Elektromobilita by měla být řízena inteligentně

DomůElektromobilitaElektromobilita by měla být řízena inteligentně
Komerční sdělení

Bezemisní budoucnost?

Elektromobilita má dnes mnoho zastánců i odpůrců. Určitě je to ale jedna z mnoha cest k udržitelnější budoucnosti s menším množstvím smogu v ovzduší, a i proto se ve stále větší míře stává součástí našeho běžného života. Je jasné, že naplnění očekávání závisí zejména na energetickém mixu výrobních zdrojů, protože provoz elektromobilu je stejně tak ekologický, jak ekologické jsou energetické zdroje, ze kterých je nabíjen. Nicméně ve zdrojích elektrické energie máme daleko více prostoru a alternativ pro jejich zlepšení i zefektivnění, než je tomu v omezeném prostoru každého jednotlivého vozidla. A to považuji za hlavním argument, proč se touto cestou vydat.

Další podmínkou pro to, aby výše uvedené fungovalo a mohly přibývat elektrické vozy, je také nutnost rozšiřovat síť dobíjecích stanic. A právě k tomu se v Unicornu snažíme přispět tím, co umíme nejlépe – vývojem kvalitního softwarového řešení.

Software je všude

Software je důležitou součástí každého odvětví a jinak tomu není ani u energetiky. Od doby, kdy byly energetické sítě izolované, uběhlo mnoho desítek let a s postupným spojováním soustav do větších celků přišla nutnost vyvinout komplexní softwarovou podporu, bez které si dnešní energetiku již neumíme představit. Software je využíván v různých podobách od velkých systémů, které řídí národní i nadnárodní distribuční sítě, podmořské kabely nebo energetické obchody, až po malé aplikace v mobilních telefonech. A jinak tomu není ani u elektromobility, která by bez softwarových řešení nemohla existovat. S nadsázkou lze říct: IT is fuel of electric cars.

Řešení podporující elektromobilitu se od těch energetických trochu liší. Typickým rysem informačních systémů v energetice je, že se většinou jedná o specializované řešení určené pro úzkou skupinu energetických odborníků/uživatelů. Elektromobilita je dnes všeobecně vnímána jako součást energetiky, nicméně ve skutečnosti se jedná o celý „ekosystém“, který má velký přesah i do ostatních oblastí, jako je např. automobilový průmysl či B2C služby. Z tohoto faktu vyplývá, že i softwarová podpora elektromobilního „ekosystému“ je velmi rozmanitá a musí zajistit spojení mezi provozovateli dobíjecích stanic, obchodníky i distributory elektrické energie na straně jedné a koncovým zákazníkem (uživatelem elektrovozu) na straně druhé. Potřeby obou skupin jsou rozdílné a od toho se odvíjí i různorodost systémů, které využívají. Pro tyto systémy je ale naprosto nezbytná jejich dokonalá integrace. Klíčové pro budoucí rozvoj elektromobility bude nepochybně zejména zaměření na koncové uživatele, kteří musí mít k dispozici snadný a spolehlivý způsob dobíjení svého vozu. Toho lze jednoznačně docílit pouze perfektním fungováním celého „ekosystému“.

Řízení dobíjecí infrastruktury

Pro provozovatele a distributory je hlavním požadavkem bezproblémový provoz dobíjecích stanic a jejich optimální využití s bezproblémovým výdělkem z dobíjení. Takové potřeby by měl plnit systém typu CPO (charging point operator). Naopak pro koncové zákazníky jsou důležité aktuální informace o stanicích a on-line dostupnosti jejich dobíjecích bodů, následné komfortní dobíjení elektromobilu a jednoduché vyúčtování a placení služeb bez nutnosti vlastnit předem vydanou identifikační kartu pro každého operátora zvlášť.

K plnění těchto cílů jsou určeny systémy ESP (Elektromobility Service Provider).

Obrázek č. 1: Principiální schéma vhodného modelu fungování „ekosystému“ elektromobility

Při návrhu řídicího softwaru (CPO) je nutné zaměřit se na tyto klíčové procesy:

