Um eine Ladestation für Elektrofahrzeuge mit einem Backend-System wie »be.ENERGISED« nutzen zu können, muss die Ladestation grundlegende Anforderungen für den Betrieb erfüllen:

• Die Ladestation muss über eine Kommunikationseinheit (GSM) verfügen
• Unterstützung einer Backend-Anbindung auf Basis von OCPP in den Versionen 1.5 oder 1.6, basierend auf SOAP oder JSON
• Bereitstellung von Autorisierungs-Mechanismen für die eindeutige Identifikation eines Nutzers, basierend auf ISO 14443 oder kompatiblen Anforderungen
• Übermittlung von Zählerwerten (Minimalanforderung: Wh, optional Spannungs-oder Temperaturdaten), während einem aktiven Ladevorgang müssen Zählerwerte auf den jeweiligen Ladevorgang dokumentiert werden
• Möglichkeit zum Starten eines Ladevorgangs über eine Remote-Schnittstelle (RemoteStartTransaction)
• Die Ladestation muss eine Fernparametrierung (ChangeConfiguration) sowie die Abfrage von Diagnosedaten (GetDiagnostics) unterstützen

Anforderung für eine Abrechnungsfähigkeit der Ladestation

• Soll die Ladestation für die Abrechnung von kWh verwendet werden, so muss die Ladestation zumindest OCPP in Version 1.6 sowie die Übermittlung von signierten Zählerdaten unterstützen. Der Stromzähler muss eichkonform ausgeführt sein.

Je nach Hersteller und Implementierungsgrad kann die Funktionalität einer Ladestation abweichen. Unserer Erfahrung nach sind jedoch die Grundfunktionen, die für die Anbindung an Backend-Systeme erforderlich sind, derzeit von den meisten namhaften Herstellern ausreichend umgesetzt. Die Backend-Software von has·to·be »be.ENERGISED« wurde mit vielen Herstellern im europäischen Marktumfeld getestet und zertifiziert.

Über die Produktliste (auf Anfrage erhältlich) werden die unterstützten Hersteller regelmäßig aktualisiert dargestellt und gelistet. Aufgrund der rasanten Weiterentwicklung des Marktes wird diese Liste kontinuierlich erweitert und ergänzt. Aber lediglich der Umstand, dass eine Ladestation eine Kommunikationsfähigkeit besitzt, bedeutet nicht, dass die Anbindung sofort funktionieren wird. Um die Anbindung von Ladestationen abzubilden, ist es notwendig, die Kommunikationsverbindung auch technisch zwischen der Ladestation und dem zentralen Verwaltungssystem herzustellen.

Hierzu stellen sich wiederum eine Vielzahl von unterschiedlichen Möglichkeiten dar, die je nach Anzahl der geplanten Ladestationen, der Flexibilität Ihrer eigenen IT-Struktur oder auch den erforderten Sicherheitsanforderungen unterschiedlich eingesetzt werden können:

• Anbindung über ein von Ihnen betriebenes M2M Netzwerk mit einem Open-VPN Tunnel
• Anbindung der Ladestationen mit SIM-Karten, die von has·to·be bereitgestellt werden
• Anbindung der Ladestationen über OpenVPN Zertifikate

Grundsätzlich stellen diese Methoden die technische Grundlage dar, Ladestationen in einer IT-Infrastruktur miteinander zu vernetzen. Im Folgenden wollen wir nun auf die unterschiedlichen technischen Möglichkeiten näher eingehen.

Anbindung über ein M2M Netzwerk

Bei einem M2M (machine-to-machine) Netzwerk handelt es sich um ein SIM-Karten gestütztes Kommunikationsnetz, dass von Ihrem Mobilfunkanbieter betrieben wird. Für den Aufbau des Kommunikationsnetzes werden spezielle M2M Datenkarten eingesetzt, die technisch vergleichbar mit standardmäßigen SIM Karten sind, jedoch keine direkte Kommunikation in das Internet zulassen. M2M Netzwerke können so konfiguriert werden, dass alle SIM Karten eine interne IP Adresse erhalten und damit eine Kommunikation zwischen den einzelnen Ladestationen oder aber auch dem zentralen Serversystem möglich ist.

Durch diese technische Konstellation haben Sie die Möglichkeit, eine vernetzte Infrastruktur mit geringem Aufwand zu betreiben. Sie können in dieser Infrastruktur auch Service-Techniker und Wartungspersonal einbinden, so dass eine einfache Wartung und Instandhaltung von Ladestationen über Remote-Verbindungen erfolgen kann. In der Regel sind keine Firewall-Verbindungen in dieser Konfiguration vorhanden, die einen Kommunikationsaufbau verhindern. Sie haben daher innerhalb dieses gesicherten Netzes die Möglichkeit, frei und ohne Barrieren Verbindungen aufzubauen und die Routing-Definitionen Ihren Anforderungen nach anzupassen.

