Vollelektrisch im ÖPNV
Der schnellladefähige Elektrobus kombiniert hochmoderne Technologien, um das rein elektrische Fahren im Linienbetrieb möglich zu machen. Die Nachladung erfolgt in Sekundenschnelle während regulärer Haltezeiten über ein eigens entwickeltes Kontaktsystem. Hocheffiziente Batterietechnologien und Steuersysteme runden das Gesamtsystem ab.
Automatisierte Schnellladung
Für die Erzielung hoher Reichweiten sind – analog zum herkömmlichen Tankvorgang – in kürzester Zeit hohe Energiemengen zu übertragen. Für dieses Szenario hat das Fraunhofer IVI ein Nachladesystem entwickelt, das die Leistungsbegrenzung herkömmlicher Stecker-Kabel-Einheiten überwindet. Mit der wachsenden Anzahl automatisierter Fahrzeuge wird dieser Ladevorgang vom Positionieren bis hin zur Abrechnung automatisch erfolgen können.
Das rückspeisefähige und regelbare Gleichstromunterwerk GUW+ verbindet die Bestandsinfrastruktur der elektrischen Energieversorgung von Stadt- und Straßenbahnen mit Ladestationen für elektrische Busse. Zusätzlich ist im GUW+ ein Batteriespeicher installiert, der durch die Nachladung der Busse verursachte zusätzliche Lastspitzen vermeiden und überschüssige Bremsenergie aus dem Stadtbahnbetrieb zwischenspeichern sowie bedarfsgerecht zur Verfügung stellen kann. Mit der Systemkonfiguration des GUW+ können außerdem Netzdienstleistungen angeboten und Blackout-Szenarien der Energieversorgung beherrscht werden.
Leistungsfähiges und sicheres Nachladen
Der Einsatz elektrisch angetriebener ÖPNV-Fahrzeuge kann den CO2-Ausstoß in Städten verringern. Problematisch ist aber die Energieversorgung dieser Fahrzeuge: Oberleitungen für Straßenbahnen und O-Busse sind teuer und greifen in das Stadtbild ein. Soll auf Oberleitungen verzichtet werden, ist ein Ladesystem nötig, das die nötige Energie schnell und sicher zum Fahrzeugspeicher überträgt.
Entwicklung und Erprobung von Kerntechnologien für Plug-In-Hybridbusse
Für die umfassende Einführung der Elektromobilität auch im ÖPNV fehlt es derzeit noch an einem flächendeckenden Netz aus Ladestationen, außerdem sind die Reichweiten rein elektrischer Fahrzeuge immer noch stark begrenzt. Das Projekt SaxHybridPLUS widmet sich der Entwicklung und Erprobung von Kerntechnologien für Plug-In-Hybridbusse, um die Nachteile derzeitiger Elektrofahrzeuge durch einen hybriden Ansatz auszugleichen.
Umfassendes Konzept für die Energieversorgung von ÖPNV-Fahrzeugen
Um die Elektromobilität flächendeckend im ÖPNV zu etablieren, muss sie gesamtwirtschaftlich konkurrenzfähig zu konventionellen Systemen sein. Das »DockingPrinzip« kombiniert wegseitige Ladeinfrastruktur und fahrzeugseitige Energiespeicher mit einem vorausschauenden Energiemanagementsystem, damit Busse und Straßenbahnen hoch effizient betrieben werden können.
Speicherauslegung auf der Basis von Messdatenanalysen
Bei Elektrofahrzeugen besteht die Möglichkeit, einen Teil der Energie des Fahrzeugs zurückzuwandeln. Dazu müssen entweder Verbraucher im Netz sein, die die wiedergewonnene Energie aufnehmen, oder die Energie muss gespeichert werden. Erst nach der Analyse verschiedenster Parameter kann ein Fahrzeugenergiespeicher optimal dimensioniert werden.
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Funktionale Sicherheit und Normenkonformität
Neu entworfene oder umgebaute Fahrzeuge benötigen für den Einsatz im öffentlichen Verkehr eine Zulassung gemäß ECE-Regelungen. Zusätzlich müssen Standards der funktionalen Sicherheit eingehalten werden. Das Fraunhofer IVI unterstützt seine Kunden in allen relevanten Bereichen des Zulassungsprozesses, von der Systemdefinition bis zur Abnahme.
Charakterisierung und Auslegung
Unter hoher Stromlast können die Stromübertragungselemente so stark belastet werden, dass an den Kontaktstellen große Spannungsabfälle auftreten. Durch die Umwandlung der Nutzenergie in Wärme treten Belastungserscheinungen bis hin zur Zerstörung auf. Das Fraunhofer IVI verfügt über einen Prüfstand für Kontaktkörper und -systeme, der die Wirkzusammenhänge und deren Einfluss auf das Gesamtsystem besser erfassbar macht.
Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI