStadiumVorgängeabbildenundPlänebeschrei-ben,diesystemischnochumzusetzensind. 3.4 Internationale Abstimmung zur Elektromobilität DerzeitkonkurrierennationaleundinternationaleNormungskonzeptemiteinander.DieElektromobilitätkannaufgrundvoninternationalenMärktenfürKraftfahrzeugenurerfolgreichsein,wennsievoninternationalenNormenundStandardsflankiertwird.DiesgiltingleicherWeisefürdieSchnittstellevonFahrzeugundInfrastruktur.Einealleinigedeutschebzw.europäischeNormungfürdieElektromobilitätwirdalsnichtausreichendangesehen.ZurBeschleunigungderinternationalenNormungkönntennationalerarbeiteteVorschlägeundinDeutschlanderzielteErgebnissezurUmsetzungherangezogenwerden.InternationalharmonisierteNormensicherndenErfolgundschaffengleicheBedingungenfürdieIndustrieaufallenMärkten. DieinternationaleNormungundStandardisierungderElektrotechnikerfolgtbeiIEC,diederFahrzeugtechnikbeiISO.FürdieEinführungderElektromobilitätmüssendieAktivitätenderbeidenOrganisationenaufeinanderabgestimmtwerden.ZurVermei-dungvonDoppelarbeitundzurSicherstellungderMitarbeitallerrelevantenExpertenderbeteiligtenWirtschaftsbereicheanderEntwicklungderNormenundStandards,beispielsweiseimBereichderSchnittstellenzwischenFahrzeugundVersorgungsnetz,isteineKoordinationderAktivitäteninISOundIECbesonderswichtig.DazuwurdeimMärz2011zwischenISOundIECeinMoU(MemorandumofUnderstanding)unterzeich-net.DiesessiehtvorallemdieBildungvongemeinsamenArbeitsgruppennachMode5(JWG:JointWorkingGroups)zuallenSchnittstellenthemenfürdenAnschlussdesElek-trofahrzeugsandasNetzvor. DasverabschiedeteMoUmussindergefordertenAusprägungweiterhinumgesetztwerden.DieSekretariateundVorsitzendenderbetroffenenGremienmüssendieUmset-zungdurchlaufendegegenseitigeKonsultationen,insbesonderebeineuenProjekten,weiterhinsicherstellen. Konsortien,insbesonderedieSAE,müssenaufgefordertwerden,sichanderNormungs-arbeitbeiISOundIECzubeteiligen,anstatteigene,zusätzlicheSpezifikationenzuerstellen.Esistdavonauszugehen,dassdieSAE-StandardsfürvieleBundesstaatenderUSAverbindlichvorgeschriebensind.EineÜbernahmevonInhaltenderSAE-StandardsininternationalekonsensbasierteNormen(ISO,IEC)istaufgrunddesUrheberrechtspro- Allgemeine Empfehlung Allgemeine Empfehlung
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 32 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität blematisch(z.B.SAEJ2929).Zielmussesjedochsein,dieInhaltederSAE-StandardsmitdenInhaltenderISO-undIEC-Normenzuharmonisieren.NursokannderzusätzlicheZulassungsaufwandderFahrzeugindustrieindenUSAverringertwerden.InderÜber-gangszeitwirdempfohlen,dassVertreterdereuropäischenIndustrieindenSAE-Gre-mienmitarbeiten,umabweichendeRegelungenzuvermeiden,unddassdieMöglich-keiteneinerbilateralenZusammenarbeitzurEntwicklunggemeinsamerSpezifikationenimVorfeldderISO/IEC-Normunggenutztwerden. Weiterhinistesderzeitnichtzuerwarten,dassausnationalenchinesischenNormenfürElektrofahrzeugeinternationaleNormenwerden.Esistaberwahrscheinlich,dassdieErfüllungsolcherNormenVoraussetzungfürdenMarktzuganginChinaist.Überset-zungenundInterpretationenbeichinesischenNormensindhäufigproblematisch.VondeutscherSeitewurdedurchdieNormungunddenDeutsch-ChinesischenWirtschafts-ausschussaktivdaraufhingewirkt,dassChinastärkerindieinternationaleNormungeingebundenwird.EineweitereEntwicklunghierzuistabzuwarten. DarüberhinausexistierenzahlreicheweitereOrganisationen,dieaufgrundihrerAkti-vitätenEinflussaufdieAnforderungenanElektrofahrzeugebzw.dieElektromobilitätallgemeinhabenundsomitdirektoderindirektNormenundStandardsbeeinflussen.Esistzuprüfen,obundinwelcherFormeineAbstimmungderAktivitätennotwendigist,undvorallem,inwieweitAktivitätenandererOrganisationeninISOundIECüberführtwerdenmüssen. DurchdenLenkungskreisEMOBILITYunddieGeschäftsstelleElektromobilitätimDINsollteeingeeignetesVorgehenzurLiaisonmitanderenOrganisationenkoordiniertwerden.WeitereOrganisationensindrechtzeitigzuidentifizierenunddieEtablierungwidersprüchlicherAnforderungenandieElektromobilitätistdurcheinefrühzeitigeKontaktaufnahmeundEinbindungderOrganisationenzuvermeiden.EinEngagementinanderenStandardisierungsorganisationenalsISOundIECdarfnurübergangsweiseeineOptionsein. 3.5 CEN / CENELEC eMobility Coordination Group (eM-CG), EU-Mandat M/468 DieWichtigkeitderElektromobilitätzumErreichenderKlimaschutzzieleundalsWirt-schaftsfaktorfürEuropawurdevonderEU-KommissionerkanntunddurchdieVergabedesNormungsmandatsM/468unterstrichen.Eszieltdaraufab,dieeinheitlicheLadungvonElektrofahrzeugenindergesamtenEuropäischenUnionsicherzustellenundInsel-lösungeneinzelnereuropäischerStaatenzuvermeiden.DasMandatkonzentriertsichdabeiinsbesondereaufdasdringlicheThemaderSchaffungvonNormenundStandardsfüreinheitlicheLadeschnittstellenzwischenderInfrastrukturunddemElektrofahrzeug.DieaktuellenkontroversenDiskussionenaufeuropäischerEbene,insbesonderezurGestaltungderSchnittstellenzwischenFahrzeugundVersorgungsnetz,zeigendeutlich,dasseineEinigungzwingenderforderlichist.DasMandatnenntnebendenPersonen-kraftfahrzeugenauchweitereFahrzeugkategorien,unteranderemauchScooter. Allgemeine Empfehlung(Fortsetzung)
33 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität DerNormungsauftraginFormdesMandatswurdeimJuni2010anVertreterdereuro-päischenNormungsgremienCEN,CENELECundETSIübergeben.CENundCENELEChabendenAuftragangenommenundeineCEN/CENELEC-Fokusgruppezureuropäi-schenElektromobilitätgegründet.DieseFokusgruppeuntersuchtesowohldieAnforde-rungenundVoraussetzungendereinzelneneuropäischenLänderaneineeinheitlicheLadestrukturalsauchdenNormungsbedarffürdieElektromobilitätinEuropa.ImOktober2011wurdehierzuderBericht„Standardizationforroadvehiclesandassoci-atedinfrastructure“veröffentlicht.DieCEN/CENELEC-FokusgruppezureuropäischenElektromobilitäthatdieGründungeinerCEN/CENELECeMobilityCoordinationGroup(eM-CG)empfohlen,umdieNormungsaktivitätenwährendderwichtigenPhasedesErstellensvonneuenoderderAktualisierungvonbestehendenNormenzuunterstüt-zen.DieeM-CGstelltdenfolgerichtigenUmgangrelevantertechnischerInstitutionenmitdenfürdieElektromobilitätnotwendigenNormensicher. AufgrundderHaltungeinigerwenigerHerstellerundAnwendervonbestimmtenSteckvorrichtungenwaresdeneuropäischenNormungsorganisationennichtmöglich,einekonsensbasierteEmpfehlungfüreineuropaweiteinheitlichesLadestecksystemzugeben,wenngleichdieüberwiegendeMehrheitderInteressengruppendenVorschlagzumSteckerTyp2unterstützthat.ImJanuar2013hatdieEuropäischeKommissioneinenVorschlageinerRichtliniefüralternativeKraftstoffeerstelltundindiesemRahmendieVerwendungdesSteckersvomTyp2/Combo2fürEuropavorgeschlagen.DiesenVorschlaghatdasEU-ParlamentimApril2014bestätigt. SeitensderEU-KommissiongibteseinenEntwurffüreinneuesNormungsmandatzurUmsetzungderRichtlinie.IndiesemZusammenhangistdaherweiterhineinepolitischeFlankierungunumgänglich,umdieInteressenderdeutschenIndustriedurchzusetzen. 3.6 Weitere relevante Informationsquellen FürdieErstellungderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätwurdenver-schiedene,bereitsexistierendeQuellengenutztunddiedarinenthaltenenrelevantenInformationenanalysiertundindievorliegendeDeutscheNormungs-RoadmapElektro-mobilitätintegriert.HervorzuhebensindinsbesonderefolgendeStudien: • DIN-Studie zum „Normungsbedarf für alternative Antriebe und Elektromobili-tät“, erarbeitet unter der Leitung des NAAutomobil [4]DieDIN-StudiehatdieimBereichElektromobilitätrelevantenNormenidentifiziertundlieferteinenentsprechendenÜberblick.Dieserumfasstvorallembereitsvorhan-deneNormenwieauchdieNormen,diesichzumAbschlussderStudieinErarbeitungbefanden.DarüberhinausbeinhaltetdieStudiebereitseineReihevonEmpfehlun-gen,dieimRahmenderErarbeitungderDeutschenNormungs-RoadmapElektromo-bilitätzuberücksichtigensind. • VDE-Studie „Elektrofahrzeuge“ [5]InderVDE-StudiewerdendiePotenzialevonElektrofahrzeugenmitBatterienauf-gezeigt,dietechnischeRealisierbarkeitdereinzelnenKomponentenwirdbewertetundderForschungs-undEntwicklungsbedarfwirdabgeleitet.BeiderAnbindungderFahrzeugeandasVersorgungsnetzwirdinSzenariendieEinführungvoneinerMillion
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 34 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität Elektrofahrzeugenundmehrbeschrieben.InderStudiewerdendiewesentlichenKomponentenvonElektrofahrzeugenuntertechnischenGesichtspunktenbewertet.NebendenSchlüsselkomponentendesAntriebsstrangswerdenauchHilfsaggregate,Ladegeräte,Steckvorrichtungenund„RangeExtender“betrachtet. • VDE-Studie „E-Mobility 2020: Technologien – Infrastruktur – Märkte“ [14]InderVDE-Studie„E-Mobility2020:Technologien–Infrastruktur–Märkte“gabenMitgliedsunternehmenundHochschulenihreEinschätzungenzuraktuellenTechno-logiepositionDeutschlandssowiezuChancenundHerausforderungenderElektro-mobilitätfürdenStandortab.Darüberhinauswurden1.000Verbraucherbefragt.IhreAntwortengebenAufschlussüberStimmungundAkzeptanzhinsichtlichderElektromobilitätinderBevölkerung. • Livre Vert [12]Dasfranzösische„LivreVertsurlesinfrastructuresderechargeouvertesaupublicpourlesvéhicules«décarbonés»“(GrünbuchzuröffentlichenLadeinfrastrukturfürschadstofffreieFahrzeuge)stellteinenLeitfadenfürGebietskörperschaftenfürdieUmsetzungderProjektezumAufbaueineröffentlichenLadeinfrastrukturdar.EswurdeerarbeitetimAuftragderfranzösischenRegierungunterdemVorsitzdesSenatorsdesDépartementAlpes-MaritimesinZusammenarbeitmitVertreternausdenBereichenPolitikundTechnikderGebietskörperschaftenvon13Pilotregionen,mitAutomobilherstellern,UnternehmenundVerbändenimBereichEnergieversor-gung,Transport,BauwesenundInfrastruktursowiemitBehörden,InstitutenundAgenturenfürEnergie,Industrie,UmweltundFinanzen.DieVeröffentlichungerfolgteimApril2011. • ANSI EVSPDieUS-amerikanischeNormungsorganisationANSIkoordiniertdieErarbeitungderNormungs-RoadmapANSIEVSP.DieVersion2derANSI-Normungs-RoadmapwurdeimMai2013veröffentlichtundlagnebenderdeutschenRoadmap,derCEN/CENELEC-RoadmapunddenACEA-EmpfehlungeninenglischerSprachevor. • ACEA-Positionspapier [13]DieACEA(VerbandeuropäischerAutomobilhersteller)hatsichaufdieAnwendungeinheitlicherNormenfürdasLadenvonElektroautosgeeinigt.Ab2017solleseineneinheitlichenStecker(Typ2)füralleElektroautosgeben.IndieBeratungenwarenauchjapanischeundsüdkoreanischeHerstellermiteingebunden. SpeziellimAutomobilbereichexistierenOrganisationen,dieaufgrundihrerAktivitä-tenEinflussaufdieAnforderungenanElektrofahrzeugehabenundsomitdirektoderindirektNormenundStandardsbeeinflussen.DarüberhinausistdieStandardisierungimBereichdesInternetszubeachten,dazuerwartenist,dasswebbasierteKommunika-tionbeiderElektromobilitäteineRollespielenwird.IndiesemZusammenhangsindzunennen: • Euro NCAP, US NCAPTestprotokolleund-prozedurenzurBewertungderaktivenundpassivenSicherheitvonFahrzeugen–speziellPersonenkraftwagenderKategorieM1–stellenkeineStan-dardsimeigentlichenSinnedar.DennochdefinierensieLeistungsanforderungen,diegroßenEinflussaufdenEntwurfvonKraftfahrzeugenhaben.
35 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 3NationalesVorgehenzurNormungderElektromobilität • ETSI TC ITS / CAR 2 CAR Communication ConsortiumImRahmendeseuropäischenStandardisierungsmandatsM/453arbeitetETSIinengerZusammenarbeitmitdemCAR2CARCommunicationConsortiumanderNormungeinerkurzreichweitigenFahrzeug-Fahrzeug-undFahrzeug-Infrastruktur-Kommu-nikationaufBasisdesIEEE-802.11p-Standards.IndiesemZusammenhangwirddieMöglichkeiteinerKommunikationmitElektroladestationendiskutiert. • World Wide Web Consortium (W3C)DasWorldWideWebConsortium(kurz:W3C)istdasGremiumzurStandardisierungderdasWorldWideWebbetreffendenTechniken.DasW3Cistkeinezwischenstaat-lichanerkannteOrganisationunddamitnichtberechtigt,Normenfestzulegen.Den-nochbildenW3C-Standards,wiez.B.XML,dieBasismancherISO-Normen.StandardsdesW3CbetreffendieBereicheKommunikationundDatensicherheit.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 4 Systemübersicht „Elektromobilität“ IndiesemAbschnittwerdendieSystemansätzezurElektromobilitätvorge-stellt,dienachEinschätzungvonExpertenderdeutschenIndustrie,For-schungundPolitikbeiderErreichungderZielederPhase1(eineMillionElektrofahrzeugebiszumJahr2020aufdeutschenStraßen)einennennens-wertenBeitragleistenwerden.InAbschnitt3.1wurdenbereitsdiebeteilig-tenTechnologienundInteressengruppenidentifiziert.IndiesemAbschnittwerdenzunächstdieNutzungsszenarienvonElektrofahrzeugenundanschließenddieEnergie-undDatenflüsseaufgeführt.DarananschließendwerdendieDomänenFahrzeug,EnergiespeicherundLadeinfrastrukturnäherbetrachtet.ZujedemBereichwerdendierelevantennationalenundinternationalenNormenundStandardsbenannt,dieimRahmenbereitsvorliegenderStudiendurchdieGemeinschaftderHersteller,AnwenderundForscherimBereichElektromobilitätidentifiziertwordensind.
37 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ 4.1 Elektrofahrzeug und Smart Grid DieElektromobilitäteröffnetdieeinzigartigeMöglichkeit,dieVorteileeinerumwelt-freundlichenMobilitätmiteinereffizientenundoptimiertenNutzungderRessourcenderStromnetzeunddernachhaltigerzeugtenElektroenergiezuverbinden.DarausergebensicheineReihevonspeziellenAnforderungeninsbesonderefürdieTechnikunddieNormungderSchnittstellezwischenElektrofahrzeugundStromnetz. DerLadevorgangeinesElektrofahrzeugserforderteineVielzahlverschiedenerAnwen-dungsfälle,fürdiedieErarbeitungvonNormeneinewichtigeGrundvoraussetzungist.InsbesonderefolgendeAnwendungsfällelassensichdabeiidentifizieren: • Laden _ Lade-Örtlichkeiten _ anprivater(z.B.Garage),halbprivater(z.B.Betriebshof),öffentlicheroder halböffentlicher(z.B.Supermarktparkplatz)Ladestation _ kombiniertmitParken _ Standortdraußen,überdachtoderInnenraum _ Laden„beiFreundenundVerwandten“aneinphasigerHaushaltssteckdose _ Schnellladenunterwegs _ Ladefunktionen _ NormalladenalsAC-oderDC-LadenmitLeistungenbiszu22kW(„Normalla- dung“:imFolgenden„Normalladung“inAbgrenzungzurSchnellladung) _ SchnellladenalsAC-oderDC-LadenmitLeistungenvonmehrals22kW _ kabelgebundenoderinduktiv _ mitoderohneKommunikationspfadzurseparatenAbrechnung _ mitoderohneKommunikationspfadzurVerhandlungdesStromtarifs _ mitoderohneLastmanagement/Netzdienstleistungen(lokal,SmartGrid) _ MöglichkeitderNetzrückspeisung(Phase2) _ Messen/Zählen _ FahrzeugfunktionenwährenddesBetriebsamstationärenNetz _ ÜberwachungdesLadevorgangs _ StandklimatisierungderBatterieund/oderdesFahrgast-/Laderaums • Abrechnung _ ohneseparateAbrechnung(Abrechnungmit„normaler“Stromrechnung) _ mitseparaterSammelabrechnung(separaterZähler) _ mitseparaterEinzelabrechnung(vergleichbareiner„Tankkarte“) _ mitdirekterBezahlung(bar,elektronisch,möglicherweiseintegriertindie Parkraumbewirtschaftung) _ direkteoderindirekteAnbindungdesFahrzeugsandasAbrechnungssystem DieseAufzählunggibteinenEinblickindieKomplexitätdesLadevorgangs.ZusätzlichzudensichdarausergebendenNormungsprojektenmüssenbestehendeNormenfürdasFahrzeugausfolgendenBereichenüberprüftundgegebenenfallsangepasstwerden: • ElektrischeSicherheit • ElektromagnetischeVerträglichkeit(EMV) • Anforderungenandiverseelektrische/elektronischeSystemeundKomponenten
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 38 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ DarüberhinausmussausSichtderEnergielieferantenundNetzbetreibereineVerknüp-fungmiteinemSmartGriderfolgen.DamitentstehenzusätzlichzumSzenario„Laden“weitereLastszenarienbishinzurRückspeisung.ZwischendiesenSzenariensindweitereAusprägungendenkbar,wiebeispielhaftinAbbildung9dargestellt. Laden Preismanagement Lastmanagement Rückspeisung K unde bestimmtZeitpunkt undLadeprofil wähltgeeigneten Ladezeitpunkt auszeitbasiertem Tarifangebot gibtNutzungs- wunschvor(bis wannmusswelche Ladungvorliegen) gibtNutzungs- wunschvor(bis wannmusswelche Ladungvorliegen) Ladeinfr as tr uktur - anbiet er hatkeinenEinfluss bzw.Abschaltung beiSmartMeter hatübervariable Preisgestaltung indirektEinflussauf dasLadeverhalten kannLastaktivdem aktuellenEnergie- angebotanpassen kannaktivdieLast unddasRückspeisen beeinflussen Abbildung 9: Ausprägungen der Netzintegration von Elektrofahrzeugen beim Laden IndieserDarstellungerfolgtvonlinksnachrechtseineimmerengereKopplungvonElektrofahrzeugundSmartGridmitderMöglichkeit,entsprechendeNetzdienstleis-tungenzuerbringen.AussystemtheoretischerSichtwerdendadurchRegelkreisezurOptimierungvonVerbrauchundRückspeisungrealisiert.BeiderAusprägung„Preisma-nagement“stelltderaktuelleStrompreisdieStellgrößefürdenVerbrauchdar,währenddieAusprägungen„Lastmanagement“und„Rückspeisung“eineexpliziteBeeinflussungdesLadevorgangsermöglichen. WeitereNutzungsszenarien,diejedochnichtunmittelbarzumLadengehören,sindfolgendeBeispiele,dieimRahmenderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätauchdiskutiertwurden: • Fahrzeugstillstand • Fahren • Service(Diagnose,Wartung,Reparatur) • Unfall,BergungnachUnfall • Abschleppen • Außerbetriebnahme,Wiederverwertung AufdieseSzenarienwirdbeiBedarfeingegangen.
39 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ 4.2 Schnittstellen, Energieflüsse und Kommunikation DurchdieEinführungderElektromobilitätwerdenzahlreicheneueEnergiefluss-undKommunikationsbeziehungensowieProtokollenotwendigbzw.vorhandeneSchnitt-stellenmüssenangepasstwerden.InsbesonderefolgendeSchnittstellensinddenkbarbzw.zuberücksichtigen: • Fahrzeug–Ladeinfrastruktur • Fahrzeug–Nutzer • Fahrzeug–Energiehandel • Ladeinfrastruktur–Netz • Ladeinfrastruktur–Energiehandel • Ladeinfrastruktur–Ladeinfrastrukturbetreiber • Ladeinfrastrukturbetreiber–Abrechnungsdienstleister • Nutzer–Abrechnungsdienstleister • Nutzer–Ladeinfrastruktur(z.B.ReservierungöffentlichzugänglicherLadestationen) • Ladeinfrastrukturbetreiber–Nutzer • Fahrzeug–Service • Fahrzeug–Abrechnungsdienstleister ÜberdieseSchnittstellenwerdenteilweisesowohlDatenalsauchEnergieübertragen.DieverschiedenenAbstraktionsgradederSchnittstellenlassensichineinemeinfachenSchichtenmodelldarstellen,wieinAbbildung10gezeigt. Dienste Messung/Zählung Abrechnung Diagnose Lastmanagement Rückspeisungsmanagement Kommunikation Energieflüsse Kommunikationsmedien Richtung Kommunikationsprotokolle Schutzbedingungen Signalisierung Physikalische Ebene ElektrischeKennwerte MechanischeKennwerte Übertragungsmedium(kabelgebunden,kabellos) Abbildung 10: Abstraktionsgrade der Schnittstellen zur Elektromobilität DerBereichKommunikationlässtsichindiegrundlegendeSignalisierung(zurGewähr-leistungderSicherheit),diehöherenKommunikationsprotokolle(z.B.zurAbrechnung)undKommunikationsmedien(z.B.Powerline)unterteilen.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 40 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ IndenfolgendenUnterkapitelnwerdendieeinzelnenAspektederEnergieflüsseundSchnittstellenundderaktuelleStandderNormungsowiederHandlungsbedarfidenti-fiziert. 4.2.1 Energieflüsse EingroßerTeilnationalerundinternationalerNormungs-undStandardisierungsakti-vitätenbefasstsichmitderDefinitionvonKennwertendermöglichenEnergieflüsse.Zunächstmagmandabeiandas(kabelgebundene)LadeneinesFahrzeugsaneinerSteckdosedenken,jedochsindimRahmenderElektromobilitätweitereEnergieflüsseangedacht,wieinAbbildung11dargestellt.NebendemkabelgebundenenLadensinddortdasinduktiveLaden,derBatteriewechselsowiedasLadenmittelsElektrolyt(„Redox-Flow“)aufgeführt.AndereFormenderEnergieübertragungerscheinenzurzeitnichtpraktikabelbzw.sindnichtrelevantfürdieNormung(z.B.„SolarfahrzeugparktunterLaterne“). FürBatteriewechselsystemegibtesmomentannochkeineinternationalenAnsätzezurNormungoderStandardisierung.FürRedox-Flow-BetankungbestehtnochForschungs-bedarf,bevorwichtigeKenngrößendurchNormungvorgegebenwerdensollten. FürdasinduktiveLadenwirdbeiIECdieNormenreiheIEC61980erarbeitet.Demkabel-gebundenenLadenwirdinPhase1derElektromobilitätdiegrößteBedeutungzukom-men.DemzufolgesindhierfürdieNormungsaktivitätenamweitestenfortgeschritten. Netz Art der Energieübertragung Energieflussrichtung Fahrzeug Ladekabel Induktion Redox-Flow Batteriewechsel Abbildung 11: Mögliche Energieflüsse der Elektromobilität DieNormungsaktivitätenzudenEnergieflüssenbeimkabelgebundenenLadenkonzen-trierensichaufdiemechanischenundelektrischenKennwertesowiedieSignalisierung.HieristvorallemdieNormenreiheIEC62196zunennen.AufDetailsderverschiedenenLadebetriebsartenundSystemansätzederNormenreiheIEC61851zumEnergieflusswirdinAbschnitt4.4eingegangen.