Wenn Sie in Ihrer IT-Landschaft bereits eine M2M Infrastruktur betreiben, so lässt sich diese in der Regel sehr einfach erweitern, so dass Ihre Ladestationen integriert werden können. Sie sollten in diesem Zusammenhang einen eigenen IP-Nummernkreis vorsehen, um in diesem Zusammenhang über einfache Routing-Konfigurationen auch ggf. externen Service-Technikern einen eingeschränkten Zugriff auf bestimmte Ladestationen gewähren zu können. Die Anbindung einer bestehenden M2M Infrastruktur an Backend-Systeme erfolgt in der Regel über den Aufbau einer OpenVPN oder IpSec Datenverbindung zwischen dem Zentralsystem Ihrer M2M Infrastruktur sowie dem Server-System des Backend-Systems. Somit ist durch lediglich eine einzige verschlüsselte Verbindung die gesamte IT Infrastruktur erreichbar.

Setzen Sie in Ihrem Unternehmen noch keine eigene M2M Infrastruktur ein, so können Sie grundlegend jeden Mobilfunkanbieter mit der Errichtung und dem Betrieb einer M2M Infrastruktur beauftragen. Alternativ bietet sich jedoch auch die Möglichkeit, die managed M2M Infrastruktur von has·to·be zu nutzen. Hierbei erhalten Sie von has·to·be aktivierte M2M SIM Karten für das beste Netz in Ihrer Region. Die SIM Karten werden dabei vollständig durch has·to·be verwaltet und überwacht. Das erforderliche Management wird durch has·to·be durchgeführt.

Für die Einbindung Ihrer Ladestationen über SIM-Karten gibt es zudem unterschiedliche technische Möglichkeiten:

Wenn Ihre Ladestation bereits über einen SIM-Karten Slot verfügt, so müssen Sie die SIM Karte lediglich in der Ladestation einlegen und die notwendige Konfiguration der Datenverbindung an der Ladestation vornehmen. Die Ladestation erhält nach erfolgter Konfiguration eine IP Adresse und der Verbindungsaufbau mit dem Serversystem sollte unmittelbar nach Anbindung an das M2M Netzwerk erfolgen können.

Anforderungen bei Anbindung über GSM

• SIM-Slot für eine SIM Karte im Normalen oder Micro-SIM Format
• Autorisierung über PAP/CHAP für die Anbindung an den has·to·be APN
• Die Ladestation muss die Verbindung aufbauen und dauerhaft halten

Verfügt Ihre Ladestation jedoch nicht über einen eigenen SIM-Slot bietet sich die Möglichkeit, einen UMTS Router vor der Ladestation zu installieren. Hierbei können Sie die SIM Karte im UMTS Router einlegen und an diesem Router-System die Konfiguration der Datenverbindung vornehmen. Der UMTS Router dient dabei als Gateway für den Verbindungsaufbau. Die notwendigen Port-Weiterleitungen zur Ladestation müssen Sie über den Router konfigurieren. Hierbei empfiehlt es sich, die Ladestation als „DMZ“ (demilitarized zone) auf dem Router zu konfigurieren.

Im Allgemeinen raten wir von der Verwendung von Standard-SIM Karten oder Prepaid Datenkarten ab, da diese SIM Karten in der Regel keinen Rückkanal vom Server-System zur Ladestation zulassen. Beim Einsatz von Standard-SIM-Karten ist es daher wahrscheinlich, eine Remote-Steuerung der Ladestationen nicht zu erreichen oder Sie müssen zusätzlich zur SIM-Karte eigene VPN Zertifikate nutzen, um die Kommunikationsfähigkeit herstellen zu können. Diese Anforderung treibt die Komplexität Ihrer Infrastruktur in kurzer Zeit auf nicht mehr handhabbare Höhen.

Anbindung über OpenVPN Zertifikate

Alternativ zu den genannten Anbindungsmöglichkeiten kann die Einbindung von Ladestationen in die IT Landschaft auch über die Verwendung von VPN Zertifikaten auf der Ladestation direkt ermöglicht werden. Dies erfordert jedoch den Betrieb einer zentralen VPN Server-Infrastruktur, die entweder durch Sie oder einen von Ihnen beauftragen VPN Dienstleister erfolgen kann.

Falls gewünscht bietet has·to·be auch für diesen Use-Case den Betrieb der Open-VPN Infrastruktur als Managed-Service an. Dabei erhalten Sie für Ihre Ladestationen persönlich ausgestellte VPN Zertifikate, die einen unmittelbaren Zugang in die VPN Infrastruktur ermöglichen.

Bei der Einbindung über VPN erfolgt die Einbindung der Ladestationen über Open-VPN Zertifikate, die durch den Betreiber der VPN Infrastruktur zentral ausgestellt werden. Auch in dieser Konstellation kann die Einbindung der VPN Zertifikate direkt auf der Ladestation erfolgen – falls diese die Einbindung von VPN Zertifkaten untersützt – oder Sie installieren vor der Ladestation ein Router-System, welches den Aufbau der VPN Verbindung zu Ihrer IT Infrastruktur sicherstellt.

Anforderungen bei Anbindung über Ethernet

• Die Ladestation muss eine Anbindung über OpenVPN Zertifikate zulassen, um eine verschlüsselte Verbindung zu ermöglichen
• Setzt die Ladestation einen Router für die Verbindungssteuerung ein, muss ein Port-Forwarding zur Verbindung auf die Station möglich sein