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Koordinierte Ladestrategien für Elektrofahrzeuge zur Vermeidung von Warteschlangen an Ladeinfrastrukturen

Von:

Julian Christoph Widmann

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Diese Arbeit entwickelt ein intentionsbewusstes Rahmenwerk zur Optimierung von Ladestrategien batterieelektrischer Fahrzeuge auf Langstreckenfahrten. Im Fokus steht die Frage, wie Überlastungen öffentlicher Schnellladestationen und daraus resultierende Wartezeiten reduziert werden können, ohne auf verbindliche Reservierungen oder zentrale Steuerung zurückzugreifen. Auf Basis realer Mobilitätsdaten, eines detaillierten Modells der deutschen Schnellladeinfrastruktur sowie heterogener Fahrzeugmodelle mit nichtlinearen Ladekurven wird das Fixed Route Vehicle Charging Problem formuliert und effizient gelöst. Darauf aufbauend integriert die Arbeit ein prädiktives Warteschlangenmanagement, das Ladeintentionen der Fahrzeuge nutzt, um erwartete Wartezeiten an Stationen vorherzusagen und in die Routen- und Ladeplanung einzubeziehen. Die Validierung in einer deutschlandweiten MATSim-Simulationsumgebung zeigt, dass der entwickelte Ansatz Wartezeiten deutlich reduzieren, Lastspitzen an stark frequentierten Ladestationen abflachen und die bestehende Ladeinfrastruktur effizienter nutzbar machen kann. Damit leistet die Arbeit einen Beitrag zur koordinierten, skalierbaren und praxisnahen Ladeplanung für zukünftige batterieelektrische Fahrzeugflotten.