41 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ 4.2.2 Kommunikation VonhöchsterPrioritätfürdieNormungistdieKommunikationzwischenFahrzeugundLadeinfrastruktur(„VehicletoGridCommunicationInterface“,V2GCI). AusdemBlickwinkeldesSmartGridisteineLadestation(mitladebereitemElektro-fahrzeug)bzgl.derKommunikation(bisaufspezifischeDateninhalte)nichtanderszubehandelnalseinandererangeschlossenerVerbraucher/Erzeuger.DieKommunikationderLadestationmussdazukompatibelzudersonstigenKommunikationimSmartGridsein.WeiterhinmussdasEnergiemanagementimElektrofahrzeug(ElectricVehicle,EV)dieKooperationvonEVundSmartGridunterstützen.Eswirddaherempfohlen,diediesbezüglichenEntwicklungen(z.B.imDKE/KSTD1911Lenkungskreis„Nor-mungE-Energy/SmartGrids“,Fokus„NetzintegrationderElektromobilität“,undindeninternationalenSmart-Grid-[Normungs-]Gremien)zuverfolgenundzuübernehmen. DieTätigkeitenimBereichStandardisierungSmartGridsindzuintensivieren,damitdemElektroautomittelfristigeinrelevanterVerbraucherhinzukommt.VordiesemHintergrundisteineengeVerzahnungmitderNormungs-RoadmapSmartGrid[10]erforderlich. DerzeitlicheAufbaudesSmartGridistentsprechenddenAnforderungenderElektro-mobilitätanzupassen;eineZusammenarbeitderStandardisierungsgremienSmartGridundElektromobilitätistanzustreben.InderStartphase(geringerFahrzeugbestand)mitverhältnismäßiggeringerLadeleistungsindkeineNetzengpässezuerwarten,abermit-telfristigbeizunehmenderFahrzeuganzahlbestehteineNotwendigkeitfürintelligen-tesLadenundLastmanagement. IneinererstenStufedesLastmanagementsfüreinSmartGridwirderwartet,dassderNutzerdieMöglichkeitbekommt,denLadezeitraumsowiedieaufzunehmendeLeis-tunginAbhängigkeitvomAngebotspreiszubestimmen.HierbeiisteinePreisbildungzuBeginndesLadevorgangsdenkbar,abhängigvonVorhersagenüberdasEnergiean-gebotunddieNachfragedernächstenStunden.HierbeihandeltessichausVerbrau-chersichtumeinsemistatischesLastmanagementmiteinerzeitlichenDynamikimStundenbereich.HierzusindgeeigneteAnwendungs-undKommunikationsprotokollezustandardisieren. UnterdynamischemLastmanagementwirddieMöglichkeitverstanden,währenddesLadevorgangsdynamisch(z.B.imMinutenbereich)dieLadeleistungdemaktuellenLeis-tungsangebot(z.B.vonregenerativenEnergien)anzupassen.DieserAnwendungsfallhateinehöherezeitlicheDynamikunderfordertgeeigneteKommunikationsprotokolle,diedefiniertwerdenmüssen. DieEinbindungbestehenderInstallationenisthinsichtlichderUmsetzungzuberück-sichtigen.DemstatischenunddynamischenLastmanagementvorausgesetztisteinezudefinierendeMindestanforderungandieSpannungsqualität,welchewährenddesLadevorgangszurVerfügungstehensoll. NacheinemStromausfallstelltderNetzwiederaufbaumitsimultanemZuschaltenvonLasteneinenkritischenZeitpunktdar.Umzuvermeiden,dasseinegroßeAnzahlvon Allgemeine Empfehlung Empfehlung 4.2.2.1
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 42 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ zuladendenFahrzeugenzuNetzinstabilitätenführt,sindgeeigneteMechanismenzurkontrollierten(z.B.zufälligverzögerten)WiederaufnahmederLadungzudefinierenundzustandardisieren. AusNutzersichtsindfüralleLadebetriebsartenMechanismenfüreineautomatisierteFortsetzungdesLadevorgangszudefinieren. Insbesondereistzuverhindern,dassSchädenanderKundenanlageverursachtwerdenkönnen.DerBetreiberderAnlagesollteMaßnahmenzurSchadensverhütungnachDINVDE0100-450umsetzen. DamitergibtsichdieNotwendigkeit,dieKommunikation„Fahrzeug–Ladesäule“und„Ladesäule–Infrastruktur“durchgängigzugestalten.DieKommunikationzwischenFahrzeugundLadeinfrastrukturwirdinISO/TC22/SC3/JWG1bearbeitet.DieDoku-menteISO15118-1„Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part1:Generalinformationanduse-casedefinition“undISO15118-2„Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part2:Networkandapplicationprotocolrequire-ments“sindalsInternationalStandard(IS)publiziert.DasDokumentISO15118-3„Roadvehicles–VehicletoGridcommunicationinterface–Part3:Physicalanddatalinklayerrequirements“wurdealsFinalDraftInternationalStandard(FDIS)verabschiedetundwirdinKürzeveröffentlicht.DieArbeitenandenDokumentenISO15118-6,-7und-8sowiedasProjektETSIDTS/ITS-0010031,welchediedrahtloseKommunikationzurUnterstützungderinduktivenundkonduktivenWiederaufladungdesElektrofahrzeugsspezifizieren,solltenweiterverfolgtundzügigzumAbschlussgebrachtwerden.DieAnforderungenderVerteilnetzemüssenaufdieLadeschnittstelle(IEC61851)abgebil-detwerden. AufderphysikalischenEbene(PhysicalLayer)wirdfürdieKommunikationsschnitt-stellezwischenLadestationundFahrzeugaktuellHomePlugGreenPhyalsPowerline-Kommunikationfavorisiert.DieseArtderKommunikationkannüberdiesichinderStandardisierungbefindlichenStecksystemerückwärtskompatibeleingesetztwerden,ohnedassdedizierteKontaktezurKommunikationerforderlichsind.DesWeiterenwerdeninsbesondereTCP/IP-undXML-basierendeTechnologieneingesetztundvielfachwirddieLadeinfrastrukturalsGatewayangenommen.InderDiskussionsindaußerdemLösungenfürdasAssoziierungsproblemzwischenStromundKommunikationsfluss. DieKommunikationsschnittstelle„Ladestation–Ladeinfrastrukturbetreiber“istdurchdenBetreiberzudefinieren,fallsdieLadestationalleinstehendbetriebenwird.FürdasEnergiemanagementistesdenkbar,dieprivateLadestationindieGebäudeautomationeinzubinden.DieISO/IEC14543-3„Informationtechnology–HomeElectronicSystems(HES)“(ISO/IECJTC1/SC25)bietetdafüralsgültigeNormdieGrundlagesowohlfürHeim-alsauchfürZweckbauanwendung. AufgrunddesimVergleichzumHaushalthohenEnergiebezugsundeinerzukünftigenRückspeisemöglichkeiterscheinteinedarüberhinausgehendeübergeordneteEin-bindungderLadestationenindasSmartGridsinnvoller.HierfürbietetsichdieNormIEC61850-7-420an.DazumüssennocheinigeanwendungsspezifischeDetailsergänztwerden,z.B.welcheGrößengesteuertbzw.gemeldetwerden. Empfehlung4.2.2.1(Fortsetzung)
43 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ ÜberdieKommunikationzwischendemFahrzeugundderLadeinfrastruktur(V2GCI)hinauserfordernneueGeschäftsmodelledieEinbindungvonElektrofahrzeugeninInformationssystemeundInfrastrukturenvonDrittanbietern.DieserfordertdenAus-tauschvonbetriebsbezogenenFahrzeugdatenmitdiesenSystemen,wassowohlüberfahrzeuginterneVorrichtungenundInformationssystememöglichistalsauchüberdienstleistungsbasierteInformationssystemefürFlottenverwaltungenvonFahrzeu-gen.DieImplementierungderGeschäftsmodellekannübergenormteSchnittstellenzwischenFahrzeugundintegrierendemInformationssystemeinesDrittanbietersoderzwischendienstleistungsbasiertemInformationssystemundweiterverarbeitendenAnwendungenrealisiertwerden.DieKooperationvonFahrzeugherstellern,Normungs-gremienundEntwicklernvonInformationssystemenwirdhierempfohlen,umdieImplementierungderelektromobilitätsspezifischenGeschäftsmodellevoranzutreibenundtechnischeHürdeneinerMarkteinführungzuminimieren. Eswirdempfohlen,unterFederführungderNPEAG4einennationalenKonsensübergenormteSchnittstellenbzw.diedarüberauszutauschendenDatenzufinden. 4.2.3 Dienste AutorisierungDerProzessderAutorisierungdesNutzersaneinerLadestationkannaufmehrereArtenerfolgen.InderISO-15118-ReihewirdeineAutorisierungmittelsderdortspezifizier-tenKommunikationbeschrieben.EineweitereMöglichkeitzurAutorisierungstellensogenannte„SmartCards“(RFID-Technologie)dar.HierzuwurdebeiIECdasProjektIEC62831„UseridentificationinElectricvehicleServiceEquipmentusingasmartcard”gestartet.DieserStandardsolldiefolgendenAnforderungenbeschreiben: 1.ProzesszurInitialisierungderKommunikationzwischenLadestationundSmartCard2.VerschlüsselungfürsicherenDatenaustausch3.ZusendendeInformationen:Karten-IDundService-Provider-ID4.Datenaustauschprotokoll DieNormwirdbasierendaufdenveröffentlichtenRFID-NormenwieISO/IEC14443undISO/IEC7816erarbeitet. Strommessung GrundlagefürdieAbrechnungderEnergielieferungistdieErfassungdervomKundenbezogenenEnergiegemäßdengeltendenVorschriften,imWesentlichendeneichrecht-lichenAnforderungen.WährendfürdieEnergiemessungbeiWechselstromladungaufstandardisierteundeichrechtlichzugelasseneZählerzurückgegriffenwerdenkann,istdieEnergiemessungbeimDC-LadenundinduktivenLadennochoffen. DerzeitfehlenfürdasDC-LadenwirtschaftlicheinsetzbareundzugleicheichkonformeZählerverfahren.DainsbesonderedasDC-SchnellladenjedocheinessenziellerBausteinfüreinezweckmäßigeundkomfortableNutzungderElektromobilitätunddamitent-scheidendfürdieAkzeptanzseinwird,stelltdiesesFehleneinwesentlichesHemmnisfürdieErreichungderElektromobilitätszielederBundesregierungundderNPE(eineMillionElektrofahrzeugebis2020)dar.DeshalbwirdderNPEAG3undNPEAG4 Empfehlung 4.2.2.2 Empfehlung 4.2.3.1
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 44 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ empfohlen,dieErarbeitungeinerwirtschaftlichtragbarenLösungzuinitiieren.Diesekannbeispielsweisedarinbestehen,dienotwendigenSchrittefürdieBereitstellungwirtschaftlicheinsetzbarereichkonformerZählerodereinesanderenVerfahrenszurwirtschaftlichensowierechtssicherenAbrechnungsmessungeinzuleiten. StandardisierungundNormungvonMess-undZähltechnikfürdasLadenmitNicht-NetzfrequenzwärenfürdieVerordnungsgebungaufdiesemGebieteinegroßeHilfe. AbrechnungInfrastrukturdienstleistungenmüssengesetzeskonformabgerechnetwerden.DiesgiltsowohlfürdieParkraumbewirtschaftungalsauchfürdieLieferungelektrischerEnergieanentsprechendenLadeorten,soferndieseandenEndkundendirektweiterverrech-netwird.WegenweitersteigenderAnteilefluktuierenderStromerzeugungimNetzbegründenLast-undperspektivischSpeichermanagementkünftigneueAnforderun-genanAbrechnungsdiensteimMassengeschäft.MitgeeignetenGeschäftsmodellen(„intelligentenTarifen“),dieaufentsprechendenDienstenbasieren,könnenverhaltens-lenkendeWirkungenerzieltundAngebotundNachfrageimNetzbesserausgeglichenwerden. DerBezugelektrischerEnergieohneoderohnemengenmäßigdifferenzierteAbrech-nungsdienste(z.B.„Stromflatrates“)würdedagegendazuführen,dassdermöglicheBeitragneuersteuerbarerund/oderregelbarerVerbraucherimStromnetznichtvollgenutztwerdenkönnte.AusdiesemGrundistesimSinneeinererfolgreichenEinfüh-rungderElektromobilitäterforderlich,Abrechnungsdienstezuentwickeln,dieeinetransparenteGrundlagefürinformierteundebensorationalewienachhaltigeEntschei-dungenderjeweiligenAkteureliefern. ImSinneeinerschnellenundkostengünstigenEinführungderElektromobilitätinDeutschlandsolltefürdieEntwicklungvonAbrechnungsdienstenvorhandenesSystem-Know-howsondiertundweiterentwickeltwerden:InDeutschlandistesbeispielsweise–andersalsinanderenLändern–bereitsheutemöglich,dass„ineinemNetz“mehrereStromlieferantenaktivsind,sodassmandenStromlieferantenauchwechselnkann.WenneinStromkundemitseinemElektroautovomWohnortzumArbeitsplatzineinanderesNetzgebietfährt,dieRechnungaberweiterhinvondemselbenLieferantenerhält,stelltsichdiesesProbleminähnlicherWeise.MöglicheLösungsansätzefürdieseHerausforderungsindvorhandenundmüssenfürwettbewerbsoffeneAbrechnungssys-temefürAutostromvertieftwerden. InsbesonderesindimliberalisiertenenergiewirtschaftlichenUmfeldwesentlicheMarkt-prozesseundKommunikationsverfahrendefiniertworden,diedieZusammenarbeitverschiedener–auchneuer–Marktteilnehmerermöglichenbzw.vereinfachenkönnten.Eswirdzuüberprüfensein,inwieweitdiehiergewonnenenErkenntnisseaufAbrech-nungsdiensteimElektromobilitätskontextübertragbarseinwerden.UmgekehrtsolltendievorhandenenStandardprozessedaraufhinüberprüftwerden,obOptimierungs-oderAnpassungsbedarfspeziellfürmobileVerbraucherbesteht.EnergiewirtschaftlicheStandardprozessewerdenvondenBeteiligtenmitderBundesnetzagenturentwickelt. Empfehlung4.2.3.1(Fortsetzung)
45 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ Webbasierte AbrechnungsszenarienFürdiewebbasierteAbrechnung(bezogenaufdenZahlungsverkehr–nichtaufZäh-lerstände/Messdatenkommunikation)gibteszahlreicheNormenundStandards,derenEinhaltungempfohlenwird.Beispielhaftsindzunennen: • AnforderungenvonPCISSC(PaymentCardsIndustrySecurityStandardsCouncil)wiez.B.PCIDSS–(http://de.pcisecuritystandards.org/minisite/en/index.html) • EMVCo-SpezifikationenfürPOS-Terminals(PointofSale)–(http://www.emvco.com/) • RegelnderüblichenKreditkartenfirmenwiez.B.VISA,Master,Amexetc. 4.2.4 Netzintegration DadurchdieElektrofahrzeugeundregenerativeEnergiequelleneinegrößereZahlneuerErzeuger,SpeicherundVerbraucherzusätzlichandasNetzangeschlossenwer-den,istzuüberprüfen,obdieNetzstabilitätund-qualitätweiterhingewährleistetist.Solltediesnichtgegebensein,sosindstrengereAnforderungenfürdieseSystemezudefinieren. Lastmanagement AusderSichtdesSmartGridstelltdasElektrofahrzeugeinmobilessmartesSystemmitintegrierterSpeicherfunktionalitätdar,dassowohlalselektrischerVerbraucheralsauchalsErzeuger(zukünftigbeiRückspeisung)genutztwerdenkann.EinZieleinesSmartGridistdieBeeinflussungdeselektrischenVerbrauchs,umeinfachererneuer-bare,volatileEnergieerzeugung(beispielsweiseausWindundSonne)indasGesamt-systemintegrierenzukönnen.DaStromnurbegrenztspeicherbarist,solldasLastprofilbeeinflusstwerden,damiterneuerbareEnergieneffizientgenutztwerdenkönnen.EinLastmanagementsolldaherdenEnergieverbrauchzeitlichdahingehendbeeinflussen,dassderVerbrauchsichstärkeranderSituationderErzeugungsseiteorientiert.BeiLastmanagementwerdengrundsätzlichdreiArtenunterschieden: • AngebotsabhängigesLaden(EinwegkommunikationaufBasisvonPreissignalen) • SmartesLaden(zwischenAutoundLadeinfrastrukturbetreibermittelsbidirektionalerKommunikationausgehandeltesLaden) • DurchLadeinfrastrukturbetreiberkontrolliertesLaden EineanreizbasierteSteuerungkanneinegroßeMotivationfürdenNutzerdarstellen,seinAutonichtsofortundzuTageshöchstlastzeitenzuladen,sonderndenLadevorgangentsprechendzuverschieben.DieanreizbasierteSteuerungmussdabeiunteranderemdieAnforderungenderNetzeunddesEnergiemarktesberücksichtigen. InsbesondereinderAnfangszeitistzuerwarten,dassKundenmitihremElektrofahr-zeugaucheinenumweltpolitischenAnspruchverbinden.DasLastmanagementkannhelfen,diesemZieleinerCO 2 -optimiertenMobilitätnäherzurücken.ImExtremfallwird nurStromauserneuerbarenQuellenverwendet,fürdenesandernfallskeineVerwen-dunggegebenhätte.TechnischgesehenwerdendieMöglichkeitenfürdasLastmanage-mentgrößer,wennhoheLadeleistungenzurVerfügungstehenund/oderdieFahrzeugeregelmäßigindasNetzeingebundensind,auchdann,wennnichtunmittelbarBedarfbesteht,dieFahrzeugeaufzuladen.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 46 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ DiediskutiertenAnsätze–direkteoderanreizbasierteSteuerung–sindmitdemNut-zerverhalteninEinklangzubringen:beispielsweiseüberdieVorgabeeinererwartetenZeitfürdiegeladeneBatterie.JelängerdieserZeitraumvomNutzervorgegebenwird,umsoflexiblerkanndieLadungverschobenwerdenundumsogrößeristdieWahr-scheinlichkeit,CO 2 -reduziertundpreiswerterStromzuladen. NetzdienstleistungenDasordnungsgemäßeFunktionierenderamNetzangeschlossenenEinheitenerfordert,dassdasvomNetzbetreibergarantierteSpannungs-undFrequenzbandeingehaltenwird.DerNormentwurfISO/IEC15118berücksichtigtdieSteuerungderWirkleistung.NichtberücksichtigtsindbisherdieSteuerungderBlindleistungenundMaßnahmenzurFrequenzhaltung. InAnalogiezudenErfahrungenmitphotovoltaischenAnlagen(z.B.„50,2-Hz-Problem“underforderlicheNachrüstungvonbestehendenAnlagen)sindaufgrundderange-strebtenDurchdringungvonElektrofahrzeugenimNetzbereitsfrühzeitiggeeignetetechnischeMaßnahmenabzustimmenundzustandardisieren,umdieIntegrationindasSmartGridsicherstellenzukönnen.InsbesonderedieSpannungisteineortsabhän-gigeGröße,dievomNetzanschlusspunktabhängt.HieristdieFestlegungeinessyste-mischenAnsatzes(zentralrespektivedezentral)erforderlich.FüreinewettbewerblicheKommerzialisierungvonNetzdienstleistungenzugunstenderAutofahrer(z.B.überbesondersgünstigeTarife)istesaußerdemerforderlich,dassderBeitragderSystemteil-nehmerauchgemessenunderfasstwird.Umsicherstellenzukönnen,dassLadelastenimNetzgleichmäßigverteiltwerden,sindLösungenzuerarbeiten,damitSchieflastenimNetzvermiedenwerden. Speichermanagement (inklusive Rückspeisung)IneinemweiterenSchrittistesvorstellbar,dassdieBatterienderElektrofahrzeugenichtnurzurAufnahmevonStromauserneuerbarenEnergiendienen,sonderndarüberhinausauchPhasenmitgeringerEinspeisungüberbrückenkönnen.MitdemLastma-nagementwürdeeineRegelungineineWirkungsrichtungbereitgestellt.Miteinersteu-erbarenRückspeisungwürdedieRegelungnunauchindieandereWirkungsrichtungarbeitenunddamitdeutlichwirksamereingreifenkönnen. AusSichtdesSmartGridwerdenverschiedeneStrategiendiskutiertunderprobt,umdieAnzahlankonventionellenBackup-Kraftwerkenzuminimieren.LastmanagementisteinederStrategien.EinehoheZahlanElektrofahrzeugen,dieausdenBatterienkurz-fristigauchStromzurückspeisenkönnen,würdeeineweitereMöglichkeiteröffnen.Ins-besonderefürkurzfristigeSchwankungenvonSonnen-oderWindstromeinspeisungenkönnteeineRückspeisungderElektrofahrzeugezurNetzstabilisierungbeitragen,ohnedasstatsächlichgroßeEnergiemengenentnommenwerden.DennochwürdendieElektrofahrzeugefürNotfälleoderfürkurzfristigeSchwankungen–bisandereKraftwerkeentsprechendgestartetundhochgefahrensind–dieRegelungderNetzeunterstützen. DerVorgangderRückspeisungkanndieLebensdauerderBatterienegativbeeinflussen,wasindieBetrachtungmiteinbezogenwerdenmuss.AufderanderenSeitelässtsichfürdieflexibleNutzungdervolatilenerneuerbarenEnergienwieWind-undinsbeson-
47 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ dereSolarenergieeinSecond-Life-AnsatzzurVerwertungvonFahrzeugbatterienanden-ken,derebenfallsindieBetrachtungeinbezogenwerdensollte. FürdasLast-undSpeichermanagementunddieÜbermittlungvondynamischenPreis-informationenwerdenindenNormenIEC61850undIEC61968/61970grundlegendeMechanismendefiniert. HinsichtlichderRückspeisefähigkeitsinddieentsprechendenNormenweiterzuent-wickeln,dahiereinentscheidenderVorteildurchdieEinführungderElektromobilitätliegt. 4.2.5 Datensicherheit und Datenschutz ImRahmenderElektromobilitätfalleneineganzeReihevonInformationenan,dieanverschiedenenStellenerfasstundgespeichertsowieüberdiverseKommunika-tionsschnittstellenzwischendenbeteiligtenParteienausgetauschtwerdensollen.DerGewährleistungeinerangemessenenSicherheitdieserDatenundderjeweiligenDatenverarbeitungssystemeund-netzekommteinehoheBedeutungzu.SoweitessichumpersonenbezogeneDatenhandelt,istdieSicherstellungeinesumfassendenDaten-schutzesgeradefürdiebreiteAkzeptanzderElektromobilitäterforderlich.Datensicher-heitundDatenschutzstellenQuerschnittthemendar,dieüberalleEinzelsystemeundKommunikationsschnittstellenhinwegbehandeltwerdenmüssen. DasThemahatdemzufolgeessenziellenCharakterunddieVorgabendesnationalenEnergiewirtschaftsgesetzesEnWGsindzubeachten.WesentlichezuberücksichtigendeThemenfeldersind: • Datenhoheit • Datenvermeidung • Pseudonymisierung • Datensparsamkeit • GranularitätzuübertragenderDaten • EingrenzungzulässigerDatenempfängerbzw.-nutzer • Manipulationsschutz • PersonenbezugvonDaten • BSI-Vorgaben WegenderzentralenBedeutung,diedasEnWGdemBSIhinsichtlichderDurchsetzungvonDatenschutzundDatensicherheitbeimHandelmitelektrischerEnergiezugedenkt,wurdeimDKE/STD1911.11.5derEinbezugdesBSIfürdieVerzahnungvonNormungs-aktivitätenundrechtlichenVorgabenimBereichDatensicherheitsichergestellt.EineBeteiligungdesNA043-01-27AAistebenfallsdortanzustreben. AufgrunddervielfältigenKommunikationsschnittstellenzwischendenverschiede-nenSystemensindeineganzeReihevonBedrohungenderDatensicherheitunddesDatenschutzesdenkbarundzubetrachten.BeispielhaftseienfolgendeBedrohungengenannt: • AngriffegegendiezentralenSysteme,diederAbwicklungvonEnergiehandelundAbrechnungdienen,mitdemZielderKompromittierungundManipulationdieserSysteme Empfehlung 4.2.4.1 Allgemeine Empfehlung Empfehlung 4.2.5.1
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 48 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ • AngriffegegenzentraleSysteme,diederSteuerungderEnergienetzedienen,bzw.AngriffegegendieSmart-Grid-InfrastrukturmitdemZielderManipulation,insbeson-derederStörungderEnergienetze • AngriffegegenzentraleSysteme,dieServicezweckendienen(Flottenmanagement,Fahrzeugserviceetc.) • AngriffegegendiedezentralenSystemederLadeinfrastruktur,z.B.mitdemZielderManipulationoderdesunberechtigtenZugriffsaufAbrechnungsdaten • AngriffegegenEndgeräteindenFahrzeugen,z.B.ManipulationvonAbrechnungs-daten–abermöglicherweiseauchzumunberechtigtenZugriffaufBewegungsdatendesFahrzeugs • AngriffeüberfahrzeuginterneKommunikationsnetzeaufhintergelagerteFahrzeug-systeme(Steuergeräte,Fahrerassistenzsysteme,Kommunikationssysteme,Mehrwert-dienste)überdieKommunikationsanbindungzuLadestationen • VerstößegegenDatenschutzgesetze,soweitnichtbereitsvorausgehendbenannt ErfreulicherweisestehenimBereichderInformationssicherheitbereitseineganzeReihevoninternationalanerkanntenundbreitangewandtenNormenzurVerfügung,dieauchimRahmenderElektromobilitätzurGewährleistungderDatensicherheitunddesDatenschutzeseingesetztwerdenkönnen.InsbesondereseihieraufdiefolgendenNormenverwiesen: • NormenreiheISO/IEC27000DiegrundlegendeNormISO/IEC27001beschreibteinManagementsystemfürInformationssicherheit,dasallgemeingeeignetist,InformationssicherheitsbelangeangemessenzubehandelnundgeeigneteMaßnahmenzuergreifen.DieAnwendungdieserNormistdaherfürallerelevantenBereicheundBetreibervoninformations-verarbeitendenSystemenderElektromobilitätzuempfehlen.DarüberhinauskönnendieimRahmenderISO/IEC27001beschriebenenUmsetzungsempfehlungenfürdieControlsderISO/IEC27002direktaufdieHandelsplattformenundkaufmännischenSystemesowiediehierzunötigenKommunikationsnetzeund-schnittstellenange-wandtwerden.EinedarüberhinausgehendeNormungscheintunsfürdieseBereichederElektromobilitätnichterforderlich. • SicherungderKommunikationmitdenEnergienetz-SteuerungssystemenZurSicherungderKommunikationmitdenSteuerungssystemenderEnergienetzestehenteilweisebereitsMechanismeninnerhalbderhiereingesetztenKommunikati-onsprotokolle(insbesondereIEC61850)bereitoderwerdeninzusätzlichenNormenergänzenddefiniert(z.B.IEC62351).ZusätzlichwerdenimRahmendervielfältigenAktivitätenzurWeiterentwicklungdervorhandenenEnergienetzezuSmartGridsdieAnwendungundErgänzungdieserNormenvorangetrieben.AusSicherheitssichtsehenwirhierkeinenBedarffürweitergehendeNormungsaktivitäten. • ISO/IECTR27019(ehemalsDINSPEC27009)„InformationsecuritymanagementguidelinesbasedonISO/IEC27002forprocesscontrolsystemsspecifictotheenergyutilityindustry“.DieISO/IECTR27019istausderdeutschenDINSPEC27009hervorgegangenundbeschreibtdieUmsetzungsempfehlungenderSicherheitsmaßnahmen(„Controls“)ausderISO/IEC27002fürEnergieerzeugungundderenVerteilnetze.SieistsomitauchanwendbarfürdieInfrastruktur,dieaufseitendesEnergienetzesdemLadepunktvorgelagertist.
