Lehrstuhl für Elektromobilität und Energiespeichersysteme

BOB Solingen - Mit dem Batterie-Oberleitungs-Bus und der intelligenten Oberleitungsinfrastruktur zum emissionsfreien ÖPNV

Projektlaufzeit:
Februar 2017 - Dezember 2022

Konsortium:
- Bergische Universität Wuppertal
  (Lehrstuhl EES)
- Stadt Solingen
- Stadtwerke Solingen - Verkehrsbetrieb
- SWS Netze Solingen
- etSystem GmbH
- Voltabox AG
- Neue Effizienz GmbH

Förderung:
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI)

Website:
www.bob-solingen.de

Artikel:
BUW Output 18/2017

Forschungsvorhaben

Die vollständige Elektrifizierung eines Verkehrsbetriebs stellt Städte und Kommunen vor große Herausforderungen, denn zu irgendeinem Zeitpunkt müssen die alternativ betriebenen Fahrzeuge wieder mit Energie versorgt werden. Was im kleinen Rahmen gut klappt, kann bei 100 und mehr Fahrzeugen schnell zu Problemen führen. Der Verkehrsbetrieb der Stadt Solingen ist mit seinem Oberleitungsnetz und den Batterie-Oberleitungs-Bussen (BOB) der Lösung dieses Problems ein ganzes Stück näher als die meisten Städte, denn die BOB laden während der Fahrt. Auf diese Weise werden bereits heute mehr als die Hälfte der Fahrgäste rein elektrisch befördert – Tendenz steigend! Unter anderem aus diesem Grund wird das Projekt BOB Solingen: Mit dem Batterie-Oberleitungs-Bus (BOB) und der intelligenten Oberleitungsinfrastruktur zum emissionsfreien ÖPNV als Leuchtturmprojekt direkt vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur mit knapp 15 Millionen Euro gefördert. Während sich die Lehrstühle für Elektrische Energieversorgungstechnik und Elektrische Maschinen und Antriebe mit Themen rund um die Infrastruktur beschäftigen, fokussiert sich der Lehrstuhl für Elektromobilität und Energiespeichersysteme in der fünfjährigen Projektlaufzeit auf das Fahrzeug selbst.

So ist zum Beispiel ein Ziel die Entwicklung eines lokalen Parametersatzes zur Beschreibung der Einsatzflexibilität (sowohl verkehrstechnisch im Linienbetrieb als auch energietechnisch im Versorgungsnetz) eines Busses. Dies klingt zunächst gar nicht so kompliziert. Hierbei muss aber bedacht werden, dass die Einsatzflexibilität nicht nur vom SOC („State of Charge“) der Batterie abhängt, sondern auch vom prognostizierten Energiebedarf des Busses. Damit ist dieser Parametersatz u. a. von der aktuellen Position und Route des Busses, aber auch vom Fahrgast- und Verkehrsaufkommen sowie vom Wetter abhängig.

Zur Erhöhung der Einsatzflexibilität wird außerdem ein neuartiges Fahrerinformationssystem konzeptioniert und entwickelt sowie im realen Betrieb erprobt und angepasst. Dieses soll mittels gezielter Hinweise die Fahrer zu einer möglichst effizienten Fahrweise anregen und damit die Nachhaltigkeit des Busbetriebs weiter steigern. Auch das Fahrgastaufkommen ist von entscheidender Bedeutung für die Einsatzflexibilität der Busse. Dabei interessiert weniger die Anzahl der Fahrgäste, als vielmehr deren kumuliertes Gewicht. Denn gerade im Stadtverkehr mit vielen Brems- und Beschleunigungsvorgängen hat die Masse der Busse großen Einfluss auf den Energiebedarf. Letztlich soll es am Ende des Vorhabens möglich sein, die (oberleitungsfreie) Restreichweite jedes Fahrzeugs bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen und unterschiedlicher Auslastung mit Fahrgästen möglichst exakt zu bestimmen, da nur so eine verlässliche Einsatzflexibilität ermittelt werden kann. Damit die in den Batterien gespeicherte Energie stets zur Verfügung gestellt werden kann und damit die Batterien so schnell wie möglich aufgeladen werden können, ist auch eine Übertragung der elektrischen Energie im Stillstand (z. B. an den Haltestellen) erforderlich. Für die Aufnahme oder Abgabe einer hohen elektrischen Leistung im Stillstand ist die Entwicklung eines neuartigen Stromabnehmersystems notwendig, da die konventionellen Stromabnehmer ihre maximale Leistung aufgrund thermischer Grenzen nur im Fahrbetrieb gewährleisten können. Dieses Stromabnehmersystem soll sowohl im Labor als auch auf einem Testfahrzeug erprobt werden.

1. Abb.: Übersichtsgrafik zum Forschungsvorhaben

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