Die Batterien von Elektrobussen müssen nicht im Fahrzeug selbst geladen werden: beim Battery-Swapping werden sie an der Ladestation mittels Steckverbinderlösung und Roboter-System durch geladene ersetzt.

Die Batterien von Elektrobussen müssen nicht im Fahrzeug selbst geladen werden: beim Battery-Swapping werden sie an der Ladestation mittels Steckverbinderlösung und Roboter-System durch geladene ersetzt.Phoenix Contact

Bei den gegenwärtigen Diskussionen um die Akzeptanz des Elektromobils spielt neben Anschaffungspreis und Reichweite vor allem die Nutzerfreundlichkeit eine dominierende Rolle. Ganz anders sehen die Anforderungen bei Nutzfahrzeugen aus: bei Flurförderfahrzeugen, bei Fahrzeugen auf dem Flughafenvorfeld oder auch bei Elektrobussen im öffentlichen Personennahverkehr. Die erforderliche Reichweite der Fahrzeuge ist durch ihr Aufgabenfeld definiert. Busse, die im Stadt- oder Nahverkehr zum Einsatz kommen, fahren keine Fernstrecken. Für das Battery-Swapping (Batterietausch) sprechen die kurzen Stillstandzeiten der Fahrzeuge, denn die Ladezeiten spielen ja praktisch keine Rolle. Der Ladevorgang muss zudem nicht von Laien ausgeführt werden, die mit Ladesteckern hantieren müssen. Die Batteriewechsel-Steckverbinder im Nutzfahrzeug-Umfeld sind auch in ganz anderen Leistungsbereichen angesiedelt, denn sie müssen bis zu 300 kW übertragen.

Größte Herausforderung: Die extreme Belastung

Im Personennahverkehr der ostchinesischen 8-Millionenstadt Qingdao setzt die XJ Group Corporation als Betreiber mit großem Erfolg elektrisch angetriebene Busse ein. An den Wechselstationen tauscht das Personal in einer beidseitig mit Robotern bestückten Gasse die leergefahrenen Batterien einfach gegen aufgeladene Batterien aus. Für den gesamten Tauschvorgang sind sieben Minuten erforderlich, und der Bus kann mit voller Ladung wieder seine Fahrt aufnehmen.

Bild 2: Die Steckverbinder-Lösung besteht aus diesem Stecker, der sich an der Batterie befindet, sowie aus der passenden Buchse, die sich am Fahrzeug sowie in der Ladestation befindet. Zwei Steckkontakte übertragen die Leistung mit 400 A.

Bild 2: Die Steckverbinder-Lösung besteht aus diesem Stecker, der sich an der Batterie befindet, sowie aus der passenden Buchse, die sich am Fahrzeug sowie in der Ladestation befindet. Zwei Steckkontakte übertragen die Leistung mit 400 A.Phoenix Contact

Die größte Herausforderung bei diesem Projekt lag darin, in weniger als sechs Monaten eine Ladestation auf die grüne Wiese zu stellen. In dieser kurzen Zeit musste auch ein zuverlässiges und robustes Stecksystem entwickelt werden: mit einem Stecker an der Batterie (Bild 2) sowie einer Buchse in der Ladestation und im Fahrzeug. Da die Batterien durch das mehrfache Laden und Entladen pro Tag extremer Belastung ausgesetzt sind, muss das Laden schonend und dennoch zügig ablaufen. Phoenix Contact entwickelte speziell für diese Elektronutzfahrzeuge im Dauereinsatz eine Steckverbinderlösung. Das Stecksystem ist aufgrund seiner Dimensionierung und Materialbeschaffenheit für Ströme bis 400 A und Spannungen bis 750 V ausgelegt.

1500 Elektrobusse in Qingdao bis 2013

Inzwischen lieferte Phoenix Contact über 6000 Steckerpaare nach China. Jeden Tag werden die Batterien von rund 200 Bussen zwei bis drei Mal an der Wechselstation getauscht. So kamen bisher insgesamt mehrere 100.000 Batteriewechsel zustande. Bis Ende 2013 soll die Bus-Flotte auf 1500-Elektrobusse erweitert werden. In China ist Phoenix Contact in weiteren Projekten dieser Art involviert, und auch in Europa besteht großes Interesse an Lösungen mit Battery Swapping im Nutzverkehr.