49 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ ErgänzendzudenobengenanntenbereitsvorhandenenNormenwirdspeziellfürdenBereichderElektromobilitätinfolgendenBereichenBedarffürweitergehendeNormie-rungsaktivitätengesehen: • SicherungderspezifischenKommunikationsschnittstellenDieimRahmenderNormierungsaktivitätenzurElektromobilitätfestgelegtenKommunikationsschnittstellensolltenüberinhärenteSicherungseigenschaftenund-mechanismenverfügen.Hierzugehörenz.B.VerfahrenzurzuverlässigenAuthentifi-zierungderKommunikationspartner,zurSicherstellungderVertraulichkeitundInte-gritätderausgetauschtenDatensowiezurGewährleistungderNachvollziehbarkeitvonTransaktionen.RelevanteSchnittstellensindz.B.dieKommunikationsschnittstel-lenzwischenFahrzeugundLadestation(IEC61851-23/24)sowiezwischenAutoundEnergienetz(ISO/IEC15118).Esistzuprüfen,obhierzugetrennteNormenentwickeltwerdenmüssenoderobdieSicherungsmechanismendirektindereigentlichenNormbehandeltwerden.DazurSicherungderKommunikationsschnittstelleninderRegelkryptografischeVerfahrenzumEinsatzkommen,diedieBereitstellungvonSchlüssel-materialfüralleKommunikationspartnererforderlichmachen,istebenfallszuprüfen,obfürdieBereitstellungundVerteilungdesSchlüsselmaterialsanalleTeilnehmerweitergehendeNormenerforderlichsind. • SicherungderGeräteinFahrzeugenundLadestationenZurDefinitionderSicherheitseigenschaftenvonGerätenhatsichdieErstellungsogenannterSchutzprofile(ProtectionProfiles)nachCommonCriteria(ISO/IEC15408)bewährt.DieseerlaubeninsbesondereeineneutraleNachprüfbarkeitundZertifi-zierungderSystemeunterschiedlicherHersteller.SchutzprofilenachISO/IEC15408werdenbeispielsweiseauchfürdigitaleFahrtenschreiberoderzukünftigauchfürdieKommunikationseinheitenimSmartMetering/Smart-Grid-UmfeldinDeutschlandeingesetzt.ImBereichderElektromobilitätsehenwirBedarffürdieEntwicklungvonSchutzprofilenfürdieKommunikationssystemebzw.-komponentenimFahrzeugsowieindenLadestationen. 4.2.6 Aktuelle Normungsaktivitäten zu Schnittstellen und Kommunikation AktuellgibteszahlreicheNormenundProjekteaufinternationalerEbenezudenSchnittstellenundderKommunikation.InAbbildung12sinddiewichtigstenNormenzumkabelgebundenenundinduktivenLadendargestellt. Sicherheit IEC 61140IEC 62040IEC 60529IEC 60364-7-722 IEC 62752ISO 6469-3ISO 17409 Ladetopologie IEC61439-7ISO/AWIPAS19363IEC61851-1IEC61851-21IEC61851-22IEC61851-23IEC61980 Kommunikation IEC61851-24IEC61850-xISO/IEC15118 Ladestecker IEC62196-1IEC62196-2IEC62196-3 Abbildung 12: Auszug relevanter Normen und Projekte zur Ladeschnittstelle
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 50 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ 4.2.7 Ergonomie der Interaktion des Verbrauchers mit der Ladeinfrastruktur ErgonomieistimKontextvonElektromobilitätalseinAufgabengebietzubetrachten,dasdieOptimierungderNutzerfreundlichkeitundGebrauchstauglichkeitderLadein-frastrukturzumZweckhat.WissenschaftlicheErkenntnisseausdenBereichenInforma-tionspsychologie,Biologie,IndustriedesignundIngenieurwissenschaftenleistenhierBeiträge,umfürdenNutzerdieunvermeidlicheAuseinandersetzungmitderLadeinfra-strukturzueinermöglichstpositivenErfahrungwerdenzulassen. Standards für die ErgonomieNormenimBereichderErgonomiefürdieLadeinfrastrukturverfolgendreiHauptziele: • MinimierunggesundheitlicherRisiken • VermeidungvonBedienfehlernundIrrtümern • SteigerungdesLadekomfortsdurchMinimierungderkognitivenBelastungdesNutzers Absichtistdabei,MindestanforderungenzudiesendreiGesichtspunktenfestzulegen.DadurchwerdenmaßgeblichverstärkendeFaktorenfüreinebejahendeEinstellungdesEndverbraucherszurElektromobilitätgeschaffenundsoderenErfolggefördert. DerNutzerwirdinderSituationdesLadebedarfsmöglicherweisewenigeWahlmöglich-keitenhaben,waseineihmzusagendeLadestationbetrifft.VordemHintergrundeinermöglichsthohenNutzerakzeptanzundBedienfreundlichkeitwäredeshalbeinereinwettbewerblicheHerausbildungakzeptablerErgonomielösungeneinezulangsameAlternative.StandardisierungkönntezurProblemlösungbeitragen.DemWettbewerbmussjedochüberlassenbleiben,imWeiterendanndenbestenaufderGrundlagederErgonomiestandardskonkretisiertenProduktenzurDurchsetzungimMarktzuverhelfen. Zwei wichtige Anwendungsfälle der Interaktion mit der InfrastrukturAnsatzpunktefürmöglicheStandardisierungsollenandenzweiwichtigstenAnwen-dungsfälleneinerInteraktiondesNutzersmitderLadeinfrastrukturbetrachtetwerden:demVorgangdesAuffindensderLadestationenunddemVorgangdesLadensselbst. • Auffinden DasAufladenvonElektrofahrzeugenwirdnachaktuellemWissensstandüberdieMöglichkeitenderSpeicherungelektrischerEnergieimFahrzeugwesentlichhäufigererfolgenmüssenalsdasheutigeBetankenvonFahrzeugenmitVerbrennungsmotor.Esistdeshalbwichtig,dassdas„WannundWo“desLadensderElektromobilevomNutzergenauergeplantwird,alsesheutebeiFahrzeugenmitVerbrennungsmotorgeschieht.LeitsystemehinzudenLadestationenwerdendabeisowohlimInnen-raum(z.B.Tiefgaragen)alsauchimAußenraum(inderLandschaft)benötigt.Esistzuerwarten,dassdabeiimAußenraumbisaufdieletztenMetersatellitengestützteNavigationssystemezurAnwendungkommen.DiemeistenBetreibervonLadeinfra-strukturstellenbereitsheuteGeodatenihrerLadeinfrastrukturzurVerfügung,esgibtabernochkeinebetreiberübergreifendenPlattformen.HierwärenstandardisierteDatenformatehilfreich,dienebendenreinenStandortdatenweiterführendeInforma-tionenzumLeistungsangebotandenLadestationenenthalten.AndereOrientierungs-hilfenwerdengedruckteVersionenspeziellerLandkartenoderOrientierungspläne(fürInnenräume)sein.InbeidenUmwelträumenwerdenHinweiszeichen,Wegweiser
51 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ undanderephysischeOrientierungshilfenaufdieOrtederLadestationenwieauchaufihreBesonderheiten(z.B.Wechselstrom,Drehstrom,Gleichstrom,Bezahlmög-lichkeitenusw.)hinweisen.UnabhängigvomOrientierungsmediumbietensichz.B.folgendeAttributefüreineVereinheitlichungan: _ Farben _ Formen _ Symbole _ Bezeichnungen _ Mindestabmessungen _ RäumlicheAbstände ZurThematikAuffindenvonLadestationenwirdeinePrüfungübereineerforderlicheNormungalsnotwendigerachtet,beispielsweisezurDefinitioneineseinheitlichen,offenenStatussignalsbzgl.„Ladestationfrei/besetzt/reserviert“etc.EineAdressie-runginRichtungNPEistebenfallsdenkbar. • Ladevorgang BeimLadevorgangkommtderNutzermitderTechnikderaufgefundenenLadestationdirektinBerührung.DieseSchnittstellezumMenschenmussbezüglichfolgenderergonomischerGrundparameteroptimiertwerden: _ AufdenVorkenntnisstandderNutzereingehendeSprache _ EinheitlicheBegriffe _ SinnvolleGruppierungvonNutzerinterface-Elementen _ WahrnehmbarkeitvonSystemzuständen _ Visuelleund/oderaudiophileRückkopplung _ AbbrechbarkeitvonVorgängen _ Erwartungskonformität _ KörpermaßeundKörperkräftederNutzerberücksichtigendemechanischeElemente _ BelangeältererMenschenberücksichtigendeAusführungsmerkmale BeiderAusgestaltungderzurUmsetzungdervorgenanntenPunkteverwendetenAnzeigenundBedienelementesowiesonstigerinirgendeinerFormderMensch-Maschine-KommunikationdienenderKonstruktionselementederLadestationistausobengenanntenGründenStandardisierungsinnvoll.AuchfürdieInteraktionsele-mentegibteswiederinsbesonderefolgendeGestaltungsparameter: _ Farben _ Formen _ Symbole _ Bezeichnungen _ Mindestabmessungen(z.B.Schriftgrößen) _ RäumlicheAbstände sowie _ MindestleuchtstärkenundKontrastebeiDisplays _ MaximalwertefürSchalt-undBedienkräfte ZurSchaffungergonomischerMindeststandardsimBereichInteraktionsergonomiefürdieLadeinfrastrukturkannfürzahlreicheAuslegungsaufgabenaufbereitsexistierendeErgonomie-Normenzurückgegriffenwerden.SymboleundPiktogrammesindbei-spielsweiseinDINISO7000reichhaltigvorhanden.DieKompetenzfürdieEntwicklungspeziellerErgonomiestandardsfürdieLadeinfrastrukturistimDINNAErgunddortvor
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 52 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ allemimNA023-00-04-08GAK„ErgonomischeAspektezuE-EnergyundSmartGrids“vorhanden. FürdieBedienerschnittstelleeinerLadestationwirdderEinsatzgrafischerSymboleempfohlen,umeineintuitiveundsichereBedienungdurchverschiedeneNutzersicherzustellen.Esistzuprüfen,inwieweitgrafischeSymbolefürdieMensch-Maschine-Interaktionbzw.SicherheitskennzeichnungverwendetwerdenundobHandlungsbe-darfzurNormungbesteht.ZurzeitlaufenbereitsNormungsaktivitäteninderISO/TC22/SC13/WG5bzgl.einesGrundsymbolsfürdieAnzeigevonLadestationeninNavigationssystemenundAnzeigenimFahrzeug.BeiderDKEwerden„GraphischeSymbolefürdieMensch-Maschine-Interaktion;Sicherheitskennzeichnung“imDKE/K116bearbeitet.EinAbgleichderverschiedenenAktivitätenistanzustreben. IndiesemZusammenhangistderNormungsbedarffüreineneinheitlichen,barriere-freienZugangzuprüfen.HierzusindweitergehendeForschungsprojekteinDeutsch-landzuadressieren,dieaufbisherigenErkenntnissen,beispielsweisezurBenutzeriden-tifizierungperQRundSMSanLadestationenodereinerautomatisiertenKopplungdesElektrofahrzeugsaufbauen.WeitereZugangs-bzw.IdentifizierungsmechanismenzurLadeinfrastruktur,wiebeispielsweiseRFID,sindzubeleuchten.DieNormungzurBenut-zeridentifizierungmiteinerSmartcardwirdderzeitinderErarbeitungderIEC62831adressiert. 4.3 Elektrofahrzeuge DieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätbetrachtetganzoderteilweiseelektromotorischangetriebeneStraßenfahrzeuge.DabeiwerdenmitgroßerPrioritätFahrzeugederKlasseM1(„Personenkraftwagen“),aberauchderKlasseM2,M3,N1,N2undN3sowiediesogenannten„LightElectricVehicles“(LEV)derKlasseLbetrachtet(sieheB.1.3). IndenFahrzeugklassenMundNwirdaufgrunddesBevölkerungszuwachsesinStädtenundderabnehmendenBevölkerungszahlinländlichenRegioneneinbesondersgroßesPotenzialhinsichtlichdererfolgreichenEinführungderElektromobilitätgesehen.EineEinteilungvonNutzfahrzeugenundBussen,diedenFahrzeugklassenMundNzugeordnetwerden,indiedreiKategorienLinien-,Verteil-undFernverkehrerscheintsinnvoll.ImLinienverkehrwerdenähnlicheStreckenverläufeundimVerteilverkehrunstrukturierteVerläufeinnerhalbderStadtundderRegionerwartet.Hingegenwer-dendemFernverkehrunstrukturierteVerläufeaufnationalerundinternationalerEbenezugeordnet.WährendinallenKategorienNormalladungenamStützpunkt(Mode3mitP≤50kW)durchgeführtwerdensollen,scheinenSchnellladungennurimLinien-undFernverkehraufUmläufenundTrassen(Mode4/XmitP≥500kW)realistisch.DiegenanntenKategorienunterscheidensichzusätzlichbezüglichdertäglichenReich-weiten,derFahrzeugklassen,desEnergiebedarfs,derLadezeitsowiederLebensdauer(sieheB.1.4).HinsichtlichvonNutzfahrzeugenundBussen,diedenFahrzeugklassenMundNangehören,wirdBedarffürForschungsprojekte,speziellmitBezugaufihreLadung,identifiziert.DiefüreineerfolgreicheEinführungvonElektronutzfahrzeugenindenFahrzeugklassenM2,M3undNzuerledigendenAufgabenwerdenbeiauto-matisiertenkonduktivenDC-(basierendaufLadebetriebsart)undinduktivenLade- Empfehlung4.2.7.1
53 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ systemen,beiHochleistungs-BatteriesystemensowiebeimInformationsaustauschviaFunksystemengesehen.EineInitiierungvonNormen,beispielsweisedurchdieKomiteesDKE/K351„ElektrischeAusrüstungenfürBahnen“undDKE/K353„Elektrostraßenfahr-zeuge“,hinsichtlichvonNutzfahrzeugenundBussenindenFahrzeugklassenM2,M3undNerscheintaktuellalsverfrüht. DiederzeitablaufendenEntwicklungeninRichtungOffroad-Fahrzeugemüssenzwarweiterbegleitetwerden,jedochwirdderenBetrachtunginnerhalbdervorliegendenNormungs-Roadmapalszufrüheingeordnet. MitderKlassederLEVwerdenzwei-,drei-undleichtevierrädrigeKraftfahrzeuge(KlasseL1e,L2e,L3e,L4e,L5e,L6e,L7e)berücksichtigt.SieistnebenPkws,leichtenNutzfahr-zeugenundBussenvonentscheidenderBedeutung,dageradeindenBallungsräumeneinbreitesAngebotanleichtenElektrofahrzeugendiewesentlicheVoraussetzungzumGesamterfolgundzurgroßenVerbreitungderElektromobilitätist.DieAnforderungenandieKonzepteunddamitauchandieNormenunterscheidensichvondenenbeiPkwsteil-weiseerheblich.EinerechtzeitigeNormungspeziellaufdemGebietderLEVistvongro-ßerWichtigkeitfürdengesamthaftenMarkterfolgdieserFahrzeugklasse.Darüberhinausisteswichtig,dieKlassederElektrofahrräder(dersogenanntenPedelecs/v max ≤25km/h) welcheohneFührerscheinbetriebenwerdendürfen,ebenfallszubetrachten. 4.3.1 Systemansätze für den Antrieb FürStraßenfahrzeugesindderzeitvielfältigeAntriebskonzepteverfügbar.Abbildung13zeigteinenÜberblick,wobeidieAntriebskonzeptevonlinksnachrechtseinesteigendeElektrifizierungaufweisen.FürdievorliegendeDeutscheNormungs-RoadmapElektro-mobilitätwerdenFahrzeugemitausschließlichemVerbrennungsmotornichtberück-sichtigt. DerBetriebvonheutigenVerbrennungsfahrzeugenunterscheidetsichjedochvondemreinerElektrofahrzeugeteilweisedeutlich.AusdiesemGrundwirdimBereichder„ErmittlungvonLastkollektiven“fürreineElektrofahrzeugeForschungsbedarfgesehen. AufgrundderaktuellenMarktsituationundvonProduktankündigungenderFahr-zeugherstellerwirddeutlich,dassindennächstenzehnJahrenHybridfahrzeugeeinewesentlicheRollebeiderElektromobilitätspielenwerden.DieseFahrzeugezeichnensichdadurchaus,dasssiesowohleinenVerbrennungsmotoralsaucheinenelektromo-torischenAntriebbesitzen. Hybrid Verbrennung Elektro Plug-in-Hybrid ElectricVehicle(PHEV) Ottomotor Brennstoffzelle RangeExtended ElectricVehicle(REEV) Dieselmotor H 2 -Motor BatteryElectric Vehicle(BEV) Abbildung 13: Grad der Elektrifizierung von Straßenfahrzeugen Empfehlung 4.3.1.1
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 54 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ InnerhalbderGruppederreinelektromotorischangetriebenenFahrzeugesindver-schiedeneArtenderBereitstellungderelektrischenEnergiedenkbar,wieinAbbil-dung14beispielhaftgezeigt. Abbildung 14: Beispielhafte Antriebskonfigurationen von Elektrofahrzeugen AufgrunddieserKennwertederReferenzfahrzeugeunddesaktuellenStandsderTech-nikzeichnensichfürdienächstenJahreBatteriespannungspegelvon200Vbis600VundBatterieströmebisetwa300Aab.DerEinsatzhöhererSpannungspegelermög-lichtkleinereStrömeundKabelquerschnitteundwirdvonderIndustrieuntersucht,jedochsinddafürdienormativenVoraussetzungennochnichtgegeben.LeitungenfürStraßenfahrzeugesindinISO6722genormt.GegenwärtigsindzweiSpannungsklassenfestgelegt:60Vund600V.ZudiesemThemawirdderzeitimTC22/SC03/WG04anderNormISO19642gearbeitet. BeiKleinfahrzeugen(z.B.Elektrofahrräder)werdenoftmalsBatteriespannungenunter-halbvon60Vverwendet.DennochsindauchfürdieseFahrzeugeunddieverwendetenLadegerätedieThemenelektrischeSicherheitundEMVsowieeventuellweitereKatego-rienderGerätesicherheitzubeachten. 4.3.2 Systemansätze für das Laden AktuellsindmehrereSystemansätzeundLadeverfahreninderDiskussion.DieseAnsätzeerfüllendiezumTeilgegenläufigenAnforderungenderverschiedenenAnspruchsgrup-pen: • Sicherheit • BreiteVerfügbarkeitvonAnfangan • DauerdesLadens • Komfort • Kosten,GewichtundBauraumimFahrzeug Batteriebetriebenes Elektrofahrzeug (BEV) Hybrid- Elektrofahrzeug (PHEV) Brennstoffzellen- Elektrofahrzeug (FCEV) 1 Batterie2 E-Motor3 Getriebe4 Treibstofftank5 Motor+Generator6 H 2 -Speicher 7 Brennstoffzelle 3 2 1 3 2 1 3 2 1 4 5 6 7
55 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ • MöglichkeitdesLastmanagements • MöglichkeitzurEnergierückspeisungindasNetz • InternationaleKompatibilität DieLadeverfahrenAC-undDC-LadenvonElektrofahrzeugenwerdennachderArtdesStromsunterteilt,wieerzwischenderexternenLadeeinrichtungunddemFahr-zeugfließt.BeimWechselstromladen(AC-Laden)wirdeinLadegerät(Gleichrichter)imFahrzeugverwendet.BeimGleichstromladen(DC-Laden)befindetsichdasLadegerät(Gleichrichter)außerhalbdesFahrzeugsinderDC-Ladestation. Anmerkung:DasLadenmiteinemexternenLadegerät,auchmitgeringenLadeleistun-gen,stellteineVariantedesDC-Ladensdar. FürLadeleistungenbismaximal3,7kWstelltderEinsatzeinesdediziertenLadegerätsimFahrzeugmiteinphasigemAnschlussdenheutigenStandderTechnikimSinneeinerBasislösung(idealerweiseimMode3)dar.FürhöhereLadeleistungenals3,7kWsindfolgendezweialternativeAC-Lademöglichkeitenzunennen: a) AC-3-Phasen-LadenmitdediziertemleistungsstärkerenLadegerätimFahrzeugb) AC-3-Phasen-LadendurchNutzungvorhandenerKomponenten(Motorinverter) DasjenachLadeleistungals„Schnellladen“bezeichneteDC-LadeverfahrenermöglichteineReichweitenverlängerungfürreinbatterieelektrischeFahrzeuge(alsrealistischwerdenderzeitbiszu10km/minerachtet). Das „Combined Charging System (CCS)“ zum AC- und DC-Laden von ElektrofahrzeugenDeutscheundamerikanischeAutomobilherstellerentwickelnundnormenweltweitgemeinsammitLadestations-undSteckerherstellerneinuniverselles,sowohlfürAC-alsauchinsbesonderefürDC-LadenverwendbaresLadesystem,genanntCCS(DefinitionsieheB.1.9). ZentraleAnsätzedesSystemssinddieVerwendungeineseinzigenLadeeingangsimFahrzeug(ComboInlet)unddiegemeinsameVerwendungderPLC-Technologie(PowerLineCommunication)fürerweiterteDienstebeimAC-Laden(optional)undderKommu-nikationfürdengesamtenProzessdesDC-Ladens(sieheAbbildung15).
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 56 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ Ladestecker Elektrofahrzeug Typ1 (USA,Japan) Typ2 (Europa) AC1ph Typ 1 Inlet AC3ph Typ 2 Inlet DClow Combo 1 Inlet DChigh + – + – Combo 2 Inlet Steuereinheit mitPilot- auswertung undPLC AC-Ladegerät (1-oder3- phasig) DC-Schutz DC-Schutz HV-Bordnetz mit Batterie StandardisierteLadesteckerundVorzugslösunggemäßEU-Richtlinie CP PP NL1 / L L2 L3 PE DC– DC+ L1 L L1 L3 L2 PP PP PP PP PP CP CP CP CP CP PE PE PE PE PE PE PE PP PP CP CP – – + + N N N Abbildung 15: Combined Charging System zum AC- und DC-Laden mit den Steckvorrichtungen Typ 1 / Typ 2 bzw. Combo 1 / Combo 2 ZahlreicheFunktions-undSicherheitsmaßnahmengewährleistendiefürdenAnwendereinfacheNutzung,ohnedarübernachdenkenzumüssen,obeineLadestationAC-oderDC-Ladenanbietetundwoerdennansteckensoll.SowirdzumeinenüberdieKom-munikationsinhalte,dieinderISO15118standardisiertwerden,dervollautomatischeAblaufdesLadevorgangsrealisiert.DarüberhinausgibtesMaßnahmenzursicherenwechselndenVerwendungvonKontaktenfürAC-undDC-LadensowiezumSchutzvorGefährdungdurchLichtbögenbeiunautorisiertemAbziehendesSteckerswährenddesLadens.DierückwärtskompatibleIntegrationvonLastmanagementundAuthentifizie-rungsowieDC-LadenineinemgemeinsamenLadeanschlussimFahrzeugstellteinenkundenerlebbarenVorteilgegenüberdemebenfallsimeuropäischenMarktbefindli-chenCHAdeMO-Ladesystemdar.DC-LadenwirdbeiCHAdeMOübereinenzusätzlichenLadeanschlussohneSchutzleiterPErealisiert.DamitmüssenimFahrzeugzweiLadean-schlüsseverbautwerden. InduktivesLaden:DieISO19363spezifiziertdiefahrzeugseitigenAnforderungenandasinduktiveLaden.DieArbeitenwerdenbeimNAAutomobilimArbeitskreisNA052-01-21-05GAKgespiegelt. Ladeschnittstelle für Light Electric VehiclesFürdieGruppederLightElectricVehicles(LEV)geltenimVergleichzudenFahrzeugenangepassteRandbedingungen.FüreineweitreichendeVerbreitungisteinerechtzeitigeStandardisierungvonessenziellerBedeutung. DieAnforderungenhinsichtlichderLadeschnittstellefürLEVwerdenindergeradeentstehendenReiheIEC/TS61851-3festgeschrieben.HierbeiwerdensowohldasAC-undDC-LadenalsauchBatteriewechselsystemeundKommunikationvonLEV
57 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ betrachtet.DiefürLEVentstehendenNormenundSpezifikationenbasierenaufderHauptnormIEC61851-1.SomitkanneinFahrzeugbeivollständigerImplementierungderIEC61851-1undderdarinreferenziertenNormendiebereitsbestehendeöffentli-cheInfrastrukturmitnutzen.DieAnforderungenandieReichweiteunddieBatterieka-pazitätsindbeiLEVgeringeralsbeimPkw.DeshalbmussdieLadeleistungfürLEVauchnichtzwingendderarthochsein. DieAnforderungenbezüglichderSteckvorrichtungenfürdasAC-undDC-LadenderSte-ckerwerdeninderzukünftigenIEC/TS62196-4festgeschrieben.ImBereichAC-LadenistfürPedelecsunddiekleinenLEVderländerspezifischeStecker,z.B.Schuko-Stecker,jedochvonessenziellerBedeutung,daoftdieBatterieentnehmbaristundzuHauseanderSteckdosegeladenwird.UmmitdiesenFahrzeugenauchöffentlichladenzukönnen,mussinderInfrastrukturauchdieseSteckdosevorhandensein.DadurchwäredasgleichzeitigeLadenvonLEVundPkwmöglich.DiebenötigteSicherheitwirddurchgeeigneteMaßnahmen,z.B.miteinemLadegerätderSchutzklasseIIundNiedervolt( 60V),erreicht.BeiDC-SchnellladesäulenwirdeineeigeneInfrastrukturentstehenmüssen,dadiejetzigenLadesäulenihrenLeistungsbereichineineranderenSpannungs-lagehaben.DieseAnforderungenwerdeninderIEC/TS61851-3spezifiziert. DieinderNormenreiheIEC61851-3zunormendenLösungensollendiebestehendenLadebetriebsartenderIEC61851-1(Ladebetriebsart1bis4)ergänzen(z.B.bezüglichdesSpannungsbereichs)undkeinekonkurrierendenLadebetriebsartendefinieren.EssolleninteroperableLösungengenormtwerden,dadiesals(zukünftige)Erwartungshal-tungderAnwendergesehenwird. Anforderungen an Light Electric Vehicles und ElektrofahrräderFürNormungsaktivitätenaufdemGebietderFahrräderistinEuropadasCENTC333zuständig.DieEN15194enthältsicherheitstechnischeAnforderungenundPrüfme-thodenfür„ElectricallyPowerAssistedCycles“(EPAC).HinsichtlichderPrüfungderBetriebsfestigkeitderBauteilewirdaufdieEN14764„City-undTrekking-Fahrräder“verwiesen.BezüglichweitererAnforderungenundPrüfungenvonelektrischenundelek-tronischenBauteilenwirdaufandereNormenverwiesen.HinsichtlichderSicherheitvonLithium-Ionen-BatterienwurdeeinBATSO-Standardentwickelt. DieNormungsaktivitätenfürAnforderungenanLightElectricVehicleserfolgeninterna-tionalbeiISO/TC22/SC27undnationalbeimNA052-01-22AA.DortwirddasProjektISO18243„Electricallypropelledmopedsandmotorcycles–Specificationsandsafetyrequirementsforlithium-iontractionbatterysystems“bearbeitet. 4.3.3 Sicherheit Elektrische Sicherheit GrundlegendeSicherheitsanforderungenfürdasElektrofahrzeugundseineaufladbarenEnergiespeicher,fürdieelektrischeBetriebssicherheitundfürdenSchutzvonPersonensindinderISO6469beschrieben.LeitungenfürStraßenfahrzeugeindenSpannungs-klassen60Vund600VsindinderISO6722undISO14572genormt.DieISO17409spezifiziertdieSicherheitsanforderungenandasFahrzeugbeimAnschlussaneineLadestation. Empfehlung 4.3.2.1
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 58 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ • Batterie- und DC-Spannungspegel oberhalb von 400/600 VSeitensderAutomobil-undZulieferindustriegibtesersteEntwicklungenfürAnwen-dungenmitSystem-oderBatteriespannungenoberhalbvon600V.Hiersindfrühzei-tigdieentsprechendenSicherheitsnormenzuerstellenoderanzupassen. • Crash BeimCrashmüssendieRettungsleitfädenmitbetrachtetwerden,damitdierelevan-tenInformationendenRettungskräftenzurVerfügungstehen.Aufgrunddersteigen-denKomplexitätderimRettungsfallzubeachtendenAnforderungenisteineinheitli-cherAufbauderRettungsleitfädenerforderlich.BeiISOTC22wirdderzeitdieNormISO6469-4„Electricallypropelledroadvehi-cles–Safetyspecifications–Part4:Postcrashelectricalsafety“erarbeitet,inderAnforderungenandasFahrzeugnacheinemUnfallgestelltwerden.EineFinalisierungundPublikationderNormunterdeutscherFederführungistzeitnahanzustreben.EbenfallsistdieErarbeitungderNormISO17840„Roadvehicles–Informationforfirstandsecondresponders–Rescuesheetforpassengercarsandlightcommercialvehicles“zuRettungsdatenblätternunterdeutscherBeteiligungzügigabzuschließen.RettungsdatenblätterbildeneineInformationsbasisfürRettungspersonalundstellenunteranderemfüralternativangetriebeneFahrzeugediePositionierungundInfor-mationenzurelevantenKomponenten(HV-Leitungen,Steuergeräte,Batterienetc.)bereit.Weiterhinistzuuntersuchen,wiedieBatteriesystemenacheinemschwerenUnfallineinensicherenZustandversetztwerdenkönnen.DurcheinenUnfallkanneineBatteriederartbeschädigtwerden,dasseinesichereBergungdesFahrzeugsnichtunmittelbarmöglichist.UmindiesemFalleineGefährdungderRettungs-undFahrzeugbergungskräfteauszuschließen,mussfestgestelltwerdenkönnen,obeineBatteriesichertransportiertwerdenkann.FallsdiesnichtderFallist,istzuklären,obundunterwelchenVoraussetzungendieBatteriewiederineinensicherenZustandzuversetzenist(z.B.kontrolliertentladenwerdenmuss).DieseFragestellungenmüssendurchForschungseinrichtungenuntersuchtwerden.AnschließendistderNormungs-bedarfzudefinierenunddieErgebnissederForschungsindzeitnahinderent-sprechendenNormungumzusetzen,z.B.fürdefinierteSchnittstellenzumsicherenEntladenbeschädigterBatterien. • Funktionale Sicherheit DieNormungfürdiefunktionaleSicherheitimBereichAutomotiveistdurchdieISO26262abgedeckt(HW-undSW-System). • Brandgefahr von Lithium-Ionen-Batterien ZurVerringerungvonBrandgefahrenbedarfdieLagerungvonLithium-Ionen-BatterienderEinhaltungspezifischerRichtlinien,weshalbhiermittelfristigNormenerarbeitetwerdensollten. 4.3.4 Komponenten KernderNormungsaktivitätenderFahrzeugindustrieimBereichderKomponentensindvorallemAnforderungenandieQualitätundLeistungsfähigkeit,dieKlassifizierungundsoweitnötigdiegegebenenfallsvorhandenenSchnittstellenzuanderenKomponentenoderSystemen.ImBereichderElektromobilitätbestehthierdieChancederfrühzei-tigenEntwicklungvonNormen,diedanninVorschriftenalsReferenzherangezogen Empfehlung4.3.3.1 Empfehlung4.3.3.2
