鉄道車両の牽引用バッテリーの特別要件
バス、路面電車または列車は、ほぼ24時間、そしてほとんどが短い間隔の時間でどんな天気であろうと稼働しています。それらはは風や雨、熱、寒さにさらされています。旅客のkm単位での輸送能力はバスや車よりもはるかに高いにもかかわらず、通常は約30年間使用されています。したがって、充放電電流、安全性、低温性能、動作時間およびサイクル安定性に関して、鉄道車両の牽引用バッテリーの要件はそれに応じて高くなります。
低排出ガス車への高まる要求は、将来的にディーゼルハイブリッドや、燃料電池やバッテリーをベースとした代替ドライブ搭載車両がより重視されることを示唆しています。どのドライブのコンセプトまたはハイブリッドの組み合わせが実際に需要があり受け入れられるかは、鉄道ネットワークの構造によります。
未来の鉄道：バッテリー、燃料電池、またはハイブリッド？
大規模な未電化ネットワークでは、高速リロードの範囲と場合によっては可能性が重要な判断基準になります。電化された地域間の架線のない区間をブリッジするだけの場合、鉄道車両はハイブリッドとみなされます。それらには架線用の集電器（パンタグラフ）と代替駆動装置が装備されています。この場合、架線によって区間上でリロードされるバッテリー搭載駆動装置が便利です。ブリッジされる距離に応じて、区間沿いの充電ステーションを省くこともできます。より長い距離をブリッジする場合は、燃料電池の使用が推奨されます。それらによって、より広い範囲に到達することができ、数分で水素の必要量を補給することが可能になります。
バッテリー充電ステーション/架線またはH2充填ステーションが設置されたいわゆるラストマイル、つまり依然として克服すべき未電化の区間から目的地の駅までにも同様の考察が適用されます。
適切なバッテリー技術が重要です
鉄道輸送における高い運転要件のために、市場で入手可能な適切なセル候補の数は大幅に削減されます。安全でも高い解決策は、LTOアノードを有するリチウムイオン電池です。現在のところ、いくつかのセルメーカーから特別な技術として提供されています。この技術の重大な欠点は、比較的エネルギー密度が低いことです。鉄道車両メーカーにとっては、特定の範囲に応じて、車両に重大な重量問題が発生する可能性があります。
LTOバッテリーセルの実用的な代替
この研究のさらなる出発点は、システムレベルでの代替アプローチによって一方または他方の要件を視野に入れられるか、またはどの程度まで補償できるかという疑問でした。バックグラウンドのアイデア：常に必ずすべての要件が目標レベルで満たされる必要はありません。例えば、電気自動車のメーカーは、NPE（National Platform for Electromobility）の枠組みの中で、この実用的なアプローチを決定しました。さらに、業界を超えて賛同された世代ロードマップにも依存しています。これらは、2030年までのエネルギー密度とコストの開発に関する情報を提供します。本研究では、可能な代替バッテリーコンセプトのための行動方針と推奨事項について結論づけています。
連邦交通省から委託を受けたこの調査の一環で、パートナーは開発プロジェクトX-EMUの結果も分析しました。牽引モジュラーシステムにおけるハイブリッドEMU列車用高性能燃料電池駆動装置の開発と検証に携わっています。VDEの調査書「鉄道エンジン用バッテリーシステム」（英語とドイツ語のみ）は、今後予定されている出版物の皮切りです：代替駆動装置装備の鉄道車両の枠組み条件と成功要因は、異なる視点から分析されるべきです。
