Bus der Zukunft: Die Autotram

06.Oct 2010 | Julia Räsch | Automotive | 0 |1981 mal gelesen

Feierabend: Die Fahrgäste stehen geduldig an der Haltestelle und warten auf ihre Buslinie. Immer wieder steigen ihnen Abgase in die Nase, wenn ein Bus hält und dann wieder anfährt. Dieses Szenario könnte bald der Vergangenheit angehören – der Stadtverkehr wird sich künftig verändern: Ein mögliches Fahrzeug der Zukunft ist die AutoTram®. Sie ist so lang wie eine Straßenbahn und so wendig wie ein Bus und vereint die jeweiligen Vorteile der Fahrzeuge: Schienen und Oberleitungen sind nicht notwendig – die „BusBahn“ rollt auf Gummireifen und folgt einfach weißen Linien auf der Straße. In dem Großprojekt „Fraunhofer-Systemforschung Elektromobilität", einer Forschungskooperation von 33 Fraunhofer-Instituten, dient sie als Versuchsplattform. „Wir möchten funktionsfähige Lösungen anbieten und die Elektromobilität in Deutschland voranbringen“, sagt Projektkoordinator Professor Holger Hanselka. Anders als Autos, die im Durchschnitt 23 Stunden am Tag parken – sind Busse und Bahnen den ganzen Tag unterwegs. So bleibt wenig Zeit, die Batterien zu laden. Ein Lösungsansatz für die AutoTram® sind Schnellladestationen an Haltestellen. An jedem dritten oder vierten Haltepunkt kann Strom gezapft werden. In 30 bis 60 Sekunden muss die erforderliche Energiemenge bei mehr als 1000 Ampere und 700 Volt aufgetankt werden. In dieser kurzen Zeit ist das nur mit Superkondensatoren möglich. Die Forscher arbeiten an den dazu notwendigen Modulen: beispielsweise an Energiespeichern, die auf Doppelschichtkondensatoren basieren, an Hochleistungswandlern und an Kontaktsystemen zur Übertragung des Stroms. Die Doppelschichtkondensatoren – auch Supercaps genannt – haben im Gegensatz zu Batterien eine hohe Leistungsdichte. Sie sind es, die dafür sorgen, dass die Ladung schnell gespeichert werden kann. „Batterien benötigen ihre Zeit, um aufgeladen zu werden. Man kann das vergleichen mit einer großen Badewanne mit kleinem Zufluss“, erklärt Ulrich Potthoff. Er ist der Abteilungsleiter des Instituts für Verkehrs- und Infrastruktursysteme (IVI) in Dresden und ebenfalls am Projekt beteiligt. „Kondensatoren dagegen nehmen die Ladung sehr schnell auf, wie eine kleine Badewanne mit großem Zufluss. Allerdings können sie nur eine geringere Menge Energie speichern.“ Die Ingenieure arbeiten daran, das Batteriesystem und die Kondensatoren für diese Anwendung im städtischen Verkehr zu verknüpfen. „Wir entwickeln Dualspeicher und testen auch die Kombination mit anderen Speichertypen und Brennstoffzellen“, ergänzt Potthoff. Seine Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB steuern neue Entwicklungen der leistungselektronischen Komponenten bei, wie einen Gleichspannungswandler, der das Spannungsniveau anpasst. Entscheidend sind auch Materialien, die der Hochstromübertragung Stand halten. Die Oberfläche der Kontakte muss sehr stabil und verschleißfest sein. Geeignete Materialien und ihre Verarbeitung haben Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS gefunden. „Die Bauteile sind so aufeinander abzustimmen, dass sie mit allen anderen Komponenten harmonieren. Wir passen am IVI die Module in das Gesamtsystem der AutoTram® ein und konfigurieren die Schnittstellen“, sagt Potthoff. Dazu gehören auch die Lithium-Ionen-Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge. Damit befassen sich Experten aus elf Fraunhofer-Instituten unter Hochdruck – keine einfache Aufgabe, denn an Batterien und elektrische Systeme werden höchste Anforderungen gestellt. Sie müssen sicher, langlebig und effizient sein. Ausgerüstet mit hocheffizienten elektrischen Antriebsmotoren und Steuergeräten sowie Hochleistungsbatterien und Superkondensatoren kann die AutoTram® ihre Fahrgäste fast ohne Emissionen transportieren. Es sind jedoch noch technologische Hürden zu nehmen, bis die Fahrgäste an ihren Bushaltestellen keine Abgase mehr einatmen zu brauchen. Foto: Fraunhofer Quelle: Fraunhofer