59 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ werdenkönnen.DiesgiltspeziellfürdieKomponentenvonElektrofahrzeugenundermöglichtSynergieeffektemitderweltweitführendendeutschenAutomobilindustrie.DarüberhinausmusseinTeildervorhandenenNormenundStandardserweitertundangepasstwerden.Dazugehörenz.B.NormenundStandardsfürdieLeistungseigen-schaftenvonLeitungenundSicherungenoderNormenzurPrüfungderEignungfürdenEinsatzunterautomobilenUmgebungsbedingungen. HinsichtlichderUmgebungsbedingungenfürelektrischeundelektronischeSystemeinStraßenfahrzeugenistdieISO16750„Roadvehicles–Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipment“daraufhinzuprüfen,inwieweiteineAusweitungundAnpassunganElektrofahrzeugenotwendigist. FolgendederzeitlaufendeProjektesindebenfallszuberücksichtigenundunterdeut-scherFederführungzügigabzuschließen: • ISO/AWI19453„Roadvehicles–Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipmentfordrivesystemofelectricpropulsionvehicles“ • ISO/AWIPAS19295„Electricallypropelledroadvehicles–Specificationofvoltagesub-classesforvoltageclassB“ ZusätzlichsindfolgendeNormenfürdasGesamtfahrzeuginklusiveAntriebsstrangaufgegebenenfallserforderlicheErgänzungenzuprüfen: • ISO23828„Fuelcellroadvehicles–Energyconsumptionmeasurement–Vehiclesfuelledwithcompressedhydrogen“ • NormenreiheISO23274„Hybrid-electricroadvehicles–Exhaustemissionsandfuelconsumptionmeasurements“ • ISOTR11954„FuelCellRoadVehicles–Maximumspeedmeasurement“ • ISOTR11955„Hybrid-electricroadvehicles–Guidelinesforchargebalancemeasurement“ • ISO8715„Electricroadvehicles–Roadoperatingcharacteristics“ DarüberhinauswerdenderzeitSpezifikationenzuRuhestromverbrauchswertenfürElektrofahrzeugevorbereitet. 4.3.5 Batterie FürdieDeutscheNormungs-RoadmapElektromobilitätwerdennurLithium-Ionen-Batterienbetrachtet.AndereTechnologienwerdennichtexplizitbetrachtet,weilderenEinsatznachEinschätzungderExpertenindenkommendenzehnJahreneineuntergeordneteRollespielt.Lithium-Ionen-BatterienstellenzurzeitdieimHinblickaufSpeicherdichteundHandhabungbestetechnischeLösungdar. DieAntriebsbatterieistalleinvonderGrößeundvomGewichthereinedominierendeSystemkomponenteimFahrzeug.DieNormungderäußerenGeometriederBatteriewürdedieFreiheitenfürdasFahrzeugdesignundebensofürdieOptimierungindenBereichenGewicht,FunktionalitätundNutzerfreundlichkeiterheblicheinschränken.ZudemkonterkariertdieweitgefächerteTypvielfaltderFahrzeuge(Stadtauto,Klein-wagen,Familienauto,Sportwagen,SUV,Bus,Lkwusw.)denEffekteinergeometrischenNormungundwürdenurzuerhöhtenAufwendungenfahrzeugseitigführen,diedurch Empfehlung 4.3.4.1
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 60 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ dieEffekteaufderBatterieseitenichtausgeglichenwerdenkönnen.DieStandardisie-rungderAbmessungenvonBatteriezellenfürdenautomobilenEinsatzsowiederLagederAnschlüsseunterstütztjedocheineeffektiveSystementwicklung.DieNormungzurAbmessungvonZellenundzurPositionvonAnschlüssenimBatteriesystemwurdeaufinternationalersowienationalerEbeneerfolgreichumgesetzt.DieISO/PAS16898„Elec-tricallypropelledroadvehicles–Dimensionsanddesignationofsecondarylithium-ioncells“wurde2012unddieDINSPEC91252„ElektrischeStraßenfahrzeuge–Batteriesys-teme–AbmessungenfürLithium-Ionen-Zellen“2011veröffentlicht. WeiterhinistdieErarbeitungderNormISO18300„Electricallypropelledroadvehic-les–Specificationsforlithium-ionbatterysystemscombinedwithleadacidbatteryorcapacitor“unterdeutscherFederführungzügigzumAbschlusszubringen. DieSicherheitvonBatteriesystemenstellteinenBereichdar,beidemeinheitlicheStan-dardsmithoherPrioritätanzustrebensind.EinheitlichePrüfverfahrenfürBatteriesys-temeundBatteriezellenzurBeurteilungderSicherheitundderLeistungseigenschaftenwerdenbeiISOundIECfestgelegt.DieNormenreiheISO12405„Electricallypropelledroadvehicles–Testspecificationforlithium-Iontractionbatterypacksandsystems“isthierzuzuberücksichtigenundspezifiziertdabeidiePrüfungenfürdieSysteme.DiePrü-fungderZellenwirdinderNormenreiheIEC62660„Secondarybatteriesforthepropul-sionofelectricroadvehicles“beschrieben.DielaufendenArbeitenanderIEC62660-3„Secondarylithium-ioncellsforthepropulsionofelectricroadvehicles–Part3:Safetyrequirementsofcellsandmodules“sindzügigabzuschließen.Esistzuüberdenken,obCoP-Normen(ConformityofProduction)erforderlichsind,umdie„innerenWerte“derBatteriezellenimAnschlussandenProduktionsprozessüberwachenzukönnen.DieaktuellenPrüfverfahrenmüssenweiterentwickeltundkontinuierlichdeninternationa-lenAnforderungenangepasstwerden. EinunmittelbarerBedarffüreineNorm,mitdermandieRestlebensdauerderBatteriedurchSpeicherndererforderlichenKennwerteermittelnkann,existiertderzeitnicht.DieMöglichkeiteinerzuverlässigenRestlebensdauerbestimmungistGegenstandaktu-ellerForschung.InAbhängigkeitvondemErgebnisdieserForschungsarbeitsollteimNachgangderNormungsbedarfgeprüftwerden. HinsichtlichderbereitsimMarktbefindlichenPedelecssindBatterie-bzw.Akkuwech-seleinegängigeLösung.DieNormungderSchnittstellederWechselakkuswirdhierzuSkaleneffektenundzumHebenvonKosteneinsparungspotenzialenführen. 4.3.6 Brennstoffzellen BrennstoffzellenunddiedazugehörigeWasserstoffinfrastrukturwerdenderzeitparallelvonderIndustrieentwickelt.VieleMaßnahmenzudenentsprechendenRegelwer-kenaufeuropäischerundinternationalerEbenesindbereitsweitfortgeschrittenundsolltenzügigumgesetztwerden.DieKoordinationaufdeutscherSeiteerfolgtüberdieNOW(NationaleOrganisationWasserstoff-undBrennstoffzellentechnologie)inengerAbstimmungmitdenbeteiligtenMinisterien. DerEinsatzvonBrennstoffzellenwirdsichmiteinergewissenzeitlichenVerzögerung–verglichenmitdemEinsatzvonbatteriegetriebenenFahrzeugen–vollziehen.Umdie Empfehlung4.3.5.1 AllgemeineEmpfehlung
61 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ technologischeEntwicklungnichtzufrühineinebestimmteRichtungzudrängen,solltedieNormunghierbedarfsgerechteinsetzen,sodasseineBeobachtungundVerfolgungderThematikdurchdasGremiumDKE/K384„Brennstoffzellen“sowiedieNPEAG4empfohlenwerden. 4.3.7 Kondensatoren KondensatorenkönneninFormvonDoppelschichtkondensatoren(Superkondensato-ren,Ultrakondensatoren)alsEnergiespeicherfürElektrofahrzeugeverwendetwerden.ZurzeitsindhierbeivorallemAnwendungeninHybridfahrzeugenrelevant.HierspieltdiehoheLeistungsdichtevonKondensatoreneineRolle.DieIEC62576„Electricdouble-layercapacitorsforuseinhybridelectricvehicles–Testmethodsforelectricalcharacte-ristics“beschreibtPrüfverfahrenfürdieelektrischenKennwerte. HinsichtlichvonKondensatorenfürdenE-AntriebwirdForschungsbedarfgesehen.DieAbstimmungdesNWIPIEC69/243/NPzurErarbeitungderNorm„Electricdouble-layercapacitorsforautomotiveapplications–Testmethodsforelectricalcharacteristics,life-timeanddurability,environmentalperformanceandsafety“istweiterhinzuverfolgen. 4.3.8 Besondere Nutzungsszenarien – Pannenhilfe PannenhilfebeileererBatteriekannalsspeziellerFallbetrachtetwerden.DafürsindspezielleFahrzeugemitautarkerStromerzeugung(Generator)mitaufmontiertenleistungsstarkenAC-oderDC-Ladestationeneinsetzbar,andiedieliegengebliebenenFahrzeugemiteinemStandard-Ladekabelangeschlossenwerden,umkurzfristigeinegrößereEnergiemengeaufzunehmen. AlternativdazuistinZukunftmitV2G-fähigenFahrzeugen,dieinderLagesind,Energiezurückzuspeisen,dasÜbertragenvonEnergievoneinemFahrzeugzueinemanderendenkbar.DieserSonderfall,beidemeinAutozeitweisedieFunktioneinerLadestationübernimmt,mussdannseparatimKommunikationsstandardISO15118aufgenommenwerden.DarüberhinauswäredafüreinspeziellesVerbindungskabelvonFahrzeugzuFahrzeugerforderlich. 4.3.9 Aktuelle Normungsaktivitäten zu Elektrofahrzeugen BeiderBetrachtungderNormungsaktivitätenzuElektrofahrzeugenistderjeweiligeGeltungsbereichderNormeninBezugaufdieFahrzeugklassenzuberücksichtigen.InAbbildung16istderStatusderwichtigstenlaufendenNormungsprojektezuElektro-fahrzeugendargestellt. Tabelle 1: Übersicht über aktuelle Normungsaktivitäten mit Bezug zum Elektrofahrzeug, Stand August 2014 Bezeichnung Themengebiet Status ISO 6469-4 Electricallypropelledroadvehicles–Safetyspecifications–Part4:Postcrashelectricalsafety DIS ISO 10924-5 Roadvehicles–Circuitbreakers–Part5:Circuitbreakerswithtabswithratedvoltageof450V DIS ISO 11451-2 Roadvehicles–Vehicletestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy–Part2:Off-vehicleradiationsources FDIS Allgemeine Empfehlung (Fortsetzung) Empfehlung 4.3.7.1
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 62 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ Bezeichnung Themengebiet Status ISO 11451-3 Roadvehicles–Vehicletestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy–Part3:On-boardtransmittersimulation FDIS ISO 15118-3 Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part3:Physicalanddatalinklayerrequirements FDIS ISO 15118-4 Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part4:Networkandapplicationprotocolconformancetest CD ISO 15118-5 Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part5:Physicallayeranddatalinklayerconformancetest CD ISO 15118-6 Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part6:Generalinformationanduse-casedefinitionforwirelesscommunication CD ISO 15118-7 Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part7:Networkandapplicationprotocolrequirementsforwirelesscommunication AWI ISO 15118-8 Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part8:Physicallayeranddatalinklayerrequirementsforwirelesscommunication AWI ISO 17409 Electricallypropelledroadvehicles–Connectiontoanexternalelectricpowersupply–Safetyrequirements DIS ISO 17840 Roadvehicles–Informationforfirstandsecondresponders–Rescuesheetforpassengercarsandlightcommercialvehicles DIS ISO 18243 Electricallypropelledmopedsandmotorcycles–Specificationsandsafetyrequirementsforlithium-iontractionbatterysystems CD ISO 18300 Electricallypropelledroadvehicles–Specificationsforlithium-ionbatterysystemscombinedwithleadacidbatteryorcapacitor DIS ISO PAS 19295 Electricallypropelledroadvehicles–Specificationofvoltagesub-classesforvoltageclassB AWI ISO PAS 19363 Electricallypropelledroadvehicles–Magneticfieldwirelesspowertransfer–Safetyandinteroperabilityrequirements AWI ISO 19453 Parts 1 – 4 Roadvehicles–Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipmentfordrivesystemofelectricpropulsionvehicles AWI ISO 19642 Parts 1 – 10 Roadvehicles–Automotivecables NP Anmerkung: WeitererelevanteNormenfürdieElektromobilitätsindinTabelle2zufinden.
63 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ AWI Approved Work Item CD Committee Draft DIS Draft International Standard FDIS Final Draft International StandardIS International Standard Abgeschlossene Phase Nichtabgeschlossene Phase Fahrzeug ISO 6469-4ElectricallypropelledroadvehiclesSafetyspecification–Postcrashsafety 2016 ISO 11451Electricallypropelledroadvehicles–Connectiontoanexternalelectricpowersupply–Safetyrequirements 2015 ISO/IEC 15118-1V2GcommunicationinterfaceGeneralinformationanduse-casedefinition 2013 ISO/IEC 15118-2V2GcommunicationinterfaceNetworkandapplicationprotocolrequirements 2014 ISO/IEC 15118-3V2GcommunicationinterfacePhysicalanddatalinklayerrequirements 2015 ISO/IEC 15118-4V2GcommunicationinterfaceNetworkandapplicationconformancetest 2015 ISO/IEC 15118-5 new V2GcommunicationinterfacePhysicallayeranddatalinklayerconformancetest 2017 ISO/IEC 15118-6 new V2GcommunicationinterfaceGeneralinformationanduse-casedefinitionforwirelesscommunication 2017 ISO/IEC 15118-7 new V2GcommunicationinterfaceNetworkandapplicationprotocolrequirementsforwirelesscommunication 2017 ISO/IEC 15118-8 new V2GcommunicationinterfacePhysicallayeranddatalinklayerrequirementsforwirelesscommunication 2017 ISO 17409 new ConnectionofthevehicletothegridChanginginterfaceforelectricvehicles 2015 ISO PAS 19295ElectricallypropelledraodvehiclesSpecificationofvoltagesub-classesforvoltageclassB 2018 K om ponent en ISO 10924-5Roadvehicles–Circuitbreakers–Circuitbreakerswithtabswithratedvoltageof450V 2015 ISO 12405-3Testspecificationforlithium-iontractionbatterypacksandsystemsSafetyperformancerequirements 2014 ISO 19642 new RoadvehiclesAutomativecablesPart1–10 2018 AWI CD DIS FDIS IS AWI CD DIS FDIS IS Norm Norm Abbildung 16: Status der wichtigsten Normungsprojekte von Elektrofahrzeugen, Stand August 2014
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 64 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ 4.4 Arten der Energieversorgung von Elektrofahrzeugen Elektrofahrzeugemüssen„immerundüberall“geladenwerdenkönnen:DerVorschlagfüreine„RichtliniedesEuropäischenParlamentsunddesRatesüberdenAufbauderInfrastrukturfüralternativeKraftstoffe“,derdenAufbauvonInfrastrukturfüralter-nativeKraftstoffeunddieFestlegungeinheitlichertechnischerSpezifikationeninderEuropäischenUnionumfasst,wurdeimApril2014durchdasEuropäischeParlamentbestätigt.DieInteroperabilitätvonFahrzeugenverschiedenerHerstellerundderInfra-strukturunterschiedlicherBetreiberistsicherzustellen.NormungundStandardisierungderLadetechnikundAbrechnungmüssensicherstellen,dasszumAnwenderhineineeinheitliche,komfortabelnutzbareundsichereLadeschnittstellegeschaffenwird. Eswirdempfohlen,geeigneteNormenfürdieAbrechnungdesLadensmitNicht-Netzfrequenzzuerarbeiten,aufdieineichrechtlichenZulassungsvorschriftenverwie-senwerdenkann.DiesgiltinsbesonderefürDC-undinduktivesLaden.HinsichtlichderAbrechnungkannauchderEinsatzvonSmartMeterninBetrachtkommen,wobeiAnforderungenbeispielsweisezurDatensicherheitberücksichtigtwerdenmüssen.HiersolltederRegelermittlungsausschussderPTB(Physikalisch-TechnischeBundesanstalt)eingebundenwerden. EinheitlicheRoaming-RegelnwerdensomitalsnotwendigerachtetundAnsatzpunkteüberdieNormungsindzeitnahzuprüfen.DieInteressenderNutzermüssenVorranghabenvordenInteresseneinzelnerUnternehmen.DieseAussagegiltauchfürdieLänderChina,JapanundKorea,diedieVerwendungseparaterFahrzeugstecker(VehicleInlets)fürdasAC-undDC-Ladenbeabsichtigen.SeitensderACEAwirdderEinsatzderSteckvorrichtungenTyp2undCombo2inEuropagefordert.EswirddaherderEinsatzdesCCS-Ladesystemsempfohlen,dasdieseAnforderungenerfüllt.EineReduzierungderweltweitgenutztenStecksystemeistanzustreben. Ladestationenkönnenimprivaten,halbprivaten,öffentlichenundhalböffentlichenBereichaufgestelltwerden.AbhängigvomAufstellortundFunktionsumfangsindfüreineLadestationmehrereverschiedeneFunktionseinheitenerforderlich. DieLadestationen–einschließlichderLadebetriebsarten–werdeninIEC/TC69inderNormenreiheIEC61851„Electricvehicleconductivechargingsystem“bearbeitet.Esistsicherzustellen,dassdieGestaltungderIEC61851technologieoffenerfolgt.DafüristdieIEC61851-1dahingehendzuüberarbeiten,dassderbeschriebeneAnsatzzumDC-Laden(CCS)vollständigunterstütztwird. DieInhaltederIEC61851Teil21undderISO17409sindvorzugsweiseinMode-5-Kooperationzubearbeiten. InderIEC61851-1sindzurzeitvierLadebetriebsartenfürleitungsgebundenesLadendefiniert.DieModi1bis3beziehensichdabeiaufdasLadenmiteinemimFahrzeugbefindlichenLadegerät(On-Board-Ladegerät),Ladebetriebsart4beschreibtdasDC-Ladenmit„Off-Board-Ladegerät“. AllgemeineEmpfehlung Empfehlung4.4.1 Empfehlung4.4.2
65 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ • Ladebetriebsart1(engl.Mode1): _ AC-LadenanStandardsteckdosemitbiszu16A _ 250V(AC)einphasigoder480V(AC)dreiphasig ) _ KeineSicherheitseinrichtungenimLadekabelvorgeschrieben _ Fehlerstrom-Schutzeinrichtung(RCD)indervorgelagertenHausinstallationwird zwingendvorausgesetzt _ OhneRückspeisung,ohneKommunikation _ Nichtzugelassenz.B.fürdieUSA • Ladebetriebsart2: _ AC-LadenanStandardsteckdosemitbiszu32A _ 250V(AC)einphasigoder480V(AC)dreiphasig ) _ In-CableControlandProtectionDevice(IC-CPD):LadekabelmitfolgendenSicher- heitseinrichtungen:IC-CPD,ControlPilotundProximity _ OhneRückspeisung,KommunikationzwischenIC-CPDundElektrofahrzeugüber ControlPilotmöglich • Ladebetriebsart3: _ AC-LadenanspeziellenLadestationenmitbiszu63A _ 250V(AC)einphasigoder480V(AC)dreiphasig ) _ LadekabelmitSteckernachIEC62196-2 _ KeinIC-CPDimLadekabelerforderlich,daSicherheitseinrichtungenfesterBestand- teilderLadestationsind _ SteckerverriegelungermöglichtunbeaufsichtigtenBetriebauchimöffentlichen Umfeld _ ImGegensatzzudenLadebetriebsarten1und2isteineRückspeisunggrundsätz- lichmöglich,dadurchgehendebidirektionaleKommunikation,SteuerungundSteckerverriegelungvorhandensind • Ladebetriebsart4:DC-LadenmitOff-Board-Ladegerät _ DC-LadenanspeziellenLadestationen,zumeistSchnellladestationen _ LadespannungundLadestromsystemabhängig,daherStandardisierungsbedarf _ LadekabelmitEnergie-undSteuerleitungen _ KomplexeSchutzfunktionenaufgrundDCerforderlich,z.B.Isolationsüberwachung )DieangegebenenSpannungspegelbeziehensichaufdieNormenIEC61851undIEC62196.InDeutschlandgeltendieNormspannungen230V/400VgemäßIEC60038. UnterBerücksichtigungderinDeutschlandgeltendentypischenWertefürStrom-stärkeundSpannungergebensichfürdasAC-LadendietypischerweiseverwendetenLeistungsklassen3,7,11,22und43kW,fürdasDC-LadendieLeistungsklassen10,20,50,100,150,200,perspektivisch350kW.DietechnischenAnschlussbedingungenfürAC-undDC-LadestationensindinderVDE-AR-N4102festgelegt. ZuminduktivenLadenwerdenaktuellimRahmenmehrererFördervorhabengrund-legendetechnischeRahmenbedingungenfürdasberührungsloseLadenvonElektro-fahrzeugenerarbeitet(physikalischexistierenfürdasberührungsloseLadenmehrereMöglichkeiten,indervorliegendenDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätwirdjedochderFokusaufinduktivesLadengelegt).AusheutigerSichtkönnenerstmitdenErgebnissendieserProjektefundierteNormungsvorschlägeausgearbeitetwerden. Empfehlung 4.4.3
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 66 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ DiedeutschePositionbezüglichdesNormenprojektsIEC61980-1(„Electricvehiclewirelesspowertransfersystems“),dassichimStatusFDISbefindet,istzwischendeninteressiertenKreisenabzustimmen.EinekontinuierlicheundaktiveBeteiligungdeut-scherExpertenauchaufinternationalerEbene,besondersimRahmendersichimStatusANWbefindlichenProjekteIEC/TS61980-2und-3,istanzustreben,umzuverhindern,dassvorzeitigtechnischeLösungenspezifiziertundgenormtwerden,diedentechni-schenFortschritthemmenunddieVielfaltguterLösungenunnötigeinengen. Esistsicherzustellen,dassdielaufendeninternationalenProjektezuminduktivenLadenmiteinanderinhaltlichharmonisiertwerden.DabeisinddielaufendenProjekteIEC61980,ISOPAS19363(„Electricallypropelledroadvehicles–Magneticfieldwirelesspowertransfer–Safetyandinteroperabilityrequirements“)undISO15118(„Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface“)zubeachten. 4.4.1 AC-Laden WechselstromladestationennachIEC61851-1und-22sindvergleichsweiseeinfachundkostengünstig.SiekönnenentwederalseinphasigeLadestationen(Wechselstrom)oderalsdreiphasigeLadestationen(Drehstrom)ausgelegtwerden.DerMehraufwandfürdiebeigleicherStromstärkedreifachhöhereLeistungsfähigkeiteinerLadestationmitDreh-stromanschlussistnurgering.Abbildung17zeigteinmöglichesBlockschaltbildeineröffentlichenkabelgebundenenLadestation: Kommunikations- module Komponenten Elektroinstallation Kommunikation zumPkw Kommunikation zumKunden Kommunikation zumEVU/Betreiber Nutzungsinterface (Bedienung / Identifikation) Schnittstelle Fahrzeugseite (Energie, Signale, Daten) Schalten Leitungsschutz Personenschutz Überspannungsschutz Energiemessung/ Abrechnung Netzanbindung Einspeisung / Rückspeisung Gehäuse Steuerung Überwachung Diagnose Fernwartung Abbildung 17: Blockschaltbild einer öffentlichen kabelgebundenen AC-Ladestation (schematisch) Empfehlung4.4.3(Fortsetzung)
67 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ EineLadestationmussabhängigvomAufstellortunddenmöglichenLadebetriebsartenunterschiedlicheKombinationenvonFunktionenundAnforderungenunterstützen.InsbesonderefolgendeBereichesinddabeizuberücksichtigen: 1. Energiefluss _ Bereitstellung _ Lastmanagement(SmartGrid) _ Rückspeisung 2. Steuerung/Sicherheit _ Pilotsignal _ Steckerverriegelung _ Trennen,SchaltenundSchützen 3. Kommunikation _ Zugangsberechtigung _ Abrechnung(„Metering“) _ Nutzungs-Interface _ Rückspeisung _ Lastmanagement(SmartGrid) 4. Barrierefreiheit _ DieentsprechendenNormensindzubeachten 5. Mehrwertdienste _ HandlungsbedarfbeiRahmenbedingungen DasvondeutscherSeiteinitiierteNormenprojektIEC62752„In-CableControlandProtectionDeviceformode2chargingofelectricroadvehicles(IC-CPD)“befindetsichderzeitimCDV-StatusundsollteunterdeutscherFederführungweiterverfolgtundzügigzumAbschlussgebrachtwerden. 4.4.2 DC-Laden DieGestaltungderDC-LadeinfrastrukturgehtvoneinemeherzentralisiertenAnsatzaus,dervorwiegend„beobachtetes“Ladenunterstellt,wasfürdenSchutzderStatio-nenvorVandalismusVorteilebietet.Eswerdenauchsogenannte„DC-Wall-Boxen“alsprivatePremium-oderFlottenlösungenverfolgt,diekombiniertesAC-undDC-Ladenanbietenkönnen. TechnischgesehenkönnenDC-LadesystemenachdemRegelungsverfahreningeregelteundungeregeltesowienachderverwendetenSchutztechnikingalvanischgetrennteundgalvanischgekoppelteSystemeeingeordnetwerden.BeimgeregeltenSystemstelltdieDC-LadestationexaktdiezurVersorgungdesFahrzeugbordnetzes(unddamitauchzumLadenderBatterie)notwendigenSpannungs-undStromwertenachdenSollwert-vorgabendesFahrzeugsein.ImGegensatzzuungeregeltenSystemen,beidenendieDC-LadestationeinefesteSpannungzurVerfügungstellt,istdabeikeinezusätzlicheSpannungswandlunginnerhalbdesFahrzeugsnotwendig. EswerdenderzeitvorzugsweisegalvanischgetrennteDC-Ladestationenangedacht.DamitwirdeineOptimierungundtechnischeVereinfachungdesGesamtsystemsausStationundFahrzeugerreicht.EbenfallswerdennurgeregelteSystemeverfolgt,umdieVorteiledesDC-Ladensvollständigauszunutzen,diesichausderVerlagerungdesLadegerätsausdemFahrzeugindiestationäreInfrastrukturergeben. Empfehlung 4.4.1.1
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 68 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ ImRahmeneinerÜberarbeitungderIEC61851-23sollteeinVerweisaufdieSicherheits-gruppennormDINEN62477-1(VDE0558-477-1)aufgenommenwerden. 4.4.3 Induktives Laden DasresonanteInduktionsladen(induktivesLaden)istinderdeutschenAnwendungsre-gel(VDE-AR-E2122-4-2)beschrieben,dieimMärz2011veröffentlichtwurde.Dortwer-dentechnischeEckdatenundSchutzzielebeschrieben.AufinternationalerEbenewirddieNormenreiheIEC61980erarbeitet.SeitEnde2010gibtesaucheineSAETaskForce.BeideGremiennutzenunteranderemauchdieerwähntedeutscheAnwendungsregel. DasresonanteInduktionsladenwirdinderdeutschenAnwendungsregelalsberüh-rungslosesLadenohnekinematischeVerstellmechanismenbeschriebenundistaufhoheErgonomieundBarrierefreiheitausgelegt.AufgrundfortschreitenderUntersu-chungenwerdenderzeitauchLösungenmitmechanischerVerstellmechanikdiskutiert.DieauftretendenFeldstärkensindsoniedriggehalten,dassselbstbeieinermehrstün-digenGanzkörperexpositionkeinederderzeitweltweitanerkanntenGrenzwertempfeh-lungenüberschrittenwirdodereinegesundheitlicheBeeinträchtigungfürLebewesenbesteht. DieArbeitenanderIEC-61980-Reihesindsovoranzutreiben,dassEnde2015dienor-mativenAnforderungenfürsicheresinduktivesLadenimBereichkleinerundmittlererLeistungenformuliertundveröffentlichtsind. DarananschließendistdieIEC-61980-Reihesozuüberarbeiten,dassbisEnde2018dienormativenAnforderungenfürsicheresundinteroperablesinduktivesLadenimBereichkleinerundmittlererLeistungenformuliertundveröffentlichtsind. 4.4.4 Automatische Kopplungsverfahren SystemezurautomatischenKopplungderFahrzeugsteckverbindungvereinendieVor-teilekabelgebundenerundinduktiverLadeverfahren. BestehendetechnischeSystemebefindensichderzeitimForschungs-bzw.Versuchssta-dium.ErsteErgebnissezeigenbereits,dasskostengünstigeSystememithoherKonfor-mitätzudenbestehendenStandardsgrundsätzlichzurealisierensind. Esistzuempfehlen,dassdieProzessenacheinemerfolgreichenautomatisiertenKopp-lungsvorgangdengrundlegendenSicherheits-undKommunikationsanforderungenderNormenwerkeISO17409undIEC61851entsprechen. IEC61851istdurchdieTopologiebeschreibung(SonderfallderVerbindungsmethode„FallC“)zuergänzen.DarüberhinaussindAbbruchbedingungenundVorgehenswei-senfürStöreinflüssewährenddesFügeprozesseszurSicherheitvonMensch,Maschine,FahrzeugundUmweltzudefinieren. Empfehlung4.4.2.1 Empfehlung4.4.3.1 AllgemeineEmpfehlung Empfehlung4.4.4.1