  • Správa dobíjecích stanic – evidence, řízení a komunikace se samotnými stanicemi. Strukturovaná evidence, komunikace a servisní operace probíhající automaticky prostřednictvím standardizovaných protokolů pro elektromobilitu (OCPP).
  • Správa zákazníků – evidence základních informací o zákaznících, přidělování autorizačních a platebních metod a sledování stavu jejich účtů včetně všech historických transakcí.
  • Platby & tarifikace – podpora platebního styku s koncovým zákazníkem včetně případné komunikace na platební brány. Klíčovou součástí této oblasti je nastavení a přiřazení cenových tarifů (triviálních i velmi komplexních) pro vyúčtování provedených dobíjení a rezervací. Součástí takového modulu musí být také poskytnutí fakturačních podkladů.
  • Nabíjení & autorizace – autentizace klienta proti evidovaným autorizačním metodám (RFID čip, zaměstnanecké karty, PIN kód voucheru a další) a podpora procesu nabíjení. V rámci správy dobíjení je možné vzdálené zahájení/ukončení dobíjení přes mobilní aplikaci nebo automatizované ukončení dobíjení v případě překročení nastaveného limitu pro daného zákazníka.
  • Rezervace – objednání nabíjecího bodu na určitý čas. Toto je jedno z aktuálně největších témat elektromobility: správa rezervací dobíjecích bodů koncovými zákazníky. Základním prvkem standardizovaného protokolu OCPP jsou ad-hoc rezervace stanice, platné vždy od aktuální doby rezervace do zahájení dobíjení na rezervovaném bodě. Typicky se jedná o 15minutový časový interval nutný k dojezdu uživatele ke zvolené stanici. Při návrhu je však nutné pamatovat i na komplexnější rezervační systém, a to takový, který dokáže rezervovat dobíjecí bod dle kalendáře a předem stanoveného plánu.
  • Smart Charging & Metering – řešení musí být připraveno na podporu chytrých metod nabíjení, ke kterým systém využívá znalost širších okolností. Cílem je na základě posbíraných dat a predikovaných hodnot chování sítě a trhu s elektrickou energií maximálně optimalizovat průběh probíhajících dobíjení. Právě v této oblasti je nutné pamatovat na integraci s okolními řídicími systémy distribuční soustavy.

V případě dalšího rozvoje trhu a správně navrženého CPO, integrovaného do „ekosystému“ pro řízení distribučních soustav, se nabízí další možnosti využití kapacity uložené v připojených vozech pro distribuční sítě. Tím je myšlena zejména oblast poskytování flexibility (regulace +/-) dodávek elektrické energie. Výhody takového řešení mohou být jak v podobě „rychlé“ zálohy pro regulaci sítě, což ocení distributoři, tak finanční pro koncové uživatele za „nepotřebnou“ energii. Pokud vezmeme v úvahu projektovaný počet vozů dle modelu MPO, pak by objem poskytované flexibility mohl být v roce 2025 až stovky GWh/rok. V reálném světě bude nutné zohlednit fyzikální vlastnosti přípojek a nabíjecích bodů, ale řídicí software musí být na tuto oblast plně připraven.

Obrázek č. 2: Příklad inteligentního systému pro řízení nabíjecí infrastruktury

Služba pro koncové zákazníky

Koncoví zákazníci přijdou do styku se systémem buď přímým kontaktem s dobíjecí stanicí, nebo prostřednictvím webové aplikace. Aplikace by proto měla být připravena tak, aby dokázala nejen naplnit hlavní cíle, ale i požadavky na rychlou identifikaci provozovatele jednoduchým grafickým rozhraním. Řidiči elektromobilů mohou pomocí interaktivní mapy snadno najít dobíjecí stanici provozovatele, vybrat preferovaný dobíjecí tarif, zahájit dobíjení, zaplatit za něj jednou z dostupných platebních metod a obdržet účtenku v souladu s platnou legislativou, a to vše v jediné aplikaci.

Obrázek č. 3: Příklady, jak aplikaci pro koncové zákazníky jednoduše přizpůsobit identitě provozovatele infrastruktury

Hlavním cílem aplikace zůstává komfortní dobití vozu. Modelový případ využití aplikace je pak pro samotný návrh následující:

  • Koncový uživatel má potřebu dobít svůj vůz mimo domov.
  • V případě, že nezná místo umístění stanice, otevře aplikaci v mobilním telefonu a za použití aktuální polohy GPS nebo na mapě najde vhodnou stanici (ať už ve svém okolí, nebo v místě, kudy projíždí nebo kde chce auto zaparkovat).
  • Po kontrole dostupnosti stanice s vhodným konektorem vyhovujícím jeho vozu si rezervuje vybraný dobíjecí bod.
  • Po příjezdu k dobíjecí stanici opět otevře mobilní aplikaci a naskenuje QR kód, fyzicky umístěný na dobíjecí stanici, případně opíše jeho číselný kód.
  • Jednou z uvedených možností je přesměrován přímo na detail dobíjecí stanice se seznamem jejích dobíjecích konektorů.
  • Vybere vyhovující nebo rezervovaný konektor, dále maximální finanční částku, kterou si pro své dobíjení zvolí, a provede on-line platbu.
  • Připojí kabel ke svému autu a kliknutím v aplikaci zahájí dobíjení.
  • V průběhu svých aktivit (ať už nakupuje, obíhá úřady, nebo je v práci) vidí v mobilní aplikaci průběh svého dobíjení, které má možnost vzdáleně ukončit.
  • O průběhu dobíjení je informován v aplikaci notifikačními sms, případně e-mailem.
  • Přichází k dobitému automobilu, odpojí kabel a odjíždí.
  • Zpětně poskytuje aplikace zákazníkovi daňový doklad a historii jeho dobíjení.

