Buffered HLL - Netzorientiertes, kosteneffizientes Hochleistungsladesystem für den mittelständischen, gewerblichen ÖPNV im suburbanen Raum

Abstract

Im Jahr 2021 kamen batterieelektrische Fahrzeuge unterschiedlicher Omnibushersteller in zahlreichen Großstädten zum Einsatz, getragen von angepasster Ladeinfrastruktur. Zwei Hauptkonzepte hatten sich etabliert: das Depotladen, bei dem Busse mit größeren Batterien überwiegend nachts im Depot geladen wurden, und das Streckenladen, bei dem Fahrzeuge mit kleineren Batterien an ausgewählten Haltestellen nachgeladen wurden. Das Projekt erweiterte diese Ansätze und untersuchte die Anwendung induktiver Ladetechnologien für PKW auf einem Testgelände sowie den Einsatz batterieelektrischer Busse im Regelbetrieb des ÖPNV. Im Rahmen des Projektes wurden Technologien und Verfahren für eine innovative, netzorientierte Hochleistungs-Ladeinfrastruktur für privatwirtschaftlich geführte ÖPNV-Betriebe im suburbanen und ländlichen Raum entwickelt, erprobt und analysiert. Ziel war es, das Potenzial zur Elektrifizierung von Busflotten zu bewerten. Die Untersuchungen zeigten, dass insbesondere mittelständische Busunternehmen im ländlichen Raum vor besonderen Herausforderungen standen, darunter größere Strecken, straffere Umlaufzeiten und weniger gut ausgebaute Stromnetze. Während der Projektlaufzeit erfolgte die Entwicklung einer Ladeinfrastruktur mit Depot- und Streckenladung, die über 18 Monate hinweg in unterschiedlichen Betriebsphasen (Stadtverkehr, Überlandverkehr, Kombination) getestet wurde. Die Spezifikation und Integration der Ladeinfrastruktur erwies sich als erfolgreich; Komponenten wie Speicher, HV-Box, DC-Energiezähler, Netzmodul, Einhausung und Pantographen-Station wurden effizient dimensioniert und integriert. Der entwickelte Schwungmassenspeicher für HPC-Ladestationen konnte in Betrieb genommen werden. Ebenso wurden ein AC-Depotladesystem und eine DC-Hochstrom-HV-Box erfolgreich installiert und genutzt. Ein modularer DC-Energiezähler wurde entwickelt und an eine Cloud angebunden, was die Datenanalyse erleichterte. Die Praxistauglichkeit der Ladeinfrastruktur bestätigte sich im regulären Betrieb, wobei Mitarbeitende geschult und die Infrastruktur erfolgreich umgesetzt wurde. Abschließend wurde eine optimale Elektrifizierungsstrategie formuliert und die Potenziale innovativer Ladesysteme bewertet. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung maßgeschneiderter Ladeinfrastruktur für die Elektrifizierung von Busflotten im ländlichen und suburbanen Raum und liefern wertvolle Empfehlungen für künftige Projekte.