69 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ ZurUmsetzunginteroperablerSystemesindStandardszurdrahtlosenAutorisierungundAuthentifizierung(AA)sowiezurOrtungundPositionierungdesElektrofahrzeugsumzusetzen.HierbeikönneninsbesondereSynergienmitdementstehendenRegelwerkfürinduktiveSysteme(IEC61980undISO19363)unddieDrahtloskommunikationgemäßISO15118-6entstehen.DiesgiltauchfürdiePositionierungderFahrzeug-schnittstelleinAnalogiezumPick-up,wenneinebodenseitigeAnordnungforciertwird. DieErgebnissederIEC-Strategiegruppe07ausdemBereich„Service-Roboter“könnenalsAusgangslagezurAbleitungvonSicherheitsanforderungenandasVerbindungsmo-dul(VBM)genutztwerden. AufgrunddesgroßenAbstimmungsaufwandszurStandardisierungderSteckverbindun-generscheintdieNutzungbestehenderSteckverbindungengemäßIEC62196zweck-mäßig.ZurEtablierungeinerinteroperablenRegelungdesFügevorgangssinddieSteck-verbindungenmiteinheitlichenErkennungsmarken(aktivoderpassiv)zumodifizieren. 4.4.5 Übersicht der Systemansätze Abbildung18zeigtdieverschiedenenSystemansätzeundUntervariantensowiederenZuordnungzudenLadebetriebsartenundSteckervarianten. Abbildung 18: Übersicht der verschiedenen Systemansätze zum Laden Allgemeine Empfehlung bis 70 A (17 kW) bis 16 A(3,7 kW) 50 kW bis 35 kW 200 kW bis 3,7 kW 1-phasig 1-phasig 3-phasig 1- bis 3-phasig SteckerTyp2 (1 Version) SteckerTyp1 (1 Version) SteckerTyp3 (4 Versionen) Stecker Typ2 CHAdeMO Combo-Stecker (Basis: Typ 2) bis 63 A (43 kW) 16A bis 63 A (3,7 kW bis 43 kW) AC-Ladung, inkl.Rückspeisung DC-Ladung Stationär / (noch) Kleinleistungsbereich Kabelgebunden Batteriewechsel, Elektrolytwechsel Induktiv Systemansätze zum Laden VorzugslösunggemäßEU-Richtlinie
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 70 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ UmeinerascheEinführungeinerinteroperablenLadeinfrastrukturzuermöglichen,wirdfolgendePriorisierungfürDeutschlandvorgeschlagen: • Priorität1: _ AC-Ladung:KabelgebundeneAC-Ladung(Modi1bis3)mitbiszu63A/43kWdrei- phasig(Ladebetriebsart3).Ladebetriebsart3ermöglichtdarüberhinausdieRück-speisungindasNetzunddamiteineoptimaleIntegrationerneuerbarerEnergien. _ DC-Ladung:ZukünftigsindLadeleistungenüber50kW(aktuellLadeleistungenbis zu100kWundperspektivischbis350kW)zuerwarten. • Priorität2:InduktivesLaden(resonantesInduktionsladen)mitgeringererLeistungimKomfortbereich • Priorität3:BatteriewechseloderRedox-Flow-Batterien DienachIEC61851möglicheLadebetriebsart1erfordertdasVorhandenseineinesRCDinderInfrastruktur.Dajedochnichtimmersichergestelltwerdenkann,dasseinSchutzleiterundeinRCDinderHausinstallationvorhandensindunddiesauchnichtvomNutzervorjedemAnwendungsfallgeprüftwerdenkann,wirdderEinsatzvondenEnergielieferantenundNetzbetreibernnichtempfohlen. FürbestehendeInstallationenwirdeineEmpfehlungzurVerwendungvonLadebe-triebsart2ausgesprochen,weilhierdasIC-CPDfürdieerforderlicheSicherheitsorgt. Ladebetriebsart3wirdbeiNeuinstallationempfohlen.Ladebetriebsart3bietettechnischdieMöglichkeiteinesLastmanagementsdirektüberdieLadeschnittstelleeinschließlichEnergierückspeisungunderfülltaufdieseWeiseeinenotwendigeVor-aussetzungzumEinbindeneinesElektrofahrzeugsindasSmartGrid.DarüberhinausverhindertnurdieinLadebetriebsart3realisierbareSteckerverriegelungunautorisier-tenEingriffundvereinfachtdamitunbeaufsichtigtesLadenimöffentlichenBereich.HierfindetdieDINVDE0105-100bereitsAnwendung,wasmiteinerwiederkehrendenPrüfungverbundenist. FürdieverschiedenenLadestationenmüssenunterschiedlicheStandorte(z.B.privat,öffentlich,halböffentlich,indoor,outdoor)unddamitunterschiedlicheAnforderungen(z.B.SchutzbeiÜberspannung)berücksichtigtwerden.EinewiederkehrendePrüfungderelektrischenInstallationenimprivatenBereichwirdunabhängigvonderzusätz-lichenBeanspruchungdurchdasLadenvonEVvorgeschlagen. DiewichtigstenNormenundStandardsfürdieverschiedenenSystemansätzesindinTabelle2zusammengefasst. HinsichtlichderBatteriewechselsystemewurdedurchChinaundIsraeldasProjektzurErarbeitungderIEC-62840-Reihe„Electricvehiclebatteryswapsystem“initiiert.DieArbeitenwerdennationalimDKE-GremiumDKE/AK353.0.7gespiegelt. AllgemeineEmpfehlung
71 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ 4.4.6 Ladesteckvorrichtungen für die Elektromobilität AC-Steckvorrichtungen DiefürdiekabelgebundeneEnergieübertragungzwischenElektrofahrzeugundLade-stationerforderlichenSteckerundBuchsenwerdenbeiIEC/SC23HinderNormenreiheIEC62196genormt. AusSichtderdeutschenIndustrie,vonACEA(demVerbanddereuropäischenAuto-mobilhersteller)sowievonzahlreichenLändernwirdderEinsatzdesLadesteckersTyp2gemäßIEC62196-2(deutscherVorschlagfürdieSteckernormung)aufFahrzeug-undInfrastrukturseiteinEuropaundanderenMärktenmitdreiphasigerVersorgungdrin-gendempfohlen. DasGesichtdesSteckersTyp2gemäßEU-RichtliniefürAC-LadungausderNorm62196-2istinAbbildung19dargestellt. Abbildung 19: Stecker Typ 2 aus der Norm IEC 62196-2 DerSteckerTyp2wurdevonDeutschlandfürdieFahrzeug-undInfrastrukturseitevor-geschlagenundbesitztfolgendeKennwerte: • Ein-bisdreiphasig • Strom:max.63A(dreiphasigAC)und70A(DCundeinphasigAC) • Spannung:max.480V • KompatibelzueinerCombo-SteckvorrichtungfürDC-Ladungbis200A DarüberhinauswirdesinderÜbergangsphasebis2017denvonJapanvorgeschlage-nenSteckerTyp1aufFahrzeugseitemitfolgendenKennwertengeben: • Einphasig • Strom:max.32A • Spannung:max.250V(AC) Empfehlung 4.4.6.1
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 72 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ DC-SteckvorrichtungenDerDC-LadesteckerwirdbeiIEC/SC23HalsTeil3derNormenreiheIEC62196genormt.AusDeutschlandwurdederVorschlag,denAC-SteckerTyp2fürDC-LadungzueinemCCSzuerweitern,indiesesProjekteingebracht.DieSteckvorrichtungennachdemCCSwerdenvonderdeutschenIndustrieundACEAfürdasDC-Ladenempfohlen.AufgrundderSystemtopologiekönnengrundsätzlichallefürACkonzipiertenLadesteckermitdemCCSverwendetwerden(speziellTyp1undTyp2).NebendenUSAsindweitereLändervondenVorteilendesCCSalsuniversellerLösungsowohlzumDC-alsauchzumAC-Ladenzuüberzeugen. InderIEC62196-3werdendiedemCCSzugeordnetenSteckvorrichtungenalsKonfi-gurationEEundFFbezeichnetundumfassennebendemfürACeingeführtenTyp1undTyp2(IEC62196-2)diefüreinehöhereStromtragfähigkeitbis200AentwickeltenSteckvorrichtungenCombo1undCombo2.Abbildung15zeigtdieZuordnungderKonfigurationC–SteckerinnerhalbdesCCS. DasGesichtdesSteckersCombo2gemäßEU-RichtliniefürDC-LadungausderNorm62196-3istinAbbildung20dargestellt. Abbildung 20: Stecker Combo 2 aus der Norm IEC 62196-3 Ladeleitung:FürdieLadeleitungwurdefürdendeutschenMarktvomUK411.2.8dieAnwendungsregelVDE-AR-E2283-5erarbeitetundam01.07.2012publiziert.AufdieserBasiswurdenNormungsanträgeaufeuropäischerundinternationalerEbeneeinge-reichtundwerdenbeiIECTC20alszukünftigeNormenreiheIEC62893„Chargingcablesforelectricvehicles“weiterbearbeitet. Empfehlung4.4.6.2
73 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ Leistungs- und Verbrauchsmerkmale: Ruhestromverbrauch und WirkungsgradEingenerellwichtigesThemastelltdieReduzierungdesEigenenergieverbrauchsderLadestationenbeiallenLadeverfahrendar.DiesgiltauchfürdieEnergieaufnahmewäh-renddesStandby-Betriebs. Eswirdempfohlen,FestlegungenfürdenzulässigenEigenverbrauchderLadeinfrastruk-turzutreffen,insbesonderefürZeitenderNichtbenutzung.VergleichbarmitdenRege-lungenfürHaushaltsgeräte(z.B.TV-Empfangsgeräte),könntederEigenverbrauchnichtaktiverHome-Ladeboxenbeispielsweiseauf1Wattlimitiertsein,beiLadeeinrichtungenimöffentlichenRaumbeispielsweiseauf5Watt. Esistmöglichundangedacht,dasssichdieLadestationenineinenRuhezustandmitverringerterEnergieaufnahmebegebendürfen,ausdemsiesichsowohlvonderNetz-alsauchvonderFahrzeugseiteherweckenlassenkönnen. DiesisteineunabdingbareVoraussetzungfürgesteuertesLadenundfürdiebedarfsge-rechteVersorgungdesFahrzeugsmitelektrischerEnergie,diegrundsätzlichnichtnurzumLadenderTraktionsbatteriedient,sondernauchzurVersorgungallerelektrischenVerbraucher,währendsichdasFahrzeugamNetzbefindet.ErstdadurchlassensicheineVielfaltanverschiedenenzusätzlichenFunktionenundDienstenrealisieren,dieohneeineexterneEnergieversorgungaufgrundderbeschränktenBatteriekapazitätnichtmöglichsind. BeimDC-undinduktivenLadenistdieWirkungsgradoptimierungzurVerringerungvonhohenVerlustenwährenddesLadenseinentscheidenderAspekt.WährenddiesbeimDC-LadendurchgeeigneteschaltungstechnischeMaßnahmenzuerreichenist,spielenbeiminduktivenLadendarüberhinaussystemischeWirkungsgradederkontaktlosenEnergieübertragungeineRolle.IndiesemZusammenhangistdieVerfügbarkeitvonParkassistenzfunktionenzurFeinpositionierungbeiderBetrachtungderinderPraxiserzielbarenWirkungsgradezuberücksichtigen. 4.4.7 Anforderungen an die Sicherheit SicherheitsanforderungenmüssenbeiNormalbedingungen(auchbeiverschiedenenklimatischenBedingungen)unterbesondererBerücksichtigungdervorhersehbarenFehlbedienungundvonMissbrauch,beiUnfallundbeiVandalismuserfülltwerden. Elektrische SicherheitZuberücksichtigendeNormenausdemBereichderElektroinstallationzumSchutzgegenelektrischenSchlagundthermischeAuswirkungensind: • DINEN61140(VDE0140-1):2007-03SchutzgegenelektrischenSchlag–GemeinsameAnforderungenfürAnlagenundBetriebsmittel(IEC61140:2001+A1:2004,modifiziert);deutscheFassungEN61140:2002+A1:2006 • DINIEC/TS60479-1(VDE0140-479-1):2007-05WirkungendeselektrischenStromesaufMenschenundNutztiere–Teil1:AllgemeineAspekte(IEC/TS60479-1:2005+CorrigendumOktober2006) Empfehlung 4.4.6.3
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 74 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ • DINVDE0100-540(VDE0100-540):2007-06ErrichtenvonNiederspannungsanlagen–Teil5-54:AuswahlundErrichtungelektri-scherBetriebsmittel–Erdungsanlagen,SchutzleiterundSchutzpotentialausgleichs-leiter(IEC60364-5-54:2002,modifiziert);deutscheÜbernahmeHD60364-5-54:2007 • DINVDE0100-410(VDE0100-410):2007-06ErrichtenvonNiederspannungsanlagen–Teil4-41:Schutzmaßnahmen–SchutzgegenelektrischenSchlag(IEC60364-4-41:2005,modifiziert);deutscheÜbernahmeHD60364-4-41:2007(Gruppennorm) • DINVDE0100-530(VDE0100-530)ErrichtenvonNiederspannungsanlagen–Teil530:AuswahlundErrichtungelektrischerBetriebsmittel–Schalt-undSteuergerät • DINVDE0100-722ErrichtenvonNiederspannungsanlagen–Teil7-722:AnforderungenfürBetriebsstät-ten,RäumeundAnlagenbesondererArt–StromversorgungvonElektrofahrzeugen • NormenreiheIEC61851„Electricvehicleconductivechargingsystem“ DiePublikationderNormDINVDE0100-722istplanmäßigzunächstaufnationalerEbeneerfolgt.AktuellbefindetsichdiezukünftigeNormIEC60364-7-722„Low-voltageelectricalinstallations–Part7-722:Requirementsforspecialinstallationsorlocations–Supplyofelectricvehicles“inBearbeitung.DieseArbeitensindzügigzumAbschlusszubringenundanschließendineineneueVersionderDINVDE0100-722zuüberführen. FürdendirektenAnschluss(DC-Laden)vonFahrzeugenmitBatteriespannungenober-halbvon400VsinddieentsprechendenNormenzurelektrischenSicherheitzuerstellenoderzuüberarbeiten.DabeiistaufeinenAbgleichmitNormenausanderenAnwen-dungsgebietenzuachten.HinsichtlichderDC-FestinstallationengiltdieDINVDE0100. DieNormenreiheIEC61851findetzurLadungvonElektrostraßenfahrzeugenAnwen-dung.DiederzeitstattfindendenÜberarbeitungensolltenzügigabgeschlossenwerden. Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)BisherigeBetrachtungengehendavonaus,dassElektrofahrzeugequasistatischeLastensind.InsbesonderemoderneundleistungsstarkeLadeverfahren(Impulsladung,Rampen)könnenzubishernichtberücksichtigtenNetzrückwirkungenundStabilitäts-problemenführen,sodasshierzusätzlicheEMV-Belastungenerwachsen,dienormativzuerfassensind. Empfehlung4.4.7.1
75 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ EMVwirdbzgl.NormungnuraufAntriebs-undaufGesamtsystemebenebetrachtet–diesschließtdieBatterieein.Handlungsbedarfwirddaringesehen,diePrüfungunterdefiniertenLastzuständendurchzuführenunddieAnforderungenanStörfestigkeitundFeldstärkeandentechnischenFortschrittanzupassen.IndiesemZusammenhangsindauchEMV-Normenzubeachten,diezusammenmitdemCISPRbehandeltwerden.EinTeildieserNormenmussumneueNormteileergänztwerden.BesonderheitensindentsprechenddenFahrzeugkategorienzubeachten,z.B.beiKategorieM3.Insbeson-deresinddieErarbeitungenderNormenIEC61851-21-1„Electricvehicleconductivechargingsystem–Part21-1:ElectricvehicleonboardchargerEMCrequirementsforconductiveconnectiontoana.c./d.c.supply“undderIEC61851-21-2„Electricvehicleconductivechargingsystem–Part21-2:EMCrequirementsforOFFboardelectricvehiclechargingsystems“zügigzumAbschlusszubringen.DieAktivitätderSC77A/WG8zuharmonischenOberschwingungenimBereich2bis150kHzistweiterzuverfolgen. DesWeiterenmüssendiefolgendenNormenberücksichtigtwerden: • DINEN61000-6-2ElektromagnetischeVerträglichkeit(EMV)–Teil6-2:Fachgrundnormen–StörfestigkeitIndustriebereich • DINEN61000-6-3ElektromagnetischeVerträglichkeit(EMV)–Teil6-3:Fachgrundnormen–StöraussendungfürWohnbereich,Geschäfts-undGewerbebereichesowieKleinbetriebe Funktionale Sicherheit FürdiefunktionaleSicherheitstelltdieIEC61508eineprozessorientierteLeitnormdar,fürdieesmehrereanwendungsbereichsspezifischeAbleitungenwiez.B.dieISO26262gibt.FürdieInstallationvonLadestationenanverschiedenenStandorten(privat,öffentlich,halböffentlich,indoor,outdoor)erscheintesnichtsinnvoll,demHandwerkeineRisikoanalysezurErzielunggeforderterSicherheitsniveaus(SIL)zuüberlassen.DieErarbeitungeinerhandlungsanleitendenNorm,zuderenErarbeitungeineRisikoanalysedurchdasNormungsgremiumdurchgeführtwird,wirdempfohlen.Zusätzlichistzuprüfen,obfürdieVerwendungvonLadekabelnanLadestationenhandlungsanleitendeSpezifikationenundNormenerforderlichsind. Blitz- und Überspannungsschutz • Esistdavonauszugehen,dassElektrofahrzeugeauchbeiGewitterimAußenbereichgeladenwerden.DaheristfürdasGesamtsystem„Fahrzeug–Ladestation–Versor-gungsnetz“dasThemaBlitz-undÜberspannungsschutzzuberücksichtigen. • BeimAC-Laden(Ladebetriebsarten1bis3nachIEC61851-1)giltgemäßdenallgemei-nenFestlegungenderIEC60664-1(Isolationskoordination)fürdieLadeschnittstelle(SteckdoseoderFahrzeugkupplung)ÜberspannungskategorieII.DasRisikoeinesäußerenBlitzeinschlags(z.B.indieLadestationoderdasFahrzeug)mussbetrachtetwerdenundbeimÜbergangvonderBlitzschutzzone0(Außenbereich)indieBlitz-schutzzone1(Innenbereich)gegebenenfallseinÜberspannungsschutzvorgesehenwerden.DerDKE/GAK353.0.4istzurThematikbeauftragtundsolltediesbeiderÜberarbeitungderIEC61851-1berücksichtigen.BeiBedarfsolltederDKE/GAK353.0.4eineentsprechendeAbstimmungmitanderenGremienvornehmen(z.B.DKE/UK221.1). Empfehlung 4.4.7.2 Empfehlung 4.4.7.3
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 76 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ • BeimDC-Ladenmussdie(festangeschlossene)DC-LadestationdiegemäßIEC60664-1zutreffendeÜberspannungskategorieamNetzanschlusserfüllen.DieAnfor-derungenanderSchnittstellezumFahrzeugwerdeninderIEC61851-23beschrie-ben.DerDKE/GAK353.0.2isthierzubeauftragtundsolltediesbeiderÜberarbeitungderIEC61851-23berücksichtigen.AuchhiersolltebeiBedarfeineentsprechendeAbstimmungmitanderenGremienvorgenommenwerden(z.B.DKE/UK221.1). • DieAutomobilindustrielegtihreFahrzeugealsGerätenachÜberspannungskategorieIIaus,wieesfürallesonstigenelektrischenBetriebsmittelgilt.SolltesichBedarfnacheinemweitergehendenSchutzzeigen,sokönnenmarktüblicheKomponentenalsÜberspannungsableitereingesetztwerden.BezüglichderNormungwirdaktuellkeinakuterHandlungsbedarfüberdieFestlegungenderIEC61851hinausgesehen. Bauliche SicherheitUnterbaulicheSicherheitfallenAnforderungenandieGehäusevonLadestationenhin-sichtlichAufstellort,Kennzeichnung,Hinweisschild,Parkordnung(optimaleAnordnung/PlatzierungderLadesäuleinBezugaufdieParkfläche)undVandalismus. DieerarbeiteteIEC/TS61439-7beschreibtbaulicheAnforderungenandieGehäusevonLadestationen.IndieserSpezifikationsindverschiedeneLadesysteme(AC,DCetc.)berücksichtigt.DarüberhinausistfürdenAnschlussvonLadestationenandasöffentli-cheNiederspannungsnetzdieimJahr2012veröffentlichteVDE-AR-N4102„Anschluss-schränkeimFreienamNiederspannungsnetzderallgemeinenVersorgung–TechnischeAnschlussbedingungenfürdenAnschlussvonortsfestenSchalt-undSteuerschränken,Zähleranschlusssäulen,Telekommunikations-AnlagenundLadestationenfürElektro-fahrzeuge“zuberücksichtigen. Sicheres Errichten oder Erweitern der elektrischen Anlage mit einer LadestationInDeutschlandistaufgrundderNiederspannungsanschlussverordnungfürdieErrich-tungundErweiterungelektrischerAnlageneineEintragungindasInstallateurverzeich-niseinesNetzbetreiberserforderlich(vgl.§13Niederspannungsanschlussverordnung).DieArbeitenmüssendurchElektrofachkräfteunterAufsichteinerverantwortlichenElektrofachkraftausgeführtwerden(DINVDE1000-10).DieInstallationmussdurcheinenindieHandwerksrolleeingetragenenFachbetrieberfolgen. FürdieErrichtungundErweiterunggeltendieallgemeinenInstallationsnormen(VDE-0100-Reihe).ErgänzenddazuwerdenderzeitspezielletechnischeRegelnzurInstallationvonLadestationendurchDKE/K221erarbeitet,diealsEN60364-7-722veröffentlichtwerden. WirddieLadestationzusammenmitdersonstigenelektrischenAnlageneuerrichtet,wirdsichergestellt,dassdieelektrischeAnlagefürdenBetriebderLadestationausrei-chenddimensioniertist.DieLadestationwirdsomitalsGerätimSinnederNiederspan-nungsrichtlinieTeilderelektrischenAnlage. DerEinbaueinerfestangeschlossenenLadestationineinebestehendeInfrastrukturstellteineErweiterungderelektrischenAnlagedar.VorderErweiterungeinerbeste-hendenelektrischenAnlage(Bestandsanlage)mussderenTauglichkeitdafürgeprüftwerden.DaesbeiderInstallationeinerLadestationzueinerÄnderungderBetriebsbe- AllgemeineEmpfehlung
77 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ dingungenkommt,istregelmäßigderBestandsschutzaufgehoben.Wenndieelektri-scheAnlageimErgebnisderÜberprüfungderBestandsanlagenichtinderLageist,dieLadestationaufzunehmen,müssendienotwendigensicherheitsrelevantenAnpassun-genderelektrischenAnlagevorgenommenwerden,umeinensicherenBetriebweiter-hinzugewährleisten. BetriebssicherheitDieZahlderVerbraucher,diealsSteckergerät(beispielsweisedurchGeschirrspüler,Mikrowelle,Trockneretc.)andieelektrischeAnlageangeschlossenwerden,istindenvergangenenJahrenundJahrzehntenkontinuierlichangestiegen.EbenfallsansteigendistdieZahlderdezentralenStromerzeugungsanlagen(z.B.Photovoltaik,Mikro-BHKW),diemitderelektrischenAnlageverbundenwerden. DiefachkundigeÜberprüfungistbeiderErweiterungeinerelektrischenAnlageumeineLadestationobligatorisch.DannmussdieelektrischeAnlagegegebenenfallsumdienotwendigenSicherheitsmerkmaleerweitertwerden,soweitdieÜberprüfungdiesergibt.Dagegenistz.B.beimLadeneinesElektrofahrzeugsanbestehendenHaus-haltssteckdosen(Schutzkontaktsteckdosen)imMode1(ohneRCD)zwareinRCDindervorgelagertenHausinstallationzwingendvorausgesetzt,jedochnichtimmervorhan-den.AußerdemsindbestehendeHaushaltssteckdosen,dietypischerweisezumLadenVerwendungfinden(z.B.inGaragenoderimAußenbereich),nichtfürdasLadenimDauerbetriebausgelegt. AusdenzuvorgenanntenGründenistdieForderungnacheinerPrüfungvonBestands-anlagenzurechtfertigen.DabeiistnachsicherheitstechnischdifferenzierendenKri-terienfestzulegen,obundwieofteinePrüfungderbestehendenelektrischenAnlagetatsächlichnotwendigistundwelcheMaßnahmenzuergreifensind. SoweitdietechnischenBeschaffenheitsanforderungenvonneuerrichtetenLadestatio-nendieEigensicherheitvollständiggewährleisten,kannaufeineÜberprüfungverzich-tetwerden.DarübermussbeiderÜbergabederLadestationangemesseninformiertwerden. FürdiedifferenzierteBeurteilung,obundwennjawieoft(nachangemessendiffe-renzierendenKriterien)eineÜberprüfungeinerelektrischenAnlagevorzunehmenist,fehlenderzeitausreichendetechnischeRegeln.NormativeGrundlagensolltendafürerarbeitetwerden.DabeisinddieBesonderheitenderLadeinfrastrukturfürElektromo-bilitätzuberücksichtigen.Weiterhinistzuprüfen,obzurInstallationundWartungvonLadeinfrastrukturdieErstellungvonArbeitssicherheitsanweisungendurchSpezifikati-onenundNormenflankiertwerdensollte.DieDINVDE0105-100gehtaufdensiche-renBetriebunddieWiederholungsprüfungein.DieNormistjedochhinsichtlichihresAnwendungsbereichszuüberarbeiten. Empfehlung 4.4.7.4
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 78 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ FürdasLadenvonElektrofahrzeugenbedarfeslaienbedienbarerGeräte,fürdiebeson-dereMaßnahmenzurBeherrschungderspezifischenGefahrenzuergreifensind.DabeisindinsbesonderefolgendeAspektezuberücksichtigen: • HoheLeistungsübertragungbeigleichermaßenhohenStromstärkenundSpannungenunddamithoherEnergiedichte • HäufigeFrequentierungvonLaien.LaienerkennenakuteGefahrenschlechter.EsbestehtdasRisikovonManipulationenoderVandalismusanvorhandenenAnlagen,dieungeprüftzuschwerenSchäden/Verletzungenführenkönnen. • HäufigerNutzerwechsel,unterschiedlichesNutzerverhaltenundintensiveNutzung(z.B.Dauerladebetrieb,häufigesAnschließenundTrennenderLadeleitung)wirkensichebensoaufdenVerschleißauswiezumTeiläußerstvariableUmgebungsbedin-gungen(geschlosseneRäume,Außennutzung,inStädten,aufdemLand,Witterungetc.). • FürdieBetrachtungderelektrischenSicherheitsindsowohldieNetzspannungalsauchdieBordspannungzuberücksichtigen. • BeimGleichstromladenistdieMöglichkeitderLichtbogenbildungingeeignetenSchutzkonzeptenzuberücksichtigen. • EswirdeinehoheVerfügbarkeitundZuverlässigkeitgefordert. • UnterschiedlicheRegelungenfürdasBetreibenvonAnlageninprivatenBereichen,AnlagenimöffentlichenRaumundAnlageningewerblichenBereichen 4.4.8 Aktuelle Normungsaktivitäten zur Ladeinfrastruktur DiefolgendeTabelle2enthälteineZusammenfassungderwichtigstenNormenfürLadestationenundinAbbildung21istderStatusderwichtigstenlaufendenNormungs-projektezuLadestationendargestellt. Tabelle 2: Übersicht über aktuelle Normungsaktivitäten mit Bezug zur Ladeinfrastruktur, Stand August 2014 Bezeichnung Themengebiet Status IEC 60364-7-722 Low-voltageelectricalinstallations–Part7-722:Requirementsforspecialinstallationsorlocations–Supplyofelectricvehicles CDV IEC 61000-6-2 Edition 3 Electromagneticcompatibility(EMC)–Part6-2:Genericstandards–Immunitystandardforindustrialenvironments CD IEC 61140 Edition 4 (VDE 0140-1) Protectionagainstelectricshock–Commonaspectsforinstallationandequipment CDV IEC 61850-7-420 Edition 2 Communicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomation–Part7-420:Basiccommunicationstructure–Distributedenergyresourceslogicalnodes AMW IEC 61851-1 Edition 3 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part1:Generalrequirements CD IEC/TS 61851-3-1 ElectricVehiclesconductivepowersupplysystem–Part3-1:GeneralRequirementsforLightElectricVehicles(LEV)ACandDCconductivepowersupplysystems CD
79 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ Bezeichnung Themengebiet Status IEC/TS 61851-3-2 ElectricVehiclesconductivepowersupplysystem–Part3-2:RequirementsforLightElectricVehicles(LEV)DCoff-boardconduc-tivepowersupplysystems CD IEC/TS 61851-3-3 ElectricVehiclesconductivepowersupplysystem–Part3-3:RequirementsforLightElectricVehicles(LEV)batteryswapsystems ANW IEC/TS 61851-3-4 ElectricVehiclesconductivepowersupplysystem–Part3-4:RequirementsforLightElectricVehicles(LEV)communication ANW IEC 61851-21 Edition 2 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part21:Electricvehiclerequirementsforconductiveconnectiontoana.c./d.c.supply CD IEC 61851-21-1 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part21-1:ElectricvehicleonboardchargerEMCrequirementsforconductiveconnectiontoa.c./d.c.supply CD IEC 61851-21-2 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part21-2:EMCrequirementsforOFFboardelectricvehiclechargingsystems CD IEC 61851-23 Edition 2 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part23:DCelectricvehiclechargingstation NP IEC 61851-24 Edition 2 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part24:Digitalcommunicationbetweenad.c.EVchargingstationandanelectricvehicleforcontrolofd.c.charging NP IEC 61980-1 Electricvehiclewirelesspowertransfersystems(WPT)–Part1:Generalrequirements FDIS IEC/TS 61980-2 Electricvehiclewirelesspowertransfer(WPT)systems–Part2:Specificrequirementsforcommunicationbetweenelectricroadvehicle(EV)andinfrastructurewithrespecttowirelesspowertransfer(WPT)systems ANW IEC/TS 61980-3 Electricvehiclewirelesspowertransfer(WPT)systems–Part3:Specificrequirementsforthemagneticfieldpowertransfersystems ANW IEC 62196-2 Edition 2 Plugs,socket-outlets,vehicleconnectorsandvehicleinlets–Conductivechargingofelec-tricvehicles–Part2:Dimensionalcompatibi-lityandinterchangeabilityrequirementsfora.c.pinandcontact-tubeaccessories CD IEC/TS 62196-4 Plugs,socket-outlets,andvehiclecouplers–Conductivechargingofelectricvehicles–Part4:Dimensionalcompatibilityandinter-changeabilityrequirementsfora.c.,d.c.anda.c./d.c.vehiclecouplersforClassIIorClassIIIlightelectricvehicles(LEV) ANW IEC 62660-3 Secondarylithium-ioncellsforthepropulsionofelectricroadvehicles–Part3:Safetyrequi-rementsofcellsandmodules CD
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 80 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ Bezeichnung Themengebiet Status IEC 62752 In-CableControlandProtectionDeviceformode2chargingofelectricroadvehicles(IC-CPD) CDV IEC 62831 UseridentificationinElectricvehicleServiceEquipmentusingasmartcard ANW IEC 62840-1 Electricvehiclebatteryswapsystem–Part1:Systemdescriptionandgeneralrequirements CD IEC 62840-2 Electricvehiclebatteryswapsystem–Part2:Safetyrequirements CD IEC 62893 Chargingcablesforelectricvehicles ANW 23E/853/NP ResidualDirectCurrentMonitoringDevicetobeusedforMode3chargingofElectricVehicle(RDC-MD) ANW ISO 15118 Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface➜ sieheTabelle1 Anmerkung: WeitererelevanteNormenfürdieElektromobilitätsindinTabelle1zufinden.
