Technische Universität Berlin

Medieninformation | 8. Oktober 2021 | cca

Hochleistungsladestationen für Elektro-Lkw

TU Berlin ist am Innovationscluster für klimaschonende Lkw-Antriebe beteiligt

Der Langstreckenverkehr mit schweren Lkw stellt Batterie- und Ladesysteme vor große Herausforderungen. Das sogenannte Hochleistungsladen soll es ermöglichen, dass batteriebetriebene Lkw innerhalb der gesetzlichen Pausenzeiten von 45 Minuten auf den Rastplätzen ausreichend schnell laden können. Das Volumendes Forschungsprojekts „Hochleistungsladen im Lkw-Fernverkehr“ (HoLa) beträgt 27 Millionen Euro.

Ziel ist ein emissionsarmer Langstreckentransport ohne Reichweitenbeschränkung. Das deutsche Klimaschutzgesetz sieht vor, dass Deutschland bis 2030 die CO2-Emissionen im Verkehrssektor um 48 Prozent gegenüber 1990 senkt. Das Projekt Hochleistungsladen im Lkw-Fernverkehr (HoLa) ist eines von drei Innovationsclustern für klimafreundlichere Lkw-Antriebstechnologien, mit denen das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) dazu beitragen möchte. Mit „HoLa“ werden Hochleistungs-Ladepunkte an vier Standorten entlang der Autobahn A2 zwischen dem Ruhrgebiet und Berlin aufgebaut und betrieben. Zunächst wird in einer ersten Phase die international standardisierte Combined Charging Ladetechnologie (CCS) mit einer Ladeleistung von max. 450 Kilowatt verwendet. In einer zweiten Phase werden dann neuartige Hochleistungsladepunkte mit dem Megawatt Charging System (MCS) mit einer Ladeleistung von nahezu 1000 Kilowatt aufgebaut.

Zentrale Datendrehscheibe TU Berlin

Der Aufbau und Betrieb der Infrastruktur sowie der Fahrzeuge werden von einem umfangreichen Forschungsprogramm begleitet. „Das Fachgebiet Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik der TU Berlin ist insbesondere für die Evaluation und Optimierung des Betriebskonzeptes verantwortlich“, beschreibt der Fachgebietsleiter Prof. Dr.-Ing. Dietmar Göhlich. „Unsere Partner ermitteln Ladeprofile der Fahrzeuge und erstellen Lastprofile der Ladestationen. Daraus ergibt sich unter anderem, wie aufwändig die Instandhaltung der Fahrzeuge und der Infrastruktur sein wird. Diese umfangreichen Daten analysieren wir und leiten Optimierungsmaßnahmen ab.“

Das Fachgebiet Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik der TU Berlin beschäftigt sich seit 2012 mit dem Hochleistungsladen von Elektrofahrzeugen. Der Fokus lag zunächst auf elektrisch betriebenen Bussen. Seit der Einführung der ersten Berliner Elektro-Buslinie (204) im Jahre 2015 sammelt und analysiert das Forscher*innenteam der TU Berlin Daten aus dem Echtbetrieb. Diese Expertise übertragen die Wissenschaftler*innen jetzt auf Elektro-Lkw.

Eine besondere Herausforderung

„Eine besondere Herausforderung bietet das heterogene Umfeld“, stellt Dietmar Göhlich fest. „Es sind Messungen an den Fahrzeugen von vier verschiedenen Lkw-Herstellern auf der gesamten Autobahn A2 zwischen Ruhrgebiet und Berlin durchzuführen. Außerdem muss an den Ladestationen entlang der A2 und an den Standorten der Logistikpartner gemessen werden. Als ‚Datendrehscheibe‘ aller Projektpartner müssen die Forscher*innen der TU Berlin diese heterogenen Daten aus verschiedenen Quellen einheitlich auswerten und analysieren.“

Mit den Messungen einerseits der Leistungsaufnahme direkt in den Fahrzeugen sowie andererseits der Ladeleistung an den Ladestationen können die Wissenschaftler*innen die bestehenden Simulationsmodelle verbessern und Vorschläge zur Optimierung des Betriebs erarbeiten. Derartige Betriebsoptimierungen haben sie bereits erfolgreich für die E-Busse und Depots der Berliner Verkehrsbetriebe durchgeführt.

Hohes Potenzial für emissionsarmen Güterverkehr

Theoretisch reichen die gesetzlich vorgeschriebenen Pausen zwischen zwei Fahreinsätzen aus, um die elektrisch betriebenen Lkw mit Hochleistungsladestationen für den nächsten Streckenabschnitt komplett aufzuladen. In der Theorie ergibt sich damit eine fast unendliche Reichweite der Fahrzeuge. „Wir sind gespannt, inwieweit wir das auch in der Praxis über einen längeren Zeitraum nachweisen können“, sagt Dietmar Göhlich. Wenn das Projekt erfolgreich ist, können zukünftig große Teile des schweren Güterverkehrs auf emissionsarme Elektro-Lkw mit Hochleistungsladestationen umgestellt werden.

Kontakt

Einrichtung Fachgebiet Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik
Einrichtung Fachgebiet Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik

Förderung und Partner

15 Millionen Euro bringen die beteiligten Unternehmen als Eigenanteil ein. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) fördert das Projekt von September 2021 bis Ende 2024 mit insgesamt 12 Millionen Euro, davon erhält die TU Berlin rund 370.000 Euro. An dem praxisorientierten Projekt sind 13 Konsortial- sowie acht assoziierte Partner aus Industrie und Forschung beteiligt, darunter die vier Lkw-Hersteller Daimler, MAN, Volvo und Scania mit 12 schweren Lkw.

Weitere Informationen zum Projekt: