Batterie- und Ladesystem für E-Busse Laden mit Laser-Unterstützung

Der wissenschaftliche Beirat des Bundeswirtschaftsministeriums empfiehlt eine Umrüstung von Stadtbussen auf Elektromotoren, um Luftverschmutzung und Lärmbelastung zu reduzieren. Die Batterieexperten des Fahrzeugtechnikentwicklers BFFT haben dazu in Paris ein Pilotprojekt vorgestellt.

Elektrobusse, kurz E-Busse, fahren dank ihres Elektromotors nahezu geräuschlos und emissionsfrei, haben aber weniger Reichweite und höhere Anschaffungskosten als Busse mit Benzin- oder Dieselmotoren. Um sie sinnvoll im Stadtverkehr einsetzen zu können, gibt es somit zwei Herausforderungen: Reichweite und Kosten

Mehr Reichweite erreichen die BFFT-Spezialisten durch energieeffiziente Nebenaggregate (z.B. Klimaanlage) sowie einen besonders leichten Energiespeicher. Dadurch sollen die Verluste minimiert werden und mehr Energie für den Antrieb des E-Busses bleiben. Unterstützend wirkt das intelligente Batterie-Management-System. Während des Fahrzyklus wird Bremsenergie zurückgewonnen (Rekuperation), um die Batterie zu laden.

Zudem sorgt an jeder Endhaltestelle ein Schnellladesystem für neue Energie: Ein lasergestütztes Messsystem, in ähnlicher Form auch bei der Mautkontrolle von Lkws eingesetzt, erkennt den heranfahrenden E-Bus. Sobald sich dieser in der vorgegebenen Ladeposition befindet, setzt ein Pantograph (Ladearm) zum Laden an. Dabei muss eine sehr hohe Energiemenge in möglichst kurzer Zeit transferiert werden. Daher nutzt BFFT Komponenten der Bahntechnik, die hohe Ladeleistungen bis zu 250 kW ermöglichen. Auf diese Weise kann das Fahrzeug praktisch von morgens bis abends auf Strecke bleiben, bis es zum nächsten vollständigen Ladevorgang auf den Betriebshof fährt. Dort wird die Batterie über Nacht mit einem auch im Automotive-Bereich eingesetzten DC-Combo Stecker aufgeladen.

Die zweite Herausforderung für den regelmäßigen Linienbetrieb sind die Kosten. Daher hat BFFT ein modulares Batteriesystem entwickelt, das einen effizienten Austausch einzelner Module (statt des gesamten Systems) ermöglicht, z.B. für Reparatur oder kundenspezifische Anpassungen. Damit können schon bei der Auslegung des Batteriesystems für den jeweiligen Fahrzeughersteller Kundenwünsche und regionale Rahmenbedingungen berücksichtigt werden. Auch Mitarbeiter ohne spezielle Hochvolt-Ausbildung können die Komponenten auswechseln. Die Lebensdauer von fünf Jahren bzw. 7.000 Ladezyklen senkt ebenso die laufenden Kosten wie die Einsparungen von Kraftstoff und Steuern. So amortisieren sich die Anschaffungskosten deutlich schneller.

Von 14.-16. Juni 2016 wurde der E-Bus auf der Fachmesse Transports Public in Paris der Weltöffentlichkeit vorgestellt. Ab Herbst 2016 sind zwei der 18 Meter-E-Busse der Firma VanHool für die Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein GmbH im Einsatz.