NEFTON: Projekterweiterung auf Ladeszenarien bis 3 MW

Das 2021 gestartete Projekt NEFTON zur Entwicklung von Ladeszenarien für schwere Batterie-Lkw auf Basis des Megawatt Charging Systems (MCS) wird erweitert. Das Konsortium um die TU München nimmt nun Ladeleistungen bis zu 3 Megawatt in den Fokus.

Kurz zu dem 2021 angestoßenen Projekt selbst: Die Abkürzung NEFTON steht für „Nutzfahrzeugelektrifizierung für Transportsektor-optimierte Netzanbindung“. Simpler ausgedrückt: Die Projektteilnehmer wollen die Voraussetzung schaffen, dass E-Lkw nicht nur langsam über Nacht, sondern auch tagsüber bei kurzen Stopps mit hohen Ladeleistungen aufgeladen werden können, etwa während das Fahrzeug an der Laderampe steht.

Neben der Münchner Universität sind an NEFTON die Partner MAN Truck & Bus, AVL Software and Functions, Prettl Electronics, die Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. und die Technische Hochschule Deggendorf beteiligt. Gefördert wird das Projekt vom BMWi.

Im Zuge der aktuellen Erweiterung von NEFTON wollen die Teilnehmer nun auch Ladeströme von bis zu 3.000 A testen. Davon erhoffen sie sich, „E-Lkw-Akkus in 15 Minuten vollladen zu können“. Vor diesem Hintergrund soll nun ein Prüfstand entstehen, der für solche Stromstärken alle Komponenten vom Ladestecker bis zum Akku im Fahrzeug abbilden kann.

Bis 2024 rechnen die Partner des Konsortiums mit Ladeleistungen von bis zu einem Megawatt im Realbetrieb, womit sich der Akku eines Lkw während der vorgeschriebenen Lenkpause der Fahrer von 45 Minuten vollständig aufladen ließe. „Ein Megawatt Ladeleistung lässt sich schon gut mit den Fahrzeugen und der Ladetechnik in naher Zukunft umsetzen, das wird jedoch für eine schnelle Integration der Batterie-elektrischen Nutzfahrzeuge im großen Maßstab nicht reichen“, äußert Markus Lienkamp vom Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik an der TUM. „Bei drei Megawatt erreichen wir Ladezeiten von etwa 15 Minuten, sodass ein Zwischenladen kaum noch zu Einschränkungen führen wird. Technologisch gesehen betreten wir hier allerdings völliges Neuland.“

Dazu liefert das Konsortium folgende Präzision: „Bei Ladevorgängen mit einem Megawatt nutzt das Fahrzeug eine Betriebsspannung von circa 800 Volt und einen Strom von 1250 Ampere. Soll aber im Bereich von drei Megawatt gearbeitet werden, sind es bei 800 Volt schon ganze 3000 Ampere. Um solche Werte zu realisieren, ist bei einigen Komponenten ein vollständiger Wechsel der Technologie notwendig.“ Beispielsweise lassen sich elektrische Ströme jenseits der 2000 Ampere im Automobilbereich nicht mehr durch klassische Kabel transportieren. Hier forscht NEFTON unter anderem an Stromschienen. Auch die Absicherung – bisher greifen im Fall von Störungen mechanische Schalter – muss aus Sicht der Projektpartner neu gedacht werden.

„Das Laden mit drei Megawatt hat direkte Auswirkungen auf das Fahrzeug, die Ladetechnik und das gesamte Stromnetz. Wir werden für viele Komponenten entlang des Ladepfads neue Technologien einsetzen. In einigen Bereichen wissen wir heute noch gar nicht, wie diese aussehen werden. Hier bietet der neue Prüfstand ideale Bedingungen für die Entwicklung und Optimierung“, sagt Malte Jaensch vom Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme der TUM.

Seit dem Projektstart im vergangenen Jahr stand der TU München zufolge die Entwicklung eines Gesamtsystems (Fahrzeug- und Infrastruktur-seitig) im Vordergrund, das auf Basis des MCS-Standards funktioniert. Dazu hat das Konsortium wie angekündigt die Einbindung stationärer Pufferspeicher realisiert, durch die sich ein teurer Netzausbau vermeiden lässt. „Außerdem spielte das