V rámci návrhu aplikace pro koncové zákazníky je nutné dbát zejména na komfort a přehlednost celé aplikace. Řešení výše uvedené modelové situace musí být možné realizovat co nejmenším počtem kroků, avšak při zachování jednoduchého vzhledu s minimálním možným počtem rušivých prvků na stránce. Častou nepříjemností při používání aplikace tohoto typu je nutnost vyplňovat identifikační nebo platební údaje stále dokola. Řešení tohoto problému a další výhody do procesu objednávky může přinést registrace uživatele.

Obrázek č. 4: Příklad mobilní aplikace poskytující koncovému zákazníkovi komfort v nabíjení jeho elektromobilu

Komunikace směrem k zákazníkovi musí být vždy jasná a srozumitelná. Poskytované informace musí být zejména důvěryhodné a užitečné. Pro koncové zákazníky je také nutností dokonalá on-line aktuálnost dostupnosti konektorů na dobíjecích stanicích. Bohužel se v této oblasti, i přes technickou vyspělost všech prvků systému, setkáváme s takzvaným lidským faktorem. On-line sledování dostupnosti konektoru na dobíjecí stanici není zárukou dostupnosti parkovacího místa, obsazeného buďto předchozím uživatelem, nebo, v horším a častém případě, vozidlem se spalovacím motorem. Na tuto problematiku v dnešní době legislativa nepamatuje, a proto je vhodné vyřešit ji jakousi nadstavbou – hlídáním obsazenosti parkovacích míst přiřazených k dobíjecí stanici. Pro koncové uživatele je zde jasné řešení výše uvedeného problému. Pro provozovatele se pak, při propagaci řídicího systému, jedná o pomoc při řešení problému nízké obsazenosti dobíjecí stanice a s ní spojené ziskovosti.

Závěr

Jestli je pro dopravu směr ukládání elektrické energie do baterií tím správným, to si nikdo netroufá odhadnout. Ale jak zmiňuji na začátku, je jednou z aktuálně dostupných možností a příležitostí. I z historie jsme poučeni, že nové trendy mohou přesahovat prvotní očekávání, tak jako tomu bylo například při rozšiřování elektrické energie v dobách páry. Propagátoři elektřiny byli považováni za blázny a jejich předpovědi obrovské využitelnosti za liché. A dnes mohou být pro někoho takovými propagátory elektromobilisté, kteří vyměnili pohodlí za někdy až dobrodružství. To, jakým směrem se svět alternativních paliv pro dopravu nakonec vydá, bohužel nevíme. A nedokážeme si to v tuto chvíli nejspíš ani představit.

O autorovi


Jan Sommer působí na pozici produktového manažera ve společnosti Unicorn, kde se věnuje problematice Smart mobility a eMobility. Dříve působil na pozici projektového manažera v oblasti energetiky. Zkušenosti s vývojem a návrhem software čerpá z dříve navrhovaných řešení, jako jsou B2B portály, eCommerce pro koncové zákazníky nebo systémy pro servisní střediska v oboru automotive. Jeho největší zálibou stále zůstává obor systémových komunikací, ve kterém začínal, a který doplňuje znalosti potřebné k návrhu komplexních integračních řešení, jaká jsou dnes vyžadována.

O Unicornu

Unicorn je renomovaná evropská společnost poskytující ty největší informační systémy a řešení z oblasti informačních technologií. Dlouhodobě se soustředíme na vysokou přidanou hodnotu a konkurenční výhodu přinášenou našim zákazníkům. Působíme na trhu již od roku 1990 a za tu dobu jsme vytvořili řadu špičkových a rozsáhlých řešení, která jsou rozšířena a užívána mezi těmi nejvýznamnějšími podniky z různých odvětví. Jsme zároveň provozovateli internetové služby Plus4U, ve které nabízíme široké portfolio služeb založených na robustních softwarových řešeních pro malé a střední podniky a hlavně pro lidi.