81 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ NP New Work Item Proposal CD Committee Draft CDV Committee Draft for Vote FDIS Final Draft International StandardIS International Standard EV Electric Vehicle LEV Light Electric Vehicle WPT Wireless Power Transfer Abgeschlossene Phase Nichtabgeschlossene Phase Ladet ec hnologien IEC 61851-1Ed.3:ElectricvehicleconductivechargingsystemGeneralrequirements 2015 IEC/TS 61851-3-1 new EVconductivepowersupplysystemGeneralRequirementsforLEVACandDCconductivepowersupplysystems 2017 IEC/TS 61851-3-2 new EVconductivepowersupplysystem–RequirementsforLEVDCoff-boardconductivepowersupplysystems 2017 IEC/TS 61851-3-3 new EVconductivepowersupplysystemRequirementsforLEVbatteryswapsystems 2017 IEC/TS 61851-3-4 new EVconductivepowersupplysystemRequirementsforLEVcommunication 2017 IEC 61851-21-1EVconductivechargingsystemEVonboardchargerEMCrequirementsforconductiveconnectiontoa.c./d.c.supply 2015 IEC 61851-21-2EVconductivechargingsystemEMCrequirementsforOFFboardEVchargingsystems 2015 IEC 61851-23 new Ed.2:EVconductivechargingsystemDCEVchargingstation 2017 IEC 61851-24 new Ed.2:EVconductivechargingsystemDigitalcommunicationbetweenad.c.EVchargingstationandanEVforcontrolofd.c.charging 2016 IEC 61980-1Electricvehiclewirelesspowertransfersystems(WPT)Generalrequirements 2015 IEC/TS 61980-2 new EVWPTsystemsSpecificrequirementsforcommunicationbetweenEVandinfrastructurewithrespecttoWPTsystems 2017 IEC/TS 61980-3 new EVWPTsystems–Specificrequirementsforthemagneticfieldpowertransfersystems 2017 IEC 62752In-CableControlandProtectionDeviceformode2chargingofelectricroadvehicles(IC-CPD) 2015 NP CD CDV FDIS IS Standards NP CD CDV FDIS IS Standards
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 82 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“ NP New Work Item Proposal CD Committee Draft CDV Committee Draft for Vote FDIS Final Draft International StandardIS International Standard EV Electric Vehicle LEV Light Electric Vehicle WPT Wireless Power Transfer Abgeschlossene Phase Nichtabgeschlossene Phase Sons tig es IEC 60364-7-722Lowvoltageelectricalinstallations–Requirementsforspecialinstallationsorlocations–SupplyofEV 2015 IEC/TS 61439-7Low-voltageswitchgearandcontrolgearassemblies–Assembliesforspecificapplicationssuchasmarinas,campingsites,marketsquares,EVchargingstations Publiziert IEC 62196-1Plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets – Conductive charging of EV General requirements Publiziert IEC 62196-2Ed.2:Plugs,socket-outlets,vehicleconnectorsandvehicleinlets–ConductivechargingofEV–Dimensionalcompatibilityandinterchangeabilityrequirementsfora.c.pinandcontact-tubeaccessories 2015 IEC 62196-3Plugs,socket-outlets,vehicleconnectorsandvehicleinlets–ConductivechargingofEV–Dimensionalcompatibilityandinterchangeabilityrequirementsford.c.anda.c./d.c.pinandcontact-tubevehiclecouplers Publiziert IEC/TS 62196-4Plugs,socket-outlets,andvehiclecouplersConductivechargingofEV–Part4:Dimensionalcompatibilityandinterchangeabilityrequirementsfora.c.,d.c.anda.c./d.c.vehiclecouplersforClassIIorClassIIIlightelectricvehicles(LEV) 2017 IEC 62831UseridentificationinEVServiceEquipmentusingasmartcard 2017 IEC 62893 new ChargingcablesforEV 2017 23E/853/NP new ResidualDirectCurrentMonitoringDevicetobeusedforMode3chargingofEV(RDC-MD) 2017 NP CD CDV FDIS IS Standards NP CD CDV FDIS IS Standards Abbildung 21: Status der wichtigsten Normungsprojekte von Ladestationen, Stand August 2014
83 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 4Systemübersicht„Elektromobilität“
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 5 Ausblick IndiesemAbschnittsindAspekteaufgeführt,dienachgegenwärtigerEinschätzungderExpertengremienkeinenotwendigenVoraussetzungenzurEinführungderElektromobilität(„Markthochlauf“)darstellen,jedochinzukünftigenTechnologie-undMarktszenarienrelevantwerdenkönnten. EswerdendieaktuelldiskutiertenThemenWiederverwendungdegradier-terBatterien,Netzrückspeisung,Kommunikation,vereinheitlichteSpan-nungspegel,induktivesLadenwährendderFahrtundBatterierecyclingnäherbeleuchtet.
85 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick • Wiederverwendung degradierter Batterien DieIdeeeinerVerwendungdegradierterBatterien(„SecondLife“)alsstationärePuf-ferbatterien(z.B.fürWind-undSonnenenergie)wirddiskutiertundistGegenstandvonUntersuchungen.EineVereinheitlichungvonAngabenzuLeistungsmerkmalen,Diagnosesignalen(z.B.Temperatursignalen)undthermischenAnforderungen(Klima-tisierung)kanneinenpositivenEinflussaufdieEtablierungeinerderartigenNutzungundentsprechenderGeschäftsmodellehaben.EineKooperationderentsprechendenGremien,speziellderDKE/EMOBILITY.50,istmittelfristiganzustreben. • Netzrückspeisung BeiderNetzrückspeisunglassensichzweiVariantenidentifizieren: _ dasRückspeisenvonEnergie,umZeitabschnittezuüberbrücken,indenendas AngebotvonSonnen-oderWindstromnichtreicht,umdenaktuellenBedarfzudecken _ dasRückspeisenvonLeistungzurNetzstabilisierung,umkurzfristigeSchwan- kungenauszugleichen,bisandereKraftwerkeentsprechendgestartetundhochge-fahrensind PhysikalischsindbeideAnsätzegekoppelt;jedochstelltdieLeistungsbereitstellungeineeherkurzfristigeNetzdienstleistungdar,währendbeiderEnergierückspeisungZeiträumeimStundenbereichzuüberbrückensind.Esistzuuntersuchen,unterwelchentechnischen,wirtschaftlichenundkundenbezogenenRahmenbedingungendiesebeidenVariantenumzusetzensind. • Kommunikation ZurzeitarbeitetdasETSIinengerZusammenarbeitmitdemCAR2CARCommunica-tionConsortiumanderNormungeinerkurzreichweitigenFahrzeug-Fahrzeug-undFahrzeug-Infrastruktur-KommunikationaufBasisdesIEEE-802.11p-Standards.Indie-semZusammenhangwirddieMöglichkeiteinerKommunikationmitElektroladestati-onendiskutiert.DabeisindvorallemWiderspruchsfreiheitundmöglicheVereinheitli-chunginBezugaufAbrechnung,SicherheitundDatenschutzanzustreben. • Vereinheitlichte Spannungspegel VereinheitlichteSpannungspegelermöglichenSkaleneffektebeiderEntwicklungundFertigungundunterstützensomitdieMarktdurchdringungspeziellinderWachs-tumsphaseundspäterenPhasen.NachdenErfahrungenderEinführungsphasesollteeineNormungvonvereinheitlichtenSpannungspegelnüberlegtwerden. • Induktives Laden während der Fahrt InduktivesLadenwährendderFahrtkönntezukünftigeineRollespielen(z.B.BusseaufStraßenbahntrassen).ÜbertechnischeAusprägungenunddieWirtschaftlichkeitwirdkontroversdiskutiert. • Batterierecycling HinsichtlichdesRecyclingsvonBatterienisteinestandardisierteBerechnungderRecycling-EffizienzundderWiederherstellungsratemitweitreichendakzeptiertenEinheitenerforderlich.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 86 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Anhang A Gesamtliteratur zur Deutschen Normungs-Roadmap Elektromobilität [1] Richtlinie2009/125/EGdesEuropäischenParlamentsunddesRatesvom 21.Oktober2009zurSchaffungeinesRahmensfürdieFestlegungvonAnfor-derungenandieumweltgerechteGestaltungenergieverbrauchsrelevanterProdukte [2] DieDeutscheNormungsstrategie:DINDeutschesInstitutfürNormunge.V., Burggrafenstraße6,10787Berlin,www.din.de,2004,http://www.din.de/sixcms_upload/media/2896/DNS_deutsch.28337.pdf [3] DieDeutscheNormungsstrategieaktuell–DieZukunftimFokus:DINDeut- schesInstitutfürNormunge.V.,Burggrafenstraße6,10787Berlin,www.din.de,2010,http://www.din.de/sixcms_upload/media/2896/DNS_2010d_akt.pdf [4] Bremer,Wolfgang:NormungsbedarffüralternativeAntriebeundElektrofahr- zeuge,StudieimRahmenderINS-FörderinitiativedesBMWi,Berlin,2009.GefördertvomBundesministeriumfürWirtschaftundTechnologieaufgrundeinesBeschlussesdesDeutschenBundestagesimRahmendesVorhabens„InnovationmitNormenundStandards“(INS) [5] VDE-Studie„Elektrofahrzeuge–Bedeutung,StandderTechnik,Handlungsbe- darf“,EnergietechnischeGesellschaft(ETG)desVDEVerbandderElektrotech-nikElektronikInformationstechnike.V.,Frankfurt,2010 [6] HomepagedesUmweltbundesamtes,besuchtam28.09.2010, http://www.umweltbundesamt.de/gesundheit/laerm/herz.htm [7] Maschke,C.:VerkehrslärmerhöhtStressundgefährdetdieGesundheit,in:Bun- desgesundheitsblatt–Gesundheitsforschung–Gesundheitsschutz,SpringerBerlin/Heidelberg,1999 [8] Whitepaper„AnforderungenansichereSteuerungs-undTelekommunikati- onssysteme“,BDEWBundesverbandderEnergie-undWasserwirtschafte.V.,Berlin,2008 [9] Elektromobilität–VorschriftenimBereichKraftfahrzeugtechnikundGefahr- guttransporte,BerichtdesTeams„Vorschriftenentwicklung“inderAG4(Nor-mung,StandardisierungundZertifizierung)derNationalenPlattformElektro-mobilität(NPE) [10]DeutscheNormungsroadmapE-Energy/SmartGrid,DKEDeutscheKommission ElektrotechnikElektronikInformationstechnikinDINundVDE,Frankfurt,2010 [11]DeutscheNormungs-RoadmapElektromobilität,2010,verfügbarunter www.elektromobilitaet.din.de,www.dke.de,www.vda.de [12]LivreVertsurlesinfrastructuresderechargeouvertesaupublicpourlesvéhi- cules«décarbonés»,2011,aufFranzösischverfügbarunterhttp://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Livre_vert_L-_NEGRE_Inf-rastrucutres_recharge_pour_les_vehicules_decarbones.pdf [13]ACEA-Positionspapier,September2011,verfügbarunter http://acea.be/publications/article/acea-members-address-the-challenge-of-standardising-the-charging-of-electri [14]VDE-Studie„E-Mobility2020:Technologien–Infrastruktur–Märkte“,VDE VerbandderElektrotechnikElektronikInformationstechnike.V.,Frank-furt,2010
87 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Anhang B Begriffe und Abkürzungen FürdieVerwendungdiesesDokumentsgeltendiefolgendenBegriffeundAbkürzungen. B.1 Begriffe und Definitionen B.1.1 ElektrofahrzeugUnterdemBegriffElektrofahrzeugwirdimSinnederDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitäteinganzoderteilweiseelektromotorischangetriebenesFahrzeugver-standen. • Batterie-Elektrofahrzeug • Batteriewechsel-Elektrofahrzeug • Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug • Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug • Hybrid-Elektrofahrzeug(ohneLademöglichkeit) • Redox-Flow-Elektrofahrzeug B.1.2 ElektromobilitätElektromobilitätbezeichnetdieNutzungvonElektrofahrzeugenfürdieunterschiedli-chenVerkehrsbedürfnisse. B.1.3 FahrzeugklassenEinteilungderFahrzeugeinKlasseMundNgemäßderEuropäischenRichtli-nie2007/46/EG: Klasse M FürdiePersonenbeförderungausgelegteundgebauteKraftfahrzeugemitmindestensvierRädern Klasse M1 FürdiePersonenbeförderungausgelegteundgebauteKraftfahrzeugemithöchstensachtSitzplätzenaußerdemFahrersitz Klasse M2 FürdiePersonenbeförderungausgelegteundgebauteKraftfahrzeugemitmehralsachtSitzplätzenaußerdemFahrersitzundeinerzuläs-sigenGesamtmassebiszu5Tonnen Klasse M3 FürdiePersonenbeförderungausgelegteundgebauteKraftfahrzeugemitmehralsachtSitzplätzenaußerdemFahrersitzundeinerzuläs-sigenGesamtmassevonmehrals5Tonnen Klasse N FürdieGüterbeförderungausgelegteundgebauteKraftfahrzeugemitmindestensvierRädern Klasse N1 FürdieGüterbeförderungausgelegteundgebauteKraftfahrzeugemiteinerzulässigenGesamtmassebiszu3,5Tonnen Klasse N2 FürdieGüterbeförderungausgelegteundgebauteKraftfahrzeugemiteinerzulässigenGesamtmassevonmehrals3,5Tonnenbiszu12Tonnen Klasse N3 FürdieGüterbeförderungausgelegteundgebauteKraftfahrzeugemiteinerzulässigenGesamtmassevonmehrals12Tonnen
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 88 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick EinteilungderFahrzeugeinKlasseLgemäßdenKriterienderVerordnung(EU)Nr.168/2013: Klasse L Zwei-,drei-undvierrädrigeKraftfahrzeuge L1e LeichteszweirädrigesKraftfahrzeug L2e DreirädrigesKleinkraftrad L3e ZweirädrigesKraftrad L4e ZweirädrigesKraftradmitBeiwagen L5e DreirädrigesKraftfahrzeug L6e LeichtesvierrädrigesKraftfahrzeug L7e SchweresvierrädrigesKraftfahrzeug B.1.4 Unterteilung der Fahrzeugklassen M und L Einteilung Reich-weiten [km/Tag] Fahrzeug-klassen Energie-bedarf [kWh/km] Ladezeit Nachtladung/ Schnellladung Lebensdauer [a] Linienverkehr 300 M1,M2,M3,N1,N2 ca.1,5–2,5 8h/10min 12 Verteilverkehr 150 N1,N2,N3 ca.1,0–1,5 8h/15min 8 Fernverkehr 500 M3,N3 ca.0,8 8h/60min 8 B.1.5 HochvoltSpannungsklasseB:größer30V(AC)biseinschließlich1.000V(AC)bzw.größer60V(DC)biseinschließlich1.500V(DC)(sieheISO6469-3). Anmerkung:ZurVerdeutlichungdesBegriffswirdimTextnichtvom„Hochvolt-Bord-netz“sondernvon„BordnetzderSpannungsklasseB“gesprochen. B.1.6 Ladebetriebsart (auch: Lademodus, Mode)DieLadebetriebsartbezeichnetdasVerfahren,mitdemdasElektrofahrzeuggeladenwird.DieverschiedenenLadebetriebsartenzeichnensichdurchunterschiedlicheLeis-tungsbereichezurEnergieübertragungundSicherheitsmerkmaleaus.DieinTeil1derIEC61851zurzeitdefiniertenvierLadebetriebsartenundeinweiterer,dersichmomen-taninderDiskussionbefindet,sindin4.4beschrieben. B.1.7 Ladestation (Stromversorgungseinrichtung für das Elektrofahrzeug)EineLadestationisteinzumLadenvonElektrofahrzeugenvorgesehenesBetriebsmittelgemäßIEC61851,dasalswesentlicheElementedieSteckvorrichtung,einenLeitungs-schutz,einRCD,einenLeistungsschaltersowieeineSicherheits-Kommunikationsein-richtung(PWM)enthält.AbhängigvomEinsatzortkönnengegebenenfallsnochweitereFunktionseinheitenwieNetzanschlussundZählunghinzukommen.
89 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick DieDINEN61851-1(VDE0122-1)definiertdieBegriffe„Wechselstrom-LadestationfürdasElektrofahrzeug“und„Gleichstrom-LadestationfürdasElektrofahrzeug“.InderDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilitätwirdauchderBegriffLadestationdaheralsOberbegriffverwendetundschließtAC-,DC-unddasinduktiveLadenein. B.1.8 Ladestecker und -buchse sowie LadekabelgarniturenDiefürdasLadenvonElektrofahrzeugenvorgeseheneKombinationausSteckerundBuchse.EinspeziellesLadestecksystemfürElektrostraßenfahrzeugewirdinderNor-menreiheIEC62196beschrieben. NebendemspeziellenLadesteckerwirdfürdasLadenindenLadebetriebsarten2und3einHybridkabelmitEnergieadernundSteuerleitungenbenötigt. B.1.9 Definition des Combined Charging System (CCS)DasCCSisteinoffenes,universellesLadesystemfürElektrofahrzeuge,dasaufdeninternationalenStandardsderIEC-61851-ReihefürLadeinfrastrukturunddenStandardsfürLadesteckverbindernachIEC62196aufbaut.DasCCSvereinteinphasigesLadenbisschnellesdreiphasigesWechselstromladen(max.43kW)undbietetsehrschnellesGleichstromladen(bis200kWundperspektivischbis350kW)ineinemeinzigenSys-tem.AlsSystembeinhaltetdasCCSsowohldieSteckeralsauchdieKontrollfunktionenunddieKommunikationzwischenElektrofahrzeugundInfrastrukturundbietetdieLösungfüralleerforderlichenLadeszenarienan. DasCCSbeinhaltetimWesentlichen • dasDC-LadenmitdemCombo-2-Stecker(inEuropa)entsprechendderNormIEC62196-3inVerbindungmiteinerKommunikationzwischenFahrzeugundLade-infrastrukturbasierendaufISO15118und/oderDINSPEC70121 • dasAC-LadenmitdemTyp-2-Stecker(inEuropa)entsprechendderNormIEC62196-2inVerbindungmiteinerKommunikationzwischenFahrzeugundLadeinfrastrukturgemäßSignalisierung(Pilotsignal)entsprechendIEC61851-1AnnexAundoptionalauchentsprechendISO15118 Dabeiistzuberücksichtigen,dassnichtvonallenLadestationenundnichtvonallenFahrzeugenalleobenbeschriebenenMöglichkeitenunterstütztwerden.ZueinemCCS-SystemgehörtfahrzeugseitigdaskombinierteLadesystem.DamithatderKundeZugangzuallenAC-Typ-2-undDC-Combo-2-Ladeeinrichtungen.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 90 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick B.2 Abkürzungen ACEA AssociationdesConstructeursEuropéensd'Automobiles(VerbandeuropäischerAutomobilhersteller) AK Arbeitskreis ANSI AmericanNationalStandardsInstitute AMW ApprovedMaintenanceWork ANSI EVSP ANSIElectricVehiclesStandardsPanel ANW ApprovedNewWork AWI ApprovedWorkItem BATSO BatterySafetyOrganization BEV BatteryElectricVehicle(BatteriebetriebenesElektrofahrzeug) BMBF BundesministeriumfürBildungundForschung BMUB BundesministeriumfürUmwelt,Naturschutz,BauundReaktorsicherheit BMVI BundesministeriumfürVerkehrunddigitaleInfrastruktur BMWi BundesministeriumfürWirtschaftundEnergie BSI BundesamtfürSicherheitinderInformationstechnik CCS CombinedChargingSystem CEN ComitéEuropéendeNormalisation(EuropäischesKomiteefürNormung) CENELEC ComitéEuropéendeNormalisationÉlectrotechnique(EuropäischesKomiteefürelektrotechnischeNormung) CD CommitteeDraft(Komitee-Entwurf) CDV CommitteeDraftforVote(Komitee-Entwurf,derzurAbstimmunggestelltwird) CHAdeMO CHArgedeMOve–japanischerVorschlagfüreinenDC-Stecker CISPR ComitéInternationalSpécialdesPerturbationsRadioélectriques(InternationalerSonderausschussfürFunkstörungen) CoP ConformityofProduction DIN DeutschesInstitutfürNormunge.V. DIN SPEC DINSpezifikation DIS DraftInternationalStandard DKE DeutscheKommissionElektrotechnikElektronikInformationstechnikinDINundVDE DNS DeutscheNormungsstrategie eM-CG CEN/CENELECeMobilityCoordinationGroup(GemeinsameCEN/CENELECKoordinierungsgruppezurUnterstützungvonNormungsaktivitäten) EMV ElektromagnetischeVerträglichkeit EN EuropäischeNorm EnWG Energiewirtschaftsgesetz EPAC ElectricallyPowerAssistedCycles ETSI EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute(EuropäischesInstitutfürTelekommunikationsnormen) Euro NCAP EuropeanNewCarAssessmentProgramme(EuropäischesNeuwagen-Bewertungs-Programm) EV ElectricVehicle(Elektrofahrzeug) EVU Energieversorgungsunternehmen F&E ForschungundEntwicklung FCEV FuelCellElectricVehicle(Brennstoffzellenfahrzeug)
91 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick FDIS FinalDraftInternationalStandard(SchlussentwurffüreineinternationaleNorm) FNN ForumNetztechnik/NetzbetriebimVDE GAK Gemeinschaftsarbeitskreis GK Gemeinschaftskomitee GUK Gemeinschaftsunterkomitee HD Harmonisierungsdokument HV Hochvolt IC-CPD In-CableControlandProtectionDevice(Fehlerstrom-Schutzeinrichtung) IEC InternationalElectrotechnicalCommission(InternationaleElektro-technischeKommission) IEEE InstituteofElectricalandElectronicsEngineers IKT Informations-undKommunikationstechnik IP InternetProtocol IS InternationalStandard(InternationaleNorm) ISO InternationalOrganizationforStandardization(InternationaleOrganisationfürNormung) ITA IndustryTechnicalAgreement(TechnischeVereinbarungderIndustrie) ITU InternationalTelecommunicationUnion(InternationaleFernmeldeunion) ITU-T ITUTelecommunicationStandardizationSector JTC JointTechnicalCommittee(GemeinsamestechnischesKomitee;vgl.GK) JWG JointWorkingGroup(GemeinsameArbeitsgruppe;vgl.GAK) KMU KleineundmittlereUnternehmen LEV LightElectricVehicle MoU MemorandumofUnderstanding NA Normenausschuss NP NewProject(ISO) NP NewWorkItemProposal(IEC,Normungsantrag) NPE NationalePlattformElektromobilität NOW NationaleOrganisationWasserstoff-undBrennstoffzellentechnologie PAS PubliclyAvailableSpecification(ÖffentlichverfügbareSpezifikation) PCI DSS PaymentCardIndustryDataSecurityStandard PCI SSC PaymentCardIndustrySecurityStandardsCouncil PHEV Plug-in-HybridElectricVehicle(Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug) PLC PowerLineCommunication PT ProjectTeam(Projektteam) PTB Physikalisch-TechnischeBundesanstalt PUB Published PWM Pulsweitenmodulation(Sicherheits-Kommunikationseinrichtung) RCD ResidualCurrentProtectiveDevice(Fehlerstrom-Schutzeinrichtung) REEV RangeExtendedElectricVehicle RFID Radio-FrequencyIdentification SAE SocietyofAutomotiveEngineers SC Subcommittee(Unterkomitee) SG SecretaryGeneral(Generalsekretär) SIL SafetyIntegrityLevel(QuantifiziertesSicherheitsniveau) SMB StandardizationManagementBoard(beiIEC) TAB TechnischeAnschlussbedingungen
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 92 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick TCP/IP TransmissionControlProtocol/InternetProtocol TMB TechnicalManagementBoard TR TechnicalReport(TechnischerBericht) UK Unterkomitee UL UnderwritersLaboratories US NCAP USNewCarAssessmentProgram V2G VehicletoGrid–DerBegriffwirdsowohlfürdieKommunikationzwischenFahrzeugundLadeinfrastrukturalsauchfürdenEnergieflussvomFahrzeugzumNetzverwendet.ImTextistdieBedeutungjeweilskenntlichgemacht. V2G CI VehicletoGridCommunicationInterface VDA VerbandderAutomobilindustriee.V. VDE VerbandderElektrotechnikElektronikInformationstechnike.V. W3C WorldWideWebConsortium WG WorkingGroup(Arbeitsgruppe) WPT WirelessPowerTransfer XML ExtensibleMarkupLanguage ZVEH ZentralverbandderDeutschenElektro-undInformationstechnischenHandwerke ZVEI ZentralverbandElektrotechnik-undElektronikindustriee.V.
93 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Anhang C Nutzen der Elektromobilität für verschiedene Interessengruppen DieserAnhangbeschreibtdenNutzenderElektromobilitätfürverschiedeneInteressen-gruppenmitfolgender,nichtabschließenderListevonBeispielenundstelltsieinRela-tionzumAspektderNormungundStandardisierung. C.1 Chancen durch die Elektromobilität Chancen für Staat und Gesellschaft Umweltpolitische Vorteile • EsergebensichgeringereLärmemissionenbeiniedrigenundmittlerenGeschwin-digkeitensowiebeimBeschleunigen,weilhierdieRoll-undWindgeräuschewenigerEinflusshaben.DieseEffektemachensichinsbesondereinBallungsräumensowiebeiOrtsdurchfahrtenund-ausgängenpositivbemerkbar. • DirekteEmissionen(Abgase)durchdenStraßenverkehrwerdenvermieden.DieserEffektmachtsichinsbesondereinBallungsräumenpositivbemerkbarundträgtzurErhöhungderLebensqualitätderBürgerbei. • WennderStromfürdieElektromobilitätausregenerativenEnergiequellenbereitge-stelltwird,verringernsichdieCO 2 -Emissionenerheblich. • DieElektromobilitätstellteinenEnergieverbraucherdar,dersichbeiBedarfdemaktuellenLeistungsangebotregenerativerEnergiequellenanpassenlässt,sofernfürdasLastmanagementundeventuelldieNetzrückspeisungkonsensbasierteNormenundStandardsexistieren.SomitergibtsicheinegegenseitigeUnterstützungbeiderEinführungvonSmartGridundElektromobilität,wodurchdasErreichenderklimapo-litischenZieleerleichtertwird. Wirtschaftspolitische Vorteile • SicherungderArbeitsplätzeinderAutomobilindustrieundSchaffungneuerBeschäf-tigungsimpulse • NeueAbsatzmärktefürUnternehmenderAutomobilindustrie,derchemischenIndus-trie,derElektroindustrie,derInformations-undKommunikationstechnologieundderEnergieversorgungsowiefürMobilitätsanbieter • EtablierungneuerGeschäftsmodelle • AktuellstelltErdölalsAusgangsproduktdendominierendenEnergieträgerimTrans-portsektordar.VordemHintergrundderEndlichkeitvonErdöl(StichwortglobalesÖlfördermaximum/PeakOil)sowieausgeopolitischenGesichtspunktenisteinestär-kereDiversifizierungderEnergiequellenzurSicherungderEnergieversorgungange-strebt.HierleistetdieElektromobilitäteinenwertvollenBeitrag,indemdeutschland-weiteinegroßeSpeicherkapazitätfürdenprimärenergieunabhängigenEnergieträgerStrombereitgestelltwird. • DernationaleFremdenverkehrkannvonderElektromobilitätprofitieren,daderKon-fliktzwischenguterErreichbarkeiteinesUrlaubs-,Kur-bzw.ErholungsgebietsversusgeringenVerkehrslärmweitgehendaufgelöstwerdenkann.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 94 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Mehrwert für den Bürger und EndkundenFürdieBürgerergebensichsowohlalsNutzervonMobilitätalsauchalsmehroderwenigerdirekterAnwohnervonVerkehrswegenVorteiledurchdieElektromobilität. • WenigerLärmimStraßenverkehr • VerminderungvonAbgasen • LangfristigeSicherstellungderindividuellenMobilität • DerVerantwortunggerechtzuwerden,fürnachfolgendeGenerationeneinlebens-wertesUmfeldzubereiten,stellteinwichtigesBedürfnisvielerBürgerdar.DieElektromobilitätbietetzukünftigdemEndkundeneineMöglichkeit,diesemBedürfnisbesserRechnungzutragen. DiebeidenerstgenanntenPunktetragenzueinerbesserenGesundheitderBürgerbei.VerkehrslärmwurdeineinschlägigenStudienalsHauptverursachervonStressidentifi-ziert[6],[7]. SpeziellvordemHintergrundeinerzuerwartenden,wennauchmoderatfortschreiten-denUrbanisierunginDeutschlandkanndieElektromobilitäteinenwichtigenBeitragzurSteigerungderLebensqualitätleisten. Chancen für die Fahrzeugindustrie • WährendderEinführungsphase(Phase1)wirdmitderElektromobilitäteinerheblicherEffektaufdasImagederAnbieterverbundensein.HierbestehtfürdiedeutscheFahr-zeugindustriedieHerausforderungdarin,WegbereitereinerausgereiftenMassen-Elektromobilitätzusein. • SicherungvonMarktanteilen Chancen für Zulieferer, Elektroindustrie, KMU, Handwerk, Prüfinstitute • NeuesHightech-Betätigungsfeld,dasinnovativeProduktehervorbringt • NachhaltigesProduktportfolio • SpeziellaufderSeitederLadeinfrastruktursinderheblicheUmsatz-undBeschäfti-gungsimpulsefürkleineundmittlereUnternehmen,dasElektrohandwerksowiedenGroß-undEinzelhandelinDeutschlandzuerwarten,daeinhoherTeilderWertschöp-fungregionalerbrachtwerdenwird. • DurchgeeigneteMaßnahmenderÖffentlichkeitsarbeitkönnenSynergieeffektemitdenBereichenintelligenteZähler(SmartMeter)undHeimautomation(SmartHome)erzieltwerden,wodurchsichneueBeschäftigungsimpulseergeben. Vorteile für den Netzbetreiber • ZusätzlicheNetznutzung,damitzusätzlicheEntgelte • DasElektroautoalsleistungsstarkerVerbraucherundgegebenenfallsSpeichereinheit(lokalerEnergieausgleich)treibtdieThemenSmartGrid,SmartHomeundSmartMetering. Nutzen für Energiehandel/-erzeugungGenerellergibtsichdurchdenneuenVerbraucherElektromobilitäteinerhöhterAbsatzimStromhandel,jedochwirdaucherwartet,dassdurchdieElektromobilitätdieAblö-sungdesendlichenEnergieträgersErdöldurchalternativeQuellenfürElektroenergie,insbesondereregenerativeEnergien(Wasser,Wind,Biomasse,Photovoltaik),undsomit
95 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick dieAbsatzsteigerungregenerativenStromsgefördertwird.DiesbasiertunteranderemaufderbesserenIntegrationsmöglichkeitfürregenerativenStromdurchdiesensteuer-barenVerbraucher.DieAbsatzsteigerungwirdspeziellimTeilbereichderzeitvariablenTarife(DemandSideManagement,SmartMetering)erwartet.DurchdieBündelungvonElektrofahrzeugenwirdeinweitererPlayerzurTeilnahmeamRegelenergiemarkterschaffen,derdenMarktpositivverändernkannimSinnedesWettbewerbsundderVersorgungssicherheit. Chancen für DienstleisterEswirderwartet,dasssichmitderEinführungderElektromobilitätneueDienstleistun-genergebenbzw.sichbestehendeDienstleistungenwandeln.EsistnichtdieAufgabederDeutschenNormungs-RoadmapElektromobilität,neueDienstleistungenzudefinie-ren.DennochwirdhieranhandeinigerBeispielegezeigt,inwieweitNormungundStan-dardisierungzurEtablierungneuerDienstleistungenunterstützendbeitragenkann. • DurchdenweiterenAusbauregenerativerEnergienwirdeinegrößereVolatilitätdesStrompreiseserwartetalsheute.BisheristesfüreinenEndverbraucherkaummöglich,vondiesenStrompreisschwankungenzuprofitieren.AndieserStellekönntedieDienstleistungdes„Stromhändlers“dazubeitragen,denVerbrauch(=LadenvonElektrofahrzeugen)demAngebotelektrischerEnergieanzupassen. • BeiderheutigenFahrzeugfinanzierungspielenRückkaufwertefürdasGesamtfahr-zeugeinegroßeRolle.Esistdenkbar,dasszukünftigdieBatteriegetrenntfinanziertwird.FürdenRestwerteinerBatteriespielenMöglichkeitenzurZweitverwertung(„SecondLife“bzw.RefurbishingoderstofflicheWiederverwertung)einegroßeRolle. • FürdieParkraumbewirtschaftungergebensichneueGeschäftsfelderdurchkombi-niertesParkenundLaden.DiesbetrifftauchdieWohnungswirtschaft. • Abrechnungs-undSchlichtungsinstanzen(Clearing) Nutzen für Batteriehersteller • ElektromobilitäterzeugteinezusätzlicheNachfrage. • TraktionsbatteriensindkomplexeSysteme,hierliegteinederStärkenderdeutschenHersteller. • FürdiedeutschenHerstellerergibtsichdieChance,inderZellproduktionzurasiati-schenKonkurrenzaufzuschließen. Chancen in der ForschungslandschaftDiemitderEntwicklungderElektromobilitäteinhergehendeWeiterentwicklungvonbekanntenTechnologienwiez.B.derLeistungselektronik,MotortechnikundBatterie-technikoderdemLeichtbauisteinspannendesBetätigungsfeldfürdiedeutschenFor-schungseinrichtungen.DiebesonderenAnforderungenderElektromobilitäthinsichtlichGewichtsreduktion,Stabilitätusw.gebenneueForschungsimpulse,dieauchinanderenAnwendungsbereichenzuVerbesserungenführenwerden.VonbesondererBedeutungfürdieForschungslandschaftunddiedeutscheIndustrieistderAufbauvonKnow-howimBereichderElektromobilität.DabeibietendievonPolitikundWirtschaftgestartetenInitiativendieMöglichkeit,diesesKnow-howaufbreiterBasiszuentwickeln. AlsbesondersinteressantfürdiewissenschaftlicheArbeitistdieEntwicklungvoninno-vativenganzheitlichenKonzeptenzurMobilitätderZukunftzubezeichnen.Darunter
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 96 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick könnenz.B.MobilitätskonzeptefürdenurbanenRaumverstandenwerdenoderauchdieEntwicklungvonneuenFahrzeugenmitvölligneuenAnsätzenhinsichtlichKon-struktion,Design,MaterialundVermarktung. DieinDeutschlandtätigenForschungseinrichtungenhabendieMöglichkeit,imBereichderElektromobilitätneueThemengebietezuentwickelnundzubesetzen.DabeisindvorallemdieThemenfelderderInformations-undKommunikationstechnologie(IKT)inVerbindungmitderEnergie-undAutomobiltechnikzunennen.DaentwickelteIKT-LösungennichtnuraufdenBereichderElektromobilitätbeschränktbleiben,kanndavonausgegangenwerden,dassdieseEntwicklungenneueInnovationenauchinanderenTechnologiebereichen,insbesondereimBereichSmartGrid,nachsichziehenwerden. DieRückkopplungderForschungsergebnisseindieNormungsgremienunddiegesetz-gebendenInstanzen,umnötigegesetzlicheAnpassungenz.B.inderVerkehrsgesetzge-bungzubegleiten,solltealsAufgabeundChancefürdieForschungverstandenwerden. Abschließendistfestzustellen,dassdiedurchdieElektromobilitäthervorgerufeneVer-bindungderinDeutschlandangesiedeltenhochinnovativenBereichederEnergietech-nikundAutomobilindustriefürdieForschungeinhohesPotenzialfürneueEntwicklun-genfreisetzt.DieengeVerzahnungderThemenSmartGridundElektromobilitätführtdabeizumAusbauwertvollerSystemkompetenzenfürdieEnergiewirtschaft,dieAuto-mobilindustrieunddieKommunikationsindustrieundzueinemWettbewerbsvorteilderdeutschenWirtschaft. C.2 Nutzen der Normung für die Elektromobilität Nutzen für Staat und Gesellschaft Wirtschaftspolitische Vorteile • ErschließungundSicherungvonMärktendurchinternationaleNormungundStandar-disierungderElektromobilitätunddamitErleichterungdesExports • ErfolgreicheMarktdurchdringungvonInnovationen„madeinGermany“durchbreiteAkzeptanzundgeringereImplementierungskostenspeziellindenfürdiedeutscheIndustriewichtigenEinführungs-undWachstumsphasen Nutzen für den Bürger und Endkunden • DurchzeitnaheNormungderrelevantenAnforderungenundSchnittstellenwerdenvonBeginnandieinDeutschlandetabliertenhohenNiveausderSicherheit,Verfüg-barkeit,ZuverlässigkeitundInteroperabilitätauchfürProduktederElektromobilitäterreicht. • NormungundStandardisierungschaffenEntscheidungssicherheitfürdenEndkundenundbeschleunigensomitdieMarktdurchdringungderElektromobilität. Nutzen für die Fahrzeugindustrie • UmdietechnologischeFührungspositionderdeutschenAutomobilindustrielang-fristigzusichern,isteswichtig,durcheinnationalabgestimmtesVorgehenbeiderForschung,NormungundStandardisierungsowiebeidenregulatorischenVorgaben
97 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick geeigneteRahmenbedingungenzurSicherstellungderZukunftsausrichtungundvonExportchancenzuschaffen. • FürdieiminternationalenVergleichsehrinnovativedeutscheAutomobilindustrieschaffenkonsensbasierteNormenundStandardseinefürForschungundEntwicklungwichtigeInvestitionssicherheit.DurchdieSicherstellungvonModularisierungundInteroperabilitätdesGesamtlösungsportfolioskönnenMarktanteilegesichertundausgebautwerden. Nutzen für Zulieferer, Elektroindustrie, KMU, Handwerk, Prüfinstitute • DefinierteKriterienfürProdukt-undPrüfstandardsschaffenInvestitions-undRechts-sicherheitfürdieElektroindustrieunddasElektrohandwerk. • FürdieElektroindustrieergebensichneueMarkt-undExportchancenaufnationa-ler,europäischerundglobalerEbene.DazusindinternationaleinheitlicheNormensowohlzurNetzanbindungalsauchzurFahrzeugseitehinvonenormerWichtigkeit. • DeutschePrüf-undZertifizierungsinstitutesindindenletztenJahreninternationalsehrerfolgreichgewesen.DabeihabensieeinerseitsvomRufdeutscherIngenieurar-beitimAuslandprofitiertundgleichzeitigdazubeigetragen,diesenRufzustärken.DurchfrühzeitigeundinternationaleGestaltungvonKriterienfürProdukt-,Prüf-undSicherheitsstandardsergebensichneueMarktchancen. Nutzen für den Ladeinfrastrukturbetreiber • DurchstandardisierteKomponentenundSchnittstellenkanndie„richtige“HardwareimWettbewerbidentifiziertwerden.DurchKompatibilität(Stecker)unddierichtigeLadetechnologiewirdeinlangfristigerInvestitionsschutzerzielt. • DurchStandardladeverfahrenundLeistungsklassenderFahrzeugekannfrühzeitigderLeistungsbedarfamAnschlusspunktbestimmtwerden.Damitlassensichent-sprechend„günstige“AnschlussvariantenauswählenundauchderentsprechendeLeistungsbedarfkanneingekauftwerden. • DurchEinführungderElektromobilitätentstehterstderMarktfürdieLadeinfra-struktur.DurchNormungundStandardisierungisteinMarkteintrittdurchzahlreicheMarktteilnehmermöglich,dakeineMonopolebestehenbzw.gebildetwerdenkön-nen. Nutzen für den Netzbetreiber • ErhöhtePlanungssicherheitimBereichNetzausbau(z.B.Anschlussverstärkung)durchfestgelegteLeistungsklassenvonLadegerätenundLadeverfahren • VereinfachungdesAnschlussverfahrensvonLadestationenz.B.durchTAB-Konformität Nutzen für Energiehandel/-erzeugungDieinAnhangC.1beschriebenenVorteilesindnuraufBasisvoneinheitlichenStan-dardszurEinbindungvonElektrofahrzeugenimRegelenergiemarktmöglich. Nutzen für Dienstleister • EinheitlicheKommunikationsschnittstellenfürdynamischePreisinformationenermöglichendieDienstleistung„einesStromhändlers“. • EinstandardisiertesVerfahrenzurBestimmungdesRestwertesvonBatterienistfürFinanzierungsdienstleistungenunddenGebrauchtwagenvertriebessenziell.EsermöglichtweiterhinDienstleistungenzurZweitnutzungvonBatterien.
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 98 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Nutzen für BatterieherstellerEinezielgerichteteNormungfürdieBatteriealsEnergiespeicherhättefürdieBatterie-herstellerdeutlicheVorteile.WegenderindividuellenAnforderungenandieGeometriedesEnergiespeicherseinesElektrofahrzeugsistjedochkaumzuerwarten,dassdieseGegenstandderNormungwird.EinsolcherNormungsbedarfkönntesichdannergeben,wennsicheinBatterieaustauschkonzeptingrößeremRahmendurchsetzensollte. UnabhängigdavonbietensichfolgendeBereichebeiderNormungan: • TechnischeLeistungsdatenvonBatteriesystemen:Diesbetrifftz.B.dieBestimmungvonDatenundAngabenzuelektrischerLade-undEntladeleistunginAbhängigkeitvonBetriebstemperaturundLadezustand.AuchdieBestimmungderLebensdauervonBatteriesystemen(zyklischerDurchsatzundkalendarischeLebensdauer)könnteGegenstandderNormungsein.EntsprechendeNormenausdemBereichderGeräte-undIndustriebatterienkönnenalsVorbilddienen. • SicherheitvonBatteriesystemen:AlsHochspannungskomponenteistdieBatteriealskritischesBauteilzubetrachten.EineNormungderSchnittstellenzwischenBatterieundFahrzeug(Steckersysteme,Datenverbindungetc.)könntedazubeitragen,Hand-habungundWartungzuerleichternunddiedamitverbundenenRisikenzumindern. • EinestandardisierteKennzeichnungvonBatteriesystemen(technischeDaten,Inhalts-stoffe,AngabenzumRecycling)istebenfallsimInteressederBatterieindustrieundihrerKunden. • Sicherheitstests:DieStandardisierungvonSicherheitstests,diemissbräuchlicheAnwendungensowieCrash-BedingungenvonFahrzeugbatterienimpraktischenEin-satzsimulieren,könntehelfen,einheitlicheBedingungenfürdieWettbewerberunddamiteinenklarenOrientierungsrahmenzuschaffen.DieskönntesichpositivbeidenEntwicklungskostenfürBatteriesystemeundbeiderBeschaffungderStandardkom-ponentenauswirken. • UnterkomponentenvonBatteriesystemen:Wiebereitsobenbeschrieben,wirdzwardieäußereGeometriederBatteriesystemevermutlichnichtGegenstandderNormungsein;esistjedochvorstellbar,dassfürdieSpeicherzellenalskleinsteUntereinheiteineselektrochemischenBatteriespeichersystemseineNormungvorgenommenwird.InsbesonderedieHöhederZellengiltalseinentscheidendesMaß,dasüberihrespätereVerwendunginBatterien,diemeistensineinerflachenBauweiseerstelltwer-den,entscheidet.EineNormungderZellgeometrieundihrerelektrischenAnschlüssekönntedieProduktvielfalteinschränkenunddamithelfen,Kostenzusparen.Einmög-licherweitererAnsatzkönnteinderNormungvonModulenalsmehrzelligeSubkom-ponentenbestehen. • EineStandardisierungderInteroperabilitätbezüglichBatteriewechselsystemen,beispielsweisederelektrischenSchnittstellen,führtzuInvestitionssicherheitinderrelevantenIndustrie.
99 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Anhang D Übersicht der Normen, Spezifikationen und Normungsgremien zur Elektromobilität D.1 Normen und Standards, Stand August 2014 Normen und Standards Domäne Norm oder Standard Nationales Gremium Titel St atus Fahrzeug Ener giespeic her Ladeinfr as tr uktur EN 50160 UK767.1 Voltagecharacteristicsofelectricitysuppliedbypublicdistributionnetworks IS EN 55012 (CISPR 12) K767 Vehicles,motorboatsandinternalcombustionengines–Radiodisturbancecharacteristics–Limitsandmethodsofmeasurementfortheprotectionofoff-boardreceivers IS EN 55025 (CISPR 25) K767 Vehicles,motorboatsandinternalcombustionengines–Radiodisturbancecharacteristics–Limitsandmethodsofmeasurementfortheprotectionofon-boardreceivers IS IEC 60364-5-53 Edition 3.1 DIN VDE 0100-530 K221 ErrichtenvonNiederspannungsanlagen–Teil530:AuswahlundErrichtungelektrischerBetriebsmittel–Schalt-undSteuergeräte IS IEC 60364-5-54 Edition 3 DIN VDE 0100-540 UK221.1 ErrichtenvonNiederspannungsanlagen–Teil5-54:AuswahlundErrichtungelektrischerBetriebsmittel–Erdungsanlagen,SchutzleiterundSchutzpotentialausgleichsleiter IS IEC 60364-7-722 AK221.1.11 Lowvoltageelectricalinstallations–Part7-722:Requirementsforspecialinstallationsorlocations–Supplyofelectricvehicles CDV HD 60364-7-722 / DIN VDE 0100-722 AK221.1.11 ErrichtenvonNiederspannungsanlagen–Teil7-722:AnforderungenfürBetriebsstätten,RäumeundAnlagenbesondererArt–StromversorgungvonElektrofahrzeugen EN IEC 60364-4-41 Edition 5 DIN VDE 0100-410 UK221.1 ErrichtenvonNiederspannungsanlagen–Teil4-41:Schutzmaßnahmen–SchutzgegenelektrischenSchlag IS IEC/TS 60479-1 Edition 4 (VDE 0140-479-1) UK221.1 WirkungendeselektrischenStromesaufMenschenundNutztiere–Teil1:AllgemeineAspekte IS IEC 60529 Amendment 2 Edition 2 K212 Degreesofprotectionprovidedbyenclosures(IPCode) IS IEC 61000-6-2 Edition 3 UK767.3 Electromagneticcompatibility(EMC)-Part6-2:Genericstandards–Immunitystandardforindustrialenvironments CD
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 100 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Norm oder Standard Nationales Gremium Titel St atus Fahrzeug Ener giespeic her Ladeinfr as tr uktur IEC 61000-6-3 Edition 2 K767 Electromagneticcompatibility(EMC)–Part6-3:Genericstandards–Emissionstandardforresidential,commercialandlight-industrialenvironments IS IEC 61140 Edition 4 (VDE 0140-1) UK221.1 SchutzgegenelektrischenSchlag–Gemein-sameAnforderungenfürAnlagenundBetriebs-mittel CDV IEC/TS 61439-7 AK431.1 Low-voltageswitchgearandcontrolgearassem-blies-Part7:Assembliesforspecificapplica-tionssuchasmarinas,campingsites,marketsquares,electricvehicleschargingstations PAS IEC 61508 Part 1–7 Edition 2 GK914 Functionalsafetyofelectrical/electronic/programmableelectronicsafety-relatedsystems IS IEC 61850-7-420 Edition 2 K952 Communicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomation–Part7-420:Basiccommunicationstructure–Distributedenergyresourceslogicalnodes AMW IEC 61851-1 Edition 3 GAK353.0.4 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part1:Generalrequirements CD IEC 61851-21 Edition 2 AK353.0.6 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part21:Electricvehiclerequirementsforconductiveconnectiontoana.c./d.c.supply CD IEC 61851-21-1 AK353.0.6 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part21-1:ElectricvehicleonboardchargerEMCrequirementsforconductiveconnectiontoa.c./d.c.supply CD IEC 61851-21-2 AK353.0.6 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part21-2:EMCrequirementsforOFFboardelectricvehiclechargingsystems CD IEC 61851-22 K353 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part22:ACelectricvehiclechargingstation IS IEC 61851-23 Edition 2 GAK353.0.2 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part23:DCelectricvehiclechargingstation NP IEC 61851-24 Edition 2 GAK353.0.2 Electricvehicleconductivechargingsystem–Part24:Digitalcommunicationbetweenad.c.EVchargingstationandanelectricvehicleforcontrolofd.c.charging NP IEC/TS 61851-3-1 GAK353.0.9 ElectricVehiclesconductivepowersupplysystem–Part3-1:GeneralRequirementsforLightElectricVehicles(LEV)ACandDCconductivepowersupplysystems CD IEC/TS 61851-3-2 GAK353.0.9 ElectricVehiclesconductivepowersupplysystem–Part3-2:RequirementsforLightElectricVehicles(LEV)DCoff-boardconductivepowersupplysystems CD
101 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Norm oder Standard Nationales Gremium Titel St atus Fahrzeug Ener giespeic her Ladeinfr as tr uktur IEC/TS 61851-3-3 GAK353.0.9 ElectricVehiclesconductivepowersupplysystem–Part3-3:RequirementsforLightElectricVehicles(LEV)batteryswapsystems ANW IEC/TS 61851-3-4 GAK353.0.9 ElectricVehiclesconductivepowersupplysystem–Part3-4:RequirementsforLightElectricVehicles(LEV)communication ANW IEC 61980-1 GAK353.0.1 Electricvehiclewirelesspowertransfersystems(WPT)–Part1:Generalrequirements FDIS IEC/TS 61980-2 GAK353.0.1 Electricvehiclewirelesspowertransfer(WPT)systems–Part2:Specificrequirementsforcommunicationbetweenelectricroadvehicle(EV)andinfrastructurewithrespecttowirelesspowertransfer(WPT)systems ANW IEC/TS 61980-3 GAK353.0.1 Electricvehiclewirelesspowertransfer(WPT)systems–Part3:Specificrequirementsforthemagneticfieldpowertransfersystems ANW IEC 62196-1 Edition 3 GAK542.4.1 Plugs,socket-outlets,vehicleconnectorsandvehicleinlets–Conductivechargingofelectricvehicles–Part1:Generalrequirements IS IEC 62196-2 Edition 2 GAK542.4.1 Plugs,socket-outlets,vehicleconnectorsandvehicleinlets–Conductivechargingofelectricvehicles–Part2:Dimensionalcompatibilityandinterchangeabilityrequirementsfora.c.pinandcontact-tubeaccessories CD IEC 62196-3 GAK542.4.1 Plugs,socket-outlets,vehicleconnectorsandvehicleinlets–Conductivechargingofelectricvehicles–Part3:Dimensionalcompatibilityandinterchangeabilityrequirementsford.c.anda.c./d.c.pinandcontact-tubevehiclecouplers IS IEC/TS 62196-4 GAK542.4.1 Plugs,socket-outlets,andvehiclecouplers–Conductivechargingofelectricvehicles–Part4:Dimensionalcompatibilityandinter-changeabilityrequirementsfora.c.,d.c.anda.c./d.c.vehiclecouplersforClassIIorClassIIIlightelectricvehicles(LEV) ANW IEC 62351 Parts 1–8 K952 Powersystemsmanagementandassociatedinformationexchange–Dataandcommunica-tionssecurity TS IEC 62351 Part 10 K952 Powersystemsmanagementandassociatedinformationexchange–Dataandcommunica-tionssecurity–Part10:Securityarchitectureguidelines TR IEC TR 62443-3-1 AK931.1 Industrialcommunicationnetworks–Networkandsystemsecurity–Part3-1:Securitytech-nologiesforindustrialautomationandcontrolsystems TR
