Ratgeber

IoT – Der disruptive Turbolader der Mobilitätswende

8. Dezember 2020
Gastartikel Andreas Bös
IoT – Der disruptive Turbolader der Mobilitätswende
Wichtiger Bestandteil der Mobilitätswende ist das intelligente Lademanagement. @ andreas160578 (CC0-Lizenz)/ pixabay.com
Automatisierung und Digitalisierung – die Schlagworte des 21. Jahrhunderts. In allen Bereichen werden Prozesse durch Unterstützung von Computern vereinfacht und beschleunigt. Vernetzung der Geräte untereinander spielt dabei eine immer wichtigere Rolle. Das Internet of Things (IoT) ist die Realisierung dieser Vernetzung.

Auch im Rahmen der Mobilitätswende nimmt die Vernetzung, und somit das IoT, einen immer größeren Stellenwert ein. Elektrofahrzeuge sind langsam aber sicher dabei, ihren Einzug in die Gesellschaft anzutreten. Die Vernetzung von Fahrzeug mit anderen Diensten soll dabei das Leben erleichtern und das Fahren zu einem noch angenehmeren und sichereren Erlebnis machen. Allerdings hinkt Deutschland in Sachen Mobilitätswende anderen Ländern deutlich hinterher. Wenn Deutschland diese Wende also schaffen und nicht abgehängt werden möchte, ist noch einiges zu tun.


IoT – was ist das genau?

Das Internet der Dinge (Internet of Things), oder kurz IoT, ist die Vernetzung verschiedener elektronischer Geräte und Plattformen untereinander, die mit dem Internet verbunden sind und häufig per Funkprotokoll miteinander kommunizieren.

So können Sensoren beispielsweise mit Geräten kommunizieren, Informationen liefern und den Nutzer über Probleme informieren. Zum Beispiel kann ein Nutzer über eine App auf seinem Handy die Heizung in seiner Wohnung anstellen, sodass die Räume bei Ankunft schön warm sind.

Im Bereich Elektromobilität gibt es mittlerweile auch zahlreiche smarte, vernetzte Lösungen. Beispielsweise überwacht ein Energiemonitor den Ladezustand der Batterie. Wenn sich diese im Winter schneller entlädt und der Ladezustand kritisch wird, wird der Fahrer darüber beispielsweise auf seinem Smartphone oder einem anderen smarten Gerät informiert, damit er das Auto rechtzeitig auflädt.

Ein Beispiel aus dem Industriebereich ist ein von ZF voll automatisierter und vernetzter Gabelstapler. Über Kameras und Radarsensoren wird die Umgebung kontinuierlich analysiert. Ein moderner Computer wertet die Daten aus und gibt dem Gabelstapler Anweisungen zur Steuerung, sodass er voll autonom sein Ziel ansteuern und Hubarbeiten erledigen kann.


Die Rolle von IoT bei der Mobilitätswende

IoT-Lösungen sollen die Mobilität effizienter, sicherer und komfortabler machen.

Ist das Fahrzeug mit dem Internet verbunden, kann sich der Fahrer mit einem entsprechenden Dienst zur Suche nach einem freien Parkplatz oder einer Ladesäule verbinden. Das entlastet zudem den Verkehr in den Innenstädten, denn wenn es gerade keine freien Parkplätze gibt, kann der Fahrer außerhalb des Zentrums parken und stattdessen den öffentlichen Nahverkehr benutzen.

Das für neue Autos mittlerweile zur Pflicht gehörende eCall-Notrufsystem sorgt in Gemeinschaft mit anderen Assistenzsystemen für mehr Sicherheit im Straßenverkehr. Sind die Fahrzeuge mit einem entsprechenden Dienst zur Verkehrsüberwachung vernetzt, können Staus besser vermieden werden, indem die Fahrer schon frühzeitig um Unfallstellen oder andere Engpässe herumgelotst werden.

