In der heutigen Zeit ist es unerlässlich, den Gütertransport umweltfreundlicher und effizienter zu gestalten. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat im Rahmen des Forschungsprojekts „evTrailer2“ ein innovatives hybrides Speichersystem für schwere Sattelzüge entwickelt. Dieses System vereint Hochenergie- und Hochleistungszellen, was zu einer signifikanten Verbesserung der Ladeleistung und einer Reduzierung der Ladezeiten führt. Darüber hinaus wird die Lebensdauer der Batterien durch optimierte Ladezyklen verlängert, sodass die Reichweite elektrischer Lastkraftwagen (Lkw) steigt. Die Ergebnisse dieser Forschung kommen sowohl Transport- und Logistikunternehmen als auch Herstellern in der Elektromobilität zugute.
Die Herausforderungen im Gütertransport sind vielschichtig. Um den Anforderungen moderner Logistik gerecht zu werden, sind innovative Lösungen gefragt. Das Projekt „evTrailer2“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wird, vereint Experten aus Industrie und Wissenschaft, um die Energieeffizienz von schweren Sattelzügen (Nutzfahrzeuge über zwölf Tonnen) durch den Einsatz fortschrittlicher Elektrotraktionssysteme zu steigern. Ein zentrales Element des Projekts ist der neu entwickelte Hybridspeicher, der die Energieeffizienz herkömmlicher Sattelzüge erheblich verbessert.
Eine der Herausforderungen bei aktuellen Energiespeichersystemen besteht darin, dass diese häufig auf Hochenergiezellen basieren, die nicht optimal für Hochleistungsladepunkte geeignet sind. Dies kann zu einer schnelleren Degradation und einer verkürzten Lebensdauer der Batterien führen. Das neue Konzept des Fraunhofer-Teams sieht eine ausgewogene Verteilung der Speicherkapazität zwischen Hochenergie- und Hochleistungszellen vor. Diese Verteilung sollte sich an den spezifischen Fahrzeugmissionen orientieren, wie beispielsweise der Streckenlänge und der Beschaffenheit der Fahrbahn, sowie an den Lade- und Rekuperationsphasen.
Um die Effizienz des hybriden Energiespeichers zu maximieren, ist eine missionsspezifische Steuerung der Energieflüsse erforderlich. Das Konzept der Forscher umfasst zwei Antriebsachsen: Der Hochenergiespeicher unterstützt die Fahrzeuge während konstanter Fahrten, während der Hochleistungsspeicher bei anspruchsvollen Manövern wie Beschleunigungen oder Bergauffahrten aktiv wird. Durch die dynamische Verteilung der Last zwischen den Speichern können beim Beschleunigen Leistungen von bis zu 600 kW bereitgestellt werden.
Der Hybridspeicher, der in skalierter Form umgesetzt und getestet wurde, ermöglicht Ladeleistungen von bis zu 350 kW an Schnellladestationen sowie bis zu 500 kW bei Oberleitungsstrecken oder Megachargern. Zudem wird die Rückgewinnung von Bremsenergie auf bis zu 348 kW maximiert. Mit einer Gesamtkapazität von 122 kWh, von denen 98 kWh nutzbar sind, wird eine Lebensdauer von über 700.000 km angestrebt. Um dies zu erreichen, wird der Ladehub auf 50 Prozent der Bruttokapazität begrenzt, was die Nettomasse des Speichers optimiert.
Dr. Sven Herold, ein Wissenschaftler am Fraunhofer LBF, erklärt, dass diese innovative Technologie nicht nur den Wirkungsgrad des Antriebsstrangs verbessert, sondern auch die Hochenergiezellen vor schädlichen Spitzenströmen schützt. Diese Entwicklungen sind für Logistik- und Transportunternehmen von großer Bedeutung, da sie zu reduzierten Betriebskosten und einer besseren Umweltbilanz führen. Die gesteigerte Effizienz und Nachhaltigkeit des Antriebssystems sind entscheidende Faktoren für die Zukunft des Gütertransports.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entwicklung des hybriden Speichersystems im Rahmen des Projekts „evTrailer2“ einen bedeutenden Fortschritt in der Elektromobilität darstellt. Durch die Kombination von Hochenergie- und Hochleistungszellen wird nicht nur die Reichweite der elektrischen Sattelzüge erhöht, sondern auch deren Effizienz und Lebensdauer optimiert. Diese Innovation könnte somit einen wichtigen Beitrag zur umweltfreundlichen Gestaltung des Gütertransports leisten.