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 102 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Norm oder Standard Nationales Gremium Titel St atus Fahrzeug Ener giespeic her Ladeinfr as tr uktur IEC 62576 Edition 2 K331 Electricdouble-layercapacitorsforuseinhybridelectricvehicles–Testmethodsforelectricalcharacteristics AMW IEC 62660-1 K371 Secondarylithium-ioncellsforthepropulsionofelectricroadvehicles–Part1:Performancetesting IS IEC 62660-2 K371 Secondarylithium-ioncellsforthepropulsionofelectricroadvehicles–Part2:Reliabilityandabusetesting IS IEC 62660-3 K371 Secondarylithium-ioncellsforthepropulsionofelectricroadvehicles–Part3:Safetyrequire-mentsofcellsandmodules CD IEC 62752 AK541.3.6 In-CableControlandProtectionDeviceformode2chargingofelectricroadvehicles(IC-CPD) CDV IEC 62831 AK353.0.8 UseridentificationinElectricvehicleServiceEquipmentusingasmartcard ANW IEC 62840-1 AK353.0.7 Electricvehiclebatteryswapsystem–Part1:Systemdescriptionandgeneralrequirements CD IEC 62840-2 AK353.0.7 Electricvehiclebatteryswapsystem–Part2:Safetyrequirements CD IEC 62893 UK411.2.8 Chargingcablesforelectricvehicles ANW 23E/853/NP AK541.3.7 ResidualDirectCurrentMonitoringDevicetobeusedforMode3chargingofElectricVehicle(RDC-MD) ANW VDE 0105-100 K224 BetriebvonelektrischenAnlagen–Teil100:AllgemeineFestlegungen IS ISO 6469-1 Edition 2 052-01-21AA Electricpropelledroadvehicles–Safetyspecifi-cations–Part1:On-boardrechargeableenergystoragesystem(RESS) IS ISO 6469-2 Edition 2 052-01-21AA Electricpropelledroadvehicles–Safetyspeci-fications–Part2:Vehicleoperationalsafetymeansandprotectionagainstfailures IS ISO 6469-3 Edition 2 052-01-21AA Electricpropelledroadvehicles–Safetyspecifications–Part3:Protectionofpersonsagainstelectricshock IS ISO 6469-4 052-01-21AA Electricallypropelledroadvehicles–Safetyspecifications–Part4:Postcrashelectricalsafety DIS
103 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Norm oder Standard Nationales Gremium Titel St atus Fahrzeug Ener giespeic her Ladeinfr as tr uktur ISO 6722-1 Edition 4 052-01-03-04AK Roadvehicles–60Vand600Vsingle-corecables–Part1:Dimensions,testmethodsandrequirementsforcopperconductorcables(Ed.2.0) IS ISO 6722-2 Edition 4 052-01-03-04AK Roadvehicles–60Vand600Vsingle-corecables–Part2:Dimensions,testmethodsandrequirementsforaluminiumconductorcables IS ISO 7637-1 Edition 3 052-01-03-03GAKUK767.13 Roadvehicles–Electricaldisturbancesbyconductionandcoupling–Part1:Definitionsandgeneralconsiderations CD ISO 7637-2 Edition 3 052-01-03-03GAKUK767.13 Roadvehicles–Electricaldisturbancesbyconductionandcoupling–Part2:Electricaltransientconductionalongsupplylinesonly IS ISO 7637-3 Edition 3 052-01-03-03GAKUK767.13 Roadvehicles–Electricaldisturbancesbyconductionandcoupling–Part3:Electricaltransienttransmissionbycapacitiveandinduc-tivecouplingvialinesotherthansupplylines DIS ISO TR 8713 052-01-21AA Electricallypropelledroadvehicles–Vocabulary TR ISO 10924-5 052-01-03-05AK Roadvehicles–Circuitbreakers–Part5:Circuitbreakerswithtabswithratedvoltageof450V DIS ISO 11451-1 Edition 4 UK767.13 Roadvehicles–Vehicletestmethodsforelec-tricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy–Part1:Generalprin-ciplesandterminology IS ISO 11451-2 Edition 4 UK767.13 Roadvehicles–Vehicletestmethodsforelec-tricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy–Part2:Off-vehicleradiationsources FDIS ISO 11451-3 Edition 3 UK767.13 Roadvehicles–Vehicletestmethodsforelec-tricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy–Part3:On-boardtransmittersimulation FDIS ISO 11452-1 Edition 4 UK767.13 Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradi-atedelectromagneticenergy–Part1:Generalprinciplesandterminology FDIS ISO 11452-2 Edition 2 UK767.13 Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradi-atedelectromagneticenergy–Part2:Absorber-linedshieldedenclosure IS ISO 11452-3 Edition 3 UK767.13 Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradi-atedelectromagneticenergy–Part3:Trans-verseelectromagneticmode(TEM)cell AWI
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 104 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Norm oder Standard Nationales Gremium Titel St atus Fahrzeug Ener giespeic her Ladeinfr as tr uktur ISO 11452-4 Edition 4 UK767.13 Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradi-atedelectromagneticenergy–Part4:Harnessexcitationmethods IS ISO 11452-5 Edition 2 UK767.13 Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradi-atedelectromagneticenergy–Part5:Stripline IS ISO 11452-7 Edition 2 UK767.13 Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradi-atedelectromagneticenergy–Part7:Directradiofrequency(RF)powerinjection IS ISO 11452-8 Edition 2 UK767.13 Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradi-atedelectromagneticenergy–Part8:Immunitytomagneticfields FDIS ISO 11452-9 UK767.13 Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradi-atedelectromagneticenergy–Part9:Portabletransmitters IS ISO 11452-10 UK767.13 Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradi-atedelectromagneticenergy–Part10:Immu-nitytoconducteddisturbancesintheextendedaudiofrequencyrange IS ISO 12405-1 052-01-21-03GAK Electricallypropelledroadvehicles–Testspecifi-cationforlithium-iontractionbatterypacksandsystems–Part1:High-powerapplications IS ISO 12405-2 052-01-21-03GAK Electricallypropelledroadvehicles–Testspecifi-cationforlithium-iontractionbatterypacksandsystems–Part2:High-energyapplications IS ISO 12405-3 052-01-21-03GAK Electricallypropelledroadvehicles–Testspecifi-cationforlithium-iontractionbatterypacksandsystems–Part3:Safetyperformancerequire-ments IS ISO 14572 Edition 3 052-01-03-04AK Roadvehicles–Round,sheathed,60Vand600Vscreenedandunscreenedsingle-ormulti-corecables–Testmethodsandrequirementsforbasicandhigh-performancecables IS ISO 15118-1 052-01-03-17AK Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part1:Generalinformationanduse-casedefinition IS ISO 15118-2 052-01-03-17AK Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part2:Networkandapplicationprotocolrequirements IS
105 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Norm oder Standard Nationales Gremium Titel St atus Fahrzeug Ener giespeic her Ladeinfr as tr uktur ISO 15118-3 052-01-03-17AK Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part3:Physicalanddatalinklayerrequirements FDIS ISO 15118-4 052-01-03-17AK Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part4:Networkandapplicationprotocolconformancetest FDIS ISO 15118-5 052-01-03-17AK Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part5:Physicallayeranddatalinklayerconformancetest CD ISO 15118-6 052-01-03-17AK Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part6:Generalinformationanduse-casedefinitionforwirelesscommunication CD ISO 15118-7 052-01-03-17AK Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part7:Networkandapplicationprotocolrequirementsforwirelesscommunica-tion AWI ISO 15118-8 052-01-03-17AK Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface–Part8:Physicallayeranddatalinklayerrequirementsforwirelesscommunication AWI ISO/IEC 15408-1 Edition 3 043-01-27-03AK Informationtechnology–Securitytechniques–EvaluationcriteriaforITsecurity–Part1:Introductionandgeneralmodel IS ISO 16750, Parts 1–5 052-01-03-13AK Roadvehicles–Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipment IS ISO/IEC PAS 16898 052-01-21-03GAK Electricallypropelledroadvehicles–Dimen-sionsanddesignationofsecondarylithium-ioncells PAS ISO 17409 052-01-21AA Electricallypropelledroadvehicles–Connectiontoanexternalelectricpowersupply–Safetyrequirements DIS ISO 17840 052-01-12AA Roadvehicles–Informationforfirstandsecondresponders–Rescuesheetforpassengercarsandlightcommercialvehicles DIS ISO 18243 052-01-23AA Electricallypropelledmopedsandmotorcycles–Specificationsandsafetyrequirementsforlithium-iontractionbatterysystems CD ISO 18300 052-01-21-03GAK Electricallypropelledroadvehicles–Specifica-tionsforlithium-ionbatterysystemscombinedwithleadacidbatteryorcapacitor DIS ISO PAS 19295 052-01-21-01GAK Electricallypropelledroadvehicles–Specifica-tionofvoltagesub-classesforvoltageclassB AWI ISO PAS 19363 052-01-21AA Electricallypropelledroadvehicles–Magneticfieldwirelesspowertransfer–Safetyandinter-operabilityrequirements AWI
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 106 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Norm oder Standard Nationales Gremium Titel St atus Fahrzeug Ener giespeic her Ladeinfr as tr uktur ISO 19453-1 052-01-03-13AK Roadvehicles–Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipmentfordrivesystemofelectricpropulsionvehicles–Part1:General AWI ISO 19453-2 052-01-03-13AK Roadvehicles–Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipmentfordrivesystemofelectricpropulsionvehicles–Part2:Electricalloads AWI ISO 19453-3 052-01-03-13AK Roadvehicles–Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipmentfordrivesystemofelectricpropulsionvehicles–Part3:Mechanicalloads AWI ISO 19453-4 052-01-03-13AK Roadvehicles–Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipmentfordrivesystemofelectricpropulsionvehicles–Part4:Climaticloads AWI ISO 19642 Parts 1–10 052-01-03-04AK Roadvehicles–Automotivecables NP ISO 23273 052-01-21AA Fuelcellroadvehicles–Safetyspecifications–Protectionagainsthydrogenhazardsforvehiclesfuelledwithcompressedhydrogen IS ISO 23274-1 052-01-21AA Hybrid-electricroadvehicles–Exhaustemis-sionsandfuelconsumptionmeasurements–Part1:Non-externallychargeablevehicles IS ISO 23274-2 052-01-21-02AK Hybrid-electricroadvehicles–Exhaustemis-sionsandfuelconsumptionmeasurements–Part2:Externallychargeablevehicles IS ISO 26262 Part 1–10 052-01-26AA Roadvehicles–Functionalsafety IS ISO/IEC 27000 Edition 3 043-01-27-01AK Informationtechnology–Securitytechniques–Informationsecuritymanagementsystems–Overviewandvocabulary IS ISO/IEC 27001 Edition 2 043-01-27-01AK Informationtechnology–Securitytechniques–Informationsecuritymanagementsystems–Requirements IS DIN SPEC 70121 052-01-03-17AK Elektromobilität–DigitaleKommunikationzwischeneinerGleichstrom-LadestationundeinemElektrofahrzeugzurRegelungderGleich-stromladungimVerbund-Ladesystem PUB SAE J 1773 ElectricVehicleInductivelyCoupledCharging PUB SAE J 1797 RecommendedPracticeforPackagingofElectricVehicleBatteryModules PUB SAE J 1798 RecommendedPracticeforPerformanceRatingofElectricVehicleBatteryModules PUB
107 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Norm oder Standard Nationales Gremium Titel St atus Fahrzeug Ener giespeic her Ladeinfr as tr uktur SAE J 2288 LifeCycleTestingofElectricVehicleBatteryModules PUB SAE J 2289 Electric-DriveBatteryPackSystem:FunctionalGuidelines PUB SAE J 2464 ElectricandHybridElectricVehicleRecharge-ableEnergyStorageSystem(RESS)SafetyandAbuseTesting PUB SAE J 2929 SafetyStandardforElectricandHybridVehiclePropulsionBatterySystemsUtilizingLithium-basedRechargeableCells PUB
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 108 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick D.2 Gremien bei DIN, NAAutomobil und DKE Gremien beim DIN / NAAutomobil • NA043-01-27AA:ITSecurityTechniques • NA052-01-03AA:ElektrischeundelektronischeAusrüstung • NA052-01-03-01AK:Datenkommunikation • NA052-01-03-03GAK:GemeinschaftsarbeitskreisDKE/NAAutomobil,EMV(DKE/UK767.13) • NA052-01-03-04AK:ElektrischeFahrzeugleitungen • NA052-01-03-05AK:Sicherungen • NA052-01-03-06AK:Steckverbinder • NA052-01-03-13AK:Umgebungsbedingungen • NA052-01-03-16AK:Funktionssicherheit • NA052-01-03-17AK:KommunikationEV-Stromnetz • NA052-01-21AA:ElektrischeStraßenfahrzeuge • NA052-01-21-04AK:FahrzeugsystemefürE-Antrieb • NA052-01-21-05AK:KabellosesLaden • NA052-01-26-01AK:AllgemeineAnforderungenanStraßenfahrzeuge Gremien bei der DKE • DKE/K116:GraphischeSymbolefürdieMensch-Maschine-Interaktion;Sicherheits-kennzeichnung • DKE/AK221.1.11:SystembetrachtungzumAnschlussvonElektrofahrzeugen(SchutzgegenelektrischenSchlag) • DKE/K261:SystemaspektederelektrischenEnergieversorgung • DKE/K331:Leistungselektronik • DKE/K353:Elektrostraßenfahrzeuge • DKE/AK353.0.6:EMVbeiderEnergieversorgungvonElektrofahrzeugen • DKE/AK353.0.7:Batteriewechselsysteme • DKE/AK353.0.8:NutzerautorisierungfürLadeinfrastruktur • DKE/K371:Akkumulatoren(ErarbeitungvonNormenfürBatterienundderenSicherheitsanforderungen) • DKE/UK411.2.8:LeitungenfürElektrofahrzeuge • DKE/GAK431.1.7:VerteilerfürdentemporärenAnschlussvonVerbrauchern(GAKinnerhalbderDKE) • DKE/K461:Elektrizitätszähler • DKE/AK541.3.7:Überwachungs-undAbschalteinrichtungfürMode3laden • DKE/AK542.1.2:Haushaltsteckvorrichtungen • DKE/K764:SicherheitinelektromagnetischenFeldern • DKE/GUK767.14:Funk-EntstörungvonFahrzeugen,vonFahrzeugausrüstungenundvonVerbrennungsmotoren • DKE/AK952.0.15:InformationssicherheitinderNetz-undStationsleittechnik • DKE/AKSTD1113.0.3:UseCasesfürE-Mobility • DKE/KSTD1911:LenkungskreisNormung„E-Energy/SmartGrids“ • DKE/UKSTD1911.5:NetzintegrationElektromobilitätfürE-Energy/SmartGrid • DKE/UKSTD1911.11:InformationssicherheitfürE-Energy/SmartGrid • DKE/STD1911.11.5:InformationssicherheitfürElektromobilität
109 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Gemeinsame Gremien von DKE und NAAutomobil • DKE/EMOBILITY:LenkungskreisEMOBILITYvonDKEundNAAutomobil • DKE/EMOBILITY.30:Normungs-RoadmapE-Mobility • DKE/EMOBILITY.40:Spiegelgremiumderdeutsch-chinesischenUnterarbeitsgruppeElektromobilität • DKE/EMOBILITY.50:FokusgruppeBatterien • DKE/GAK353.0.1:BerührungslosesLadenvonElektrofahrzeugen • DKE/GAK353.0.2:DC-LadungvonElektrofahrzeugen • DKE/GAK353.0.4:AC-LadungvonElektrofahrzeugen • DKE/GAK353.0.9:EnergieversorgungvonLightElectricVehicles • DKE/GAK541.3.6:SchutzeinrichtungenfürE-Mobility • DKE/GAK542.4.1:SteckvorrichtungenzurleitungsgebundenenNetzanbindungvonFahrzeugen • DKE/GAK542.4.3:DC-SteckvorrichtungenzurleitungsgebundenenNetzanbindungvonFahrzeugen • DKE/GAK767.13.18(NA052-01-03-03GAK):EMVElektromobilität • NA052-01-03-17GAK:KommunikationsschnittstellevomFahrzeugzumStromnetz(V2GCI) • NA052-01-21-01GAK:ElektrischeSicherheitundNetzschnittstelle • NA052-01-21-03GAK:AntriebsbatterienfürElektrofahrzeuge
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 110 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Anhang E Umsetzungsstand der Handlungsempfehlungen, Stand August 2014 Kurzfristig 1Jahr Mittel-/Langfristig 1Jahr Umsetzungsstand der Handlungsempfehlungen Nr. Handlungsempfehlung Zuständig Umsetzungs-empfehlung/ Dringlichkeit EM – Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) 4.4.7.2 ZügigeErarbeitungderIEC61851-21-1„Electricvehicleconductive chargingsystem–Part21-1:ElectricvehicleonboardchargerEMCrequirementsforconductiveconnectiontoa.c./d.c.supply“ DKE,NAAuto 4.4.7.2 ZügigeErarbeitungderIEC61851-21-2„Electricvehicleconductive chargingsystem–Part21-2:EMCrequirementsforOFFboardelectricvehiclechargingsystems“ DKE,NAAuto ES – Elektrische Sicherheit 4.4.7.1 ZügigerAbschlussderIEC60364-7-722„Lowvoltageelectrical installation–Part7-722:Requirementsforspecialinstallationsorlocations–Supplyofelectricvehicles“undUmsetzungineinerneuenVersionderDINVDE0100-722 DKE 4.4.7.1 ZügigerAbschlussderÜberarbeitungenderNormenreiheIEC61851 „Electricvehicleconductivechargingsystem“ DKE 4.3.5.1 ZügigerAbschlussderArbeitenzurIEC62660-3„Secondarylithium- ioncellsforthepropulsionofelectricroadvehicles–Part3:Safetyrequirementsofcellsandmodules“ DKE,NAAuto 4.4.7.4 ErarbeitungtechnischerRegelnundnormativerGrundlagenzur ÜberprüfungeinerelektrischenAnlageunterBerücksichtigungderBesonderheitenderLadeinfrastrukturfürElektromobilität DKE 4.4.7.4 Prüfung,obzurInstallationundWartungvonLadeinfrastruktur ArbeitssicherheitsanweisungendurchSpezifikationenundNormenflankiertwerdensollten DKE 4.4.7.4 ÜberarbeitungderNormDINVDE0105-100hinsichtlichdesAnwen- dungsbereichs DKE 4.4.7.1 ÜberarbeitungoderErstellungderentsprechendenNormenzurelek- trischenSicherheitfürdenAnschluss(DC-Laden)vonFahrzeugenmitBatteriespannungenoberhalbvon400V DKE FL – Empfehlungen für die Forschungslandschaft 4.3.3.1 ForschungundUmsetzunginNormung:BatteriezustandnachUnfall 4.3.5.1 ForschungundUmsetzunginNormung:ErmittlungderBatterie- lebensdauerdurchSpeicherndererforderlichenKennwerte 4.3.1.1 ForschungundUmsetzunginNormung:Lastkollektive 4.3.7.1 ForschungundUmsetzunginNormung:Kondensatoren(inklusive Ultra-Caps)
111 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Umsetzungsstand der Handlungsempfehlungen Nr. Handlungsempfehlung Zuständig Umsetzungs-empfehlung/ Dringlichkeit FS – Funktionale Sicherheit 4.4.7.3 ErarbeitungeinerhandlungsanleitendenNormzurErzielunggefor- derterSILsfürdieInstallationvonLadestationen DKE 4.4.7.3 PrüfungdesBedarfsfürhandlungsanleitendeSpezifikationenund NormenzurVerwendungvonLadekabelnanLadestationen DKE LV – Leistungs- und Verbrauchsmerkmale 4.2.3.1 InitiierungderErarbeitungeineswirtschaftlicheinsetzbarenund eichrechtskonformenZählverfahrensfürdasDC-LadendurchdieNPEAG3undNPEAG4 NPEAG3NPEAG4 4.3.4.1 PrüfungzurAusweitungundAnpassungderISO16750„Road vehicles–Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipment“anElektrofahrzeuge NAAuto 4.3.4.1 ZügigeErarbeitungderISO/AWI19453-3:„Roadvehicles–Environ- mentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipmentfordrivesystemofelectricpropulsionvehicles–Part3:Mechanicalloads“unterdeutscherFederführung NAAuto 4.3.4.1 ZügigeErarbeitungderISO/AWIPAS19295„Electricallypropelled roadvehicles–Specificationofvoltagesub-classesforvoltageclassB“unterdeutscherFederführung NAAuto 4.3.4.1 PrüfungderNormISO23828„Fuelcellroadvehicles–Energy consumptionmeasurement–Vehiclesfuelledwithcompressedhydrogen“aufErgänzungen NAAuto 4.3.4.1 PrüfungderNormenreiheISO23274„Hybrid-electricroadvehicles– Exhaustemissionsandfuelconsumptionmeasurements“aufErgän-zungen NAAuto 4.3.4.1 PrüfungderISOTR11954„FuelCellRoadVehicles–Maximumspeed measurement“aufErgänzungen NAAuto 4.3.4.1 PrüfungderISOTR11955„Hybrid-electricroadvehicles–Guidelines forchargebalancemeasurement“aufErgänzungen NAAuto 4.3.4.1 PrüfungderISO8715„Electricroadvehicles–Roadoperatingcharac- teristics“aufErgänzungen NAAuto 4.3.4.1 BerücksichtigungvonRuhestromverbrauchswertenderElektrofahr- zeuge NAAuto 4.3.5.1 ZügigeErarbeitungderIEC62660-3„Secondarylithium-ioncellsfor thepropulsionofelectricroadvehicles–Part3:Safetyrequirementsofcellsandmodules“unterdeutscherFederführung DKE,NAAuto 4.3.5.1 ZügigeErarbeitungderNormISO18300„Electricallypropelledroad vehicles–Specificationsforlithium-ionbatterysystemscombinedwithleadacidbatteryorcapacitor“unterdeutscherFederführung DKE,NAAuto 4.4.6.3 ErarbeitungvonFestlegungenfürdenzulässigenEigenverbrauchder Ladeinfrastruktur DKE 4.4.1 ErstellungvonNormenfürdieAbrechnungdesLadensmitNicht-Netzfrequenz,EinbindungdesRegelermittlungsausschussderPTB DKE
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 112 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Umsetzungsstand der Handlungsempfehlungen Nr. Handlungsempfehlung Zuständig Umsetzungs-empfehlung/ Dringlichkeit SD – IT-Sicherheit und Datenschutz 4.2.5.1 BeteiligungdesNA043-01-27AAimDKE/STD1911.11.5 NAAuto SK – Externe Schnittstellen und Kommunikation 4.2.2.1 StandardisierungvonAnwendungs-undKommunikationsprotokollen zumLastmanagement DKE 4.2.2.1 DefinitiongeeigneterKommunikationsprotokollefürdynamisches Lastmanagement DKE 4.2.2.1 EinbindungbestehenderInstallationenzumstatischenunddynami- schenLastmanagement DKE 4.2.2.1 DefinitionderMindestanforderungenandieSpannungsqualität währenddesLadevorgangs DKE 4.2.2.1 DefinitionundStandardisierungvonMechanismenzurkontrollierten WiederaufnahmederLadungnachStromausfall DKE 4.2.2.1 VerfolgungundzügigerAbschlussderETSIDTS/ITS-0010031„Intel- ligentTransportSystems(ITS);InfrastructuretoVehicleCommunica-tions;CommunicationssystemfortheplanningandreservationofEVenergysupplyusingwirelessnetworks“ DKE 4.2.2.1 VerfolgungundzügigerAbschlussderArbeitenandenDokumenten ISO15118„Roadvehicles–Vehicletogridcommunicationinterface“–Part6,7und8 NAAuto 4.2.2.2 FindungeinesnationalenKonsensübergenormteSchnittstellen bzw.diedarüberauszutauschendenDatenunterFederführungderNPEAG4 DKE,NAAuto 4.4.6.1 EmpfehlungzurAnwendungdesAC-LadesteckersTyp2nachIEC 62196-2aufFahrzeug-undInfrastrukturseiteinEuropaundanderenMärktenmitdreiphasigerVersorgung DKE 4.4.6.2 EmpfehlungzurVerwendungderSteckvorrichtungennachdem „CombinedChargingSystem“fürdasDC-Laden DKE 4.4.6.2 ÜberzeugungderUSAundweitererLändervondenVorteilendes „CombinedChargingSystem“alsuniversellerLösungfürdasDC-undAC-Laden DKE 4.4.2 ÜberarbeitungderIEC61851-1dahingehend,dassderAnsatzzumDC-Laden(CombinedChargingSystem)vollständigunterstütztwird DKE 4.4.2 BearbeitungderIEC61851Teil21undderISO17409vorzugsweiseinMode-5-Kooperation DKE 4.2.7.1 EinsatzgrafischerSymbolefürdieBedienerschnittstelleeinerLadesta- tion DKE,NAAuto 4.2.7.1 PrüfungderVerwendunggrafischerSymbolefürdieMensch- Maschine-Interaktionbzw.SicherheitskennzeichnungsowiedesNormungsbedarfs DKE,NAAuto 4.2.7.1 AbgleichderNormungsaktivitätenzwischenderISO/TC22/SC13/WG5 undderDKE/K116 DKE,NAAuto
113 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick Umsetzungsstand der Handlungsempfehlungen Nr. Handlungsempfehlung Zuständig Umsetzungs-empfehlung/ Dringlichkeit 4.2.7.1 PrüfungdesNormungsbedarfsfüreineneinheitlichen,barrierefreien ZugangzuLadestationenundInitiierungweitererForschungsprojekte DKE,NAAuto 4.2.7.1 PrüfungweitererZugangs-bzw.Identifizierungsmechanismenzur Ladeinfrastruktur DKE,NAAuto 4.3.2.1 ErgänzungderbestehendenLadebetriebsartenderIEC61851-1 (Ladebetriebsart1bis4)durchinderNormenreiheIEC61851-3zunormendeLösungen DKE 4.4.3 AbstimmungderdeutschenPositionbezüglichdesNormenprojektsIEC61980-1undBündelungderArbeitenzuminduktivenLadenimProjektIEC61980 DKE 4.4.3 KontinuierlicheundaktiveBeteiligungdeutscherExpertenimRahmenderProjekteIEC/TS61980-2und-3 DKE 4.4.3.1 DieArbeitenanderIEC-61980-Reihesindsovoranzutreiben,dass Ende2015dienormativenAnforderungenfürsicheresinduktivesLadenimBereichkleinerundmittlererLeistungenformuliertundveröffentlichtsind. DKE 4.4.3.1 ÜberarbeitungderIEC-61980-Reihe,damitbisEnde2018dienorma- tivenAnforderungenfürsicheresundinteroperablesinduktivesLadenimBereichkleinerundmittlererLeistungenformuliertundveröffent-lichtsind DKE 4.2.4.1 WeiterentwicklungderentsprechendenNormenzurRückspeisefähig- keit DKE 4.4.4.1 ErgänzungderIEC61851durchdieTopologiebeschreibung(Sonder- fallderVerbindungsmethode„FallC“) DKE 4.4.4.1 DefinitionvonAbbruchbedingungenundVorgehensweisenfür StöreinflüssewährenddesFügeprozesseszurSicherheitvonMensch,Maschine,FahrzeugundUmwelt DKE 4.4.2.1 ImRahmeneinerÜberarbeitungderIEC61851-23sollteeinVerweis aufdieSicherheitsgruppennormDINEN62477-1(VDE0558-477-1)aufgenommenwerden. DKE 4.4.1.1 WeiterverfolgungundzügigerAbschlussdesNormenprojekts IEC62752„In-CableControlandProtectionDeviceformode2char-gingofelectricroadvehicles(IC-CPD)“unterdeutscherFederführung DKE U – Unfall 4.3.3.1 DefinitioneinereinfachenundsicherenIdentifizierungderFahrzeuge fürRettungszwecke NAAuto 4.3.3.1 ZeitnaheFinalisierungundPublikationderNormISO6469-4unter deutscherFederführung NAAuto 4.3.3.1 ZeitnaheErarbeitungderNormISO17840„Roadvehicles–Informa- tionforfirstandsecondresponders–Rescuesheetforpassengercarsandlightcommercialvehicles“zuRettungsleitfädenunterdeutscherBeteiligung NAAuto 4.3.3.2 ZurVerringerungvonBrandgefahrenbedarfdieLagerungvon Lithium-Ionen-BatterienderEinhaltungspezifischerRichtlinien,weshalbhiermittelfristigNormenerarbeitetwerdensollten. DKE,NAAuto
NATIONALE PLATTFORM ELEKTROMOBILITÄT 114 Die Deutsche Normungs-Roadmap Elektromobilität – Version 3.0, 2014 5Ausblick
Verfasser Nationale Plattform Elektromobilität (NPE)Berlin, Dezember 2014 Herausgeber Gemeinsame Geschäftsstelle Elektromobilitätder Bundesregierung (GGEMO)Scharnhorststraße 34–3710115 Berlin Redaktionelle Unterstützung DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik ElektronikInformationstechnik in DIN und VDEwww.dke.de Satz und Gestaltung PROFORMA GmbH & Co. KG, BerlinUmschlaggestaltung: heilmeyerundsernau.com Druck Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur Impressum