Intelligente, software-gesteuerte Antriebskonzepte sorgen für noch mehr Sicherheit und weniger Werkstattbesuche. Der Antriebsstrang eines Fahrzeugs wird hier kontinuierlich überwacht. Die gemessenen Beschleunigungswerte und Temperaturen von Maschine und Leistungselektronik werden in der IoT-Plattform gespeichert und geprüft. Bei Fehlfunktionen wird der Fahrer informiert. Updates können durch die Anbindung an das Internet automatisch heruntergeladen werden, sodass ein Besuch in der Werkstatt entfällt.

Mit IoT ist es außerdem möglich, den Fahrern personalisierte Dienste anzubieten. Durch das Abspeichern der Daten während der Fahrt in der IoT-Cloud können Automobilhersteller das Verhalten der Fahrer analysieren. So sind individuelle Garantiebedingungen möglich und Wartungen können frühzeitig geplant werden, weil mögliche Fehlfunktionen durch die kontinuierliche Analyse der Fahrzeugsysteme schneller erkannt werden (Predictive Maintenance). Das reduziert Ausfallzeiten und gibt den Fahrzeugbesitzern mehr Planungssicherheit.


Energiemanagement ist das A und O für die Mobilitätswende

Ein Elektroauto aufzuladen, braucht sehr viel Energie. Strom ist eine kostbare – und in Deutschland im Vergleich zu beispielsweise Norwegen, eine verhältnismäßig teure Ressource – daher ist ein intelligentes Energiemanagement einer der wichtigsten Punkte für die Mobilitätswende. Eine gut ausgebaute Infrastruktur, die das Laden der Fahrzeugbatterie auf Parkplätzen oder an anderen Standorten abseits von zu Hause ermöglicht, ist dafür unerlässlich.

Wenn immer mehr Fahrzeuge aufgeladen werden wollen, treibt das früher oder später auch die Energieversorger an ihre Grenzen. Laut EnBW ist mit der derzeitigen Netzinfrastruktur das Aufladen von 13 Millionen Autos möglich, dies würde aktuell einem Anteil von 30 Prozent an allen zugelassenen Fahrzeugen in Deutschland entsprechen. Das heißt jedoch nicht, dass es nicht auch hierbei bereits zu Engpässen kommen wird. Gerade in Ballungsgebieten kann ein Stromnetz an seine Grenzen stoßen, vor allem in den Abendstunden, wenn die Menschen wieder zu Hause sind und viele das Auto zum Laden an die Steckdose hängen. Die Mobilitätswende bedingt, dass die Stromnetze robust gegenüber solchen Schwankungen sind und vor allem in dicht besiedelten Regionen ausgebaut werden, um eine störungsfreie Versorgung zu gewährleisten.

Energieversorger und Automobilhersteller arbeiten daher zusammen, um neue Technologien zu entwickeln und diese in die Ladestationen und Fahrzeugelektronik zu integrieren.

Mit intelligentem Energiemanagement ist es möglich, Spannungsspitzen zu vermeiden, sodass die Stromnetze nicht überlastet werden und es schlimmstenfalls zu einem Blackout kommt.

Per IoT sind die Ladeelektronik des Autos und die Ladestation mit Überwachungssystemen der Energieversorger verbunden. Je nachdem, wie viele Autos gleichzeitig geladen werden müssen, passt sich das Lademanagementsystem diesem Umstand an.

Damit das Fahrzeug nicht nur energieeffizient, sondern auch kosteneffizient aufgeladen wird, ist es außerdem denkbar, das Aufladen vorrangig in jenen Zeiträumen durchzuführen, in denen der Strom günstiger ist.

Norwegen ist in diesem Punkt ein Vorreiter. Dort kann sich der Strompreis stündlich ändern. Um den Nutzern von Elektrofahrzeugen ein möglichst kostengünstiges Aufladen zu ermöglichen, hat Conrad Connect für den Energieversorger Fjordkraft einen neuartigen Service entwickelt, der über das Platform-as-a-Service (PaaS) Modell in die App des Partners integriert wurde. Dieser Service managt die Kommunikation zwischen Autobatterie, Ladestation und Strompreismonitor. Die Plattform steuert den Ladeprozess dynamisch, wobei sie sich nach dem aktuellen Strompreis richtet.


