ConverT

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Markus Neubert

Oberingenieur Leistungselektronik und Elektrische Antriebe

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Um den CO2-Ausstoß im straßengebundenen Güterverkehr zu senken, ist der Umstieg von herkömmlichen Verbrennungsmotoren auf elektrische Antriebe unumgänglich. Oberleitungen für Lastkraftwagen bieten hinsichtlich ökologischer als auch ökonomischer Faktoren eine effektive Option, den Verkehr auf Autobahnen zu elektrifizieren. Um den Ausbau der benötigten Infrastruktur zu reduzieren, bietet sich eine abschnittsweise Ausstattung mit Oberleitungen als eine effiziente Versorgungslösung an. Um auch außerhalb von oberleitungsgeführten Strecken fahren zu können, verfügen die Lastkraftwagen über eine Batterie. Diese soll an den elektrifizierten Abschnitten der Autobahnen über einen Pantographen und ein leistungselektronisches Ladegerät aufgeladen werden. Herr Dr. Mareev vom ISEA hat 2018 im Rahmen seiner Dissertation zeigen können, dass oberleitungsgebundene LKWs einen im Mittel um den Faktor 2,5 geringeren Primärenergieverbrauch im Vergleich zu reinen Diesel-LKWs erzielen können. Schon mit dem heutigen Strommix kann hierbei das Treibhausgaspotential gesenkt werden. Es können zudem Lebenszykluskosten erreicht werden, die ungefähr auf dem Niveau von reinen Dieselantrieben liegen, mit Potentialen zu Kostensenkungen in der Zukunft.

Im Zuge des öffentlich geförderten Projekts ConverT werden erstmalig modulare, hochintegrierte leistungselektronische Ladegeräte für Oberleitungs-LKWs entwickelt und aufgebaut. Die Anforderungen sind eine Leistung von 200 kW, eine galvanische Trennung und eine hohe Leistungsdichte, bei gleichzeitig akzeptablen Kosten. Ein Prototyp wird auf Basis des aktuellen Stands der Technik aufgebaut, wohingegen das ISEA ein High-End-Forschungsmuster entwickeln wird, um die Technologiepotentiale für die kommenden Jahre aufzuzeigen und abzuschätzen. Dieses Forschungsmuster soll durch Verwendung von Siliziumkarbidhalbleitern eine hohe Schaltfrequenz und dadurch ein geringes Gewicht und Volumen aufweisen. Durch innovative Ansätze soll das Forschungsmuster zudem höchste Effizienz zeigen. Eine besondere Herausforderung ist hierbei die hohe Spannung der Oberleitung.

Im Projekt ConverT sind neben dem ISEA auch die Futavis GmbH, das WZL der RWTH Aachen und Siemens beteiligt. Ein weiteres zentrales Forschungsthema sind die erforderlichen Sicherheits- und Kommunikationsschnittstellen für die Integration des Ladegeräts in einen Lastkraftwagen. Darüber hinaus werden additiv gefertigte Umformwerkzeuge zur Herstellung von seriennahen Verbindungselementen für die leistungselektronischen Baugruppen erforscht und erprobt, um die kommerzielle Fertigbarkeit aufzuzeigen und zusätzlich den benötigten Bauraum zu verringern.

 

Laufzeit

01. September 2019 – 31. August 2021

 
 

Projektträger

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Fördergeber

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Partner

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