Zu wenig Reichweite, zu lange Ladezeiten, zu wenige Ladesäulen: Viele Autofahrer zögern beim Umstieg aufs Elektroauto noch immer. Das EU-Projekt OPEVA mit 35 Partnern aus neun Ländern will genau diese Sorgen verkleinern – mit künstlicher Intelligenz, energiebewusster Routenplanung für Lieferdienste und einem Batteriemanagement, das jede einzelne Zelle im Blick behält. Was davon bei künftigen Fahrern ankommt? – am Ende kannst du testen, wie bereit du selbst für ein E-Auto bist.
Elektrofahrzeuge gelten als wichtiger Baustein, um CO2-Emissionen zu senken und Europa unabhängiger von importierter Energie zu machen. Trotzdem bleibt bei vielen Fahrerinnen und Fahrern ein ungutes Gefühl: Reicht der Akku bis zum Ziel? Wie lange dauert das Laden? Und gibt es unterwegs überhaupt genug Ladestationen? Diese sogenannte Reichweitenangst bremst die Verbreitung von E-Autos spürbar. Genau hier setzt das EU-finanzierte Projekt OPEVA an. Sein Ziel ist es, Elektrofahrzeuge zu einer verlässlichen und energieeffizienten Wahl für den Alltag zu machen.
Hinter dem Namen OPEVA (OPtimization of Electric Vehicle Autonomy) stehen 35 Partner aus neun europäischen Ländern. Koordiniert wird das Vorhaben vom französischen Unternehmen Pertimm, gefördert wurde es im Programmbereich „Digital, Industry and Space“ von Horizont Europa. Die Laufzeit reichte vom 1. Januar 2023 bis zum 30. April 2026. Tom Dizdarevic von Pertimm beschreibt den Ansatz so: „Unsere Arbeit bringt die Streckenführung und Batterietechnik von Fahrzeugen voran, da wir über isolierte Lösungen, die einzelnen Zielen gewidmet sind, hinausgehen, und auf integrierte KI-gesteuerte Systeme, die mehreren Zielen gewidmet sind, hinarbeiten, bei denen Energie, Sicherheit und Schutz im Mittelpunkt der Entscheidungsfindung stehen“.
Ein Schwerpunkt des Projekts ist die Zustellung auf der letzten Meile, also der Weg des Pakets vom Verteilzentrum bis zur Haustür. Dafür entstand der energiebewusste Routingdienst KT9. Er betrachtet Lieferfahrten als Planungsproblem für Elektrofahrzeuge mit festen Zeitfenstern. Ahmet Yazici von der Universität ESOGU erklärt, warum das nötig ist: „Herkömmliche Streckenführungs-Tools optimieren nur ein einziges Ziel und lassen die Realitäten des Elektrofahrzeugbetriebs außer acht – den Energieverbrauch, die begrenzte Reichweite und das Ladeverhalten“.
Der Algorithmus von KT9 kombiniert eine lokale Suche mit simuliertem Annealing, einem Verfahren, das sich am langsamen Abkühlen von Metallen orientiert. So lassen sich gleichzeitig vier Ziele optimieren:
Laut Yazici ist die Zustellung auf der letzten Meile einer der teuersten, verkehrsreichsten und emissionsintensivsten Abschnitte der Lieferkette. Eine energieeffizientere Routenplanung soll deshalb die Reichweitenangst verringern, Flotten besser auslasten und Emissionen gerade in dicht besiedelten Städten senken.
Der zweite große Baustein betrifft das Herz jedes Elektroautos: die Batterie. OPEVA entwickelte Algorithmen für Batteriemanagementsysteme (BMS), die den Alterungszustand und den Ladezustand der Batterie abschätzen. Hinzu kommen eine fehlertolerante Motorsteuerung, optische und drahtlose Kommunikation innerhalb der Batterie sowie Funktionen für Cybersicherheit und die Erkennung von Manipulationen. Dino Hrvanovic vom Projektpartner ViF fasst zusammen: „Zusammen verbessern diese Lösungen die Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit von EV-Batterien sowie das Vertrauen der Nutzerschaft, während gleichzeitig die nachhaltige Mobilität unterstützt wird“.
Besonders stolz sind die Forschenden auf eine neue Zellenmanagementeinheit (CMU). Sie macht es möglich, einzelne Batteriezellen per Impedanzspektroskopie zu untersuchen, während das Fahrzeug im Betrieb ist. Roberto Simmarino vom Unternehmen Sensichips betont: „Unsere CMU bietet erstmals die Möglichkeit zur Durchführung einer Impedanzspektroskopie auf der Ebene einzelner Zellen, während die Batterie in Betrieb ist.“ Ziel ist es, die Batterie bestmöglich zu nutzen und Fahrern verlässliche Angaben zu Restlebensdauer und Reichweite zu liefern.
Daneben entstanden Modelle des föderierten Lernens, mit denen sich die Alterung von Batterien über ganze Fahrzeugflotten hinweg vorhersagen lässt, ohne dass alle Daten zentral gesammelt werden müssen. Außerdem baute das Team ein funktionsfähiges intelligentes 48-Volt-BMS als Demonstrator sowie eine drahtlose Sensorkette auf RFID-Basis, die Temperatur und Verformung überwacht.
Damit die Ideen nicht in der Schublade bleiben, wurden die einzelnen Komponenten in neun praxisnahen Demonstrationssystemen erprobt. Tom Dizdarevic zieht eine positive Bilanz: „Dank unseres einzigartigen kooperativen Ansatzes haben wir Forschungskonzepte in funktionierende, praxiserprobte Systeme überführt“. Erst im realen Einsatz zeigt sich, ob Routenplanung, Batteriemanagement und Sensorik tatsächlich zusammenspielen.
Für junge Menschen ist das Thema näher, als es scheint. Wer in einigen Jahren sein erstes Auto kauft, wird sich sehr wahrscheinlich mit Elektromobilität beschäftigen – und mit der Frage, wie lange ein Akku hält und wie gut sich Ladepausen planen lassen. Gleichzeitig kommen viele Online-Bestellungen genau über jene letzte Meile ins Haus, die OPEVA effizienter machen will. Wer beruflich in diesem Feld arbeiten möchte, findet passende Studienrichtungen etwa in der Elektromobilität, der Informatik mit Schwerpunkt künstliche Intelligenz, der Automatisierungstechnik oder der Logistik.
OPEVA zeigt, dass sich die Sorgen rund um Elektroautos nicht mit einer einzigen Maßnahme lösen lassen. Das Projekt verbindet eine Routenplanung, die mehrere Ziele zugleich berücksichtigt, mit einem Batteriemanagement, das bis auf die einzelne Zelle blickt. Getestet in neun Demonstrationssystemen, sollen diese Lösungen E-Autos und Lieferflotten verlässlicher, sicherer und effizienter machen. Mehr zum Projekt steht im Artikel auf CORDIS.
Quelle: CORDIS, Europäische Kommission.
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