IoT als Chance für den Industriestandort Deutschland

Was die Mobilitätswende betrifft, hinkt Deutschland anderen Ländern hinterher. Ein Grund hierfür ist auch, dass hierzulande weniger auf IoT-Technologien gesetzt wird wie zum Beispiel in Asien oder in den USA. Das Hauptproblem sehen viele Unternehmen in den Bereichen IT-Sicherheit und Datenschutz. Auch Verbraucher sind hierzulande skeptischer als in anderen Ländern, was die Akzeptanz von IoT-Technologien schwieriger gestalten dürfte.

Laut einer Umfrage von TÜV Rheinland sorgen sich mehr als 60% der Befragten um ihre Privatsphäre bei der Verwendung von smarten Geräten. In zahlreichen Studien zu verschiedenen IoT-Produkten wie smarten Fernsehern oder Fitness-Uhren wurden schon oft Datenschutzlücken aufgedeckt.

Entwickler von IoT-Geräten und Anbieter von IoT-Diensten im Bereich Elektromobilität stehen hier vor einer großen Herausforderung, denn bei so viel Vernetzung sind die Nutzer zurecht skeptisch und fragen sich, was mit ihren Daten passiert. Wenn Hersteller und Anbieter von IoT-Lösungen am Markt langfristig Bestand haben wollen, müssen sie den Datenschutz ernst nehmen, indem sie sensible Daten verschlüsseln, ggf. auch anonymisieren, und die Speicherung der Daten so gestalten, dass diese mit der Datenschutzverordnung konform ist. Damit Fremde keinen Zugriff auf IoT-Geräte erlangen, ist außerdem die Implementierung von robusten Sicherheitsmechanismen enorm wichtig. Ein gehacktes IoT-Gerät, das zudem noch mit zahlreichen anderen Geräten vernetzt ist, kann  große Schäden generieren.

Es wird kaum möglich sein, die Mobilitätswende weiter voranzutreiben, wenn die Akzeptanz für IoT-Systeme aufgrund von Datenschutzbedenken der Verbraucher nicht gesteigert wird. Unternehmen können diese Akzeptanz nur erreichen, wenn sie den Datenschutz ernst nehmen und somit Vertrauen zu den Nutzern aufbauen.


Der Ausbau des 5G-Netzes wird den Ausbau der IoT-Infrastruktur weiter beflügeln.

Mit dem neuen 5G-Mobilfunkstandard werden die Netze zuverlässiger und robuster, außerdem sorgt mehr Bandbreite dafür, dass höhere Datenvolumen in Echtzeit übertragen werden können. Ein hochleistungsfähiges 5G-Netz ist daher für die Attraktivität des Industriestandorts Deutschland von großer Bedeutung.

Wenn deutsche und europäische Unternehmen auch weiterhin zukunftsträchtige Technologien im Bereich IoT und Elektromobilität anbieten und nicht von der Konkurrenz aus Fernost überrannt werden wollen, ist auch vonseiten der Politik Handlungsbedarf gefragt. Denn nur durch den zügigen Ausbau der Infrastruktur wird Deutschland auch in Zukunft mithalten können.

 

Ein Gastbeitrag von Andreas Bös (Senior Vice-President, Conrad Connect)

Andreas Bös ist Senior Vice President bei Conrad Connect, eine der führenden IoT-Projektplattformen in Europa und einer Ausgründung von Conrad Electronic. Conrad Connect bietet Platform-as-a-service-Lösungen an, die herstellerübergreifend smarte Geräte miteinander vernetzen.  Mit Conrad Connect digitalisieren und automatisieren Betriebe schnell und einfach interne Abläufe mittels IoT. Das Unternehmen kooperiert unter anderem mit dem norwegischen Energieunternehmen Fjordkraft. Mit seinen Lösungen ist Conrad Connect bestrebt, die Mobilitätswende in Deutschland mitzugestalten und voranzutreiben.

Der Artikel "IoT – Der disruptive Turbolader der Mobilitätswende" wurde am 08.12.2020 in der Kategorie Ratgeber von Gastartikel Andreas Bös mit den Stichwörtern IoT – Der disruptive Turbolader der Mobilitätswende, Tipp & Infos, veröffentlicht.

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