Moderne Bordnetz-Batterie

06.03.2018

Gewichtseinsparung und längere Lebensdauer: Die SBB prüfen, die Bleibatterien in den Zügen nach und nach zu ersetzen. Die neuen Akkus sollen wesentlich leichter sein und über eine deutlich gesteigerte Lebensdauer verfügen. Ein von der Berner Fachhochschule entwickelter Prototyp erfüllt diese Anforderungen – und dient nun als Referenz bei der Ausschreibung des Beschaffungsauftrags.

Das gesamte, rund 3200 km lange SBB-Schienennetz ist mit Stromleitungen ausgerüstet. Die Leitungen versorgen die Züge, die zwischen Basel und Chiasso, zwischen Genf und St. Margrethen unterwegs sind, mit 15-kV-Wechselspannung. Trotz direkter Anbindung ans Übertragungsnetz braucht jedes der rund 3500 Eisenbahnfahrzeuge – Reisezugwagen, Triebzug oder Lokomotive – eine oder mehrere Batterien. Die Batterien speisen das Bordnetz der Eisenbahnwagen in Notsituationen, aber auch bei kurzen Speisungsunterbrüchen, die beim regulären Betrieb auf der Strecke oder beim Umspannen in den Bahnhöfen auftreten. Das Bordnetz liefert die Energie für Beleuchtung, Türen und Kundeninformationssysteme. Die Batterie ist ein sicherheitsrelevantes System, da sie den Betrieb der Magnetschienenbremsen gewährleistet und bei Evakuationsfällen zum Einsatz kommt. Heute werden zu diesem Zweck meist 36-V-Bleibatterien genutzt, jede von ihnen 334 kg schwer. Bezogen auf die gesamte Fahrzeugflotte kommen so rund 2000 t zusammen, die mit den Zügen befördert werden müssen und den Energieverbrauch entsprechend erhöhen.


Das am BFH-CSEM-Zentrum Energiespeicherung in Biel entwickelte Funktionsmuster besteht aus elf Li-Ionen-Zellen und hat eine Speicherkapazität von 6,5 kWh.

Die SBB will hier ansetzen und die Bleibatterien nun durch neue Batterien ersetzen. Diese sollen leichter, dank neuer Technologie energieeffizienter und – über den Lebenszyklus hinweg – günstiger sein. Die Senkung der Lebenszykluskosten (LCC) und der nachhaltige Umgang mit wertvollen Ressourcen sind die zentralen Beweggründe für diesen Technologiewechsel. Die Entwicklung einer solchen Batterie ist anspruchsvoll, weil sie ohne speziellen Anpassungsaufwand in die bestehende Umgebung der Bahnwagen eingebaut werden können muss. Mitte 2014 haben die SBB das Projekt «Neue Batterietechnologie SBB» gestartet. Als Partner beteiligt ist das BFH-CSEM-Zentrum Energiespeicherung in Biel, eine 2015 geschaffene Gemeinschaftseinrichtung der Berner Fachhochschule (BFH) und des Centre Suisse dˇElectronique et de Microtechnique SA (CSEM). Das Bundesamt für Energie (BFE) unterstützt das Vorhaben im Rahmen seines Pilot- und Demonstrationsprogramms.

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Prof. Dr. Andrea Vezzini

Leitung des BFH-CSEM-Zentrums Energiespeicherung
Professor für Industrieelektronik
T +41 32 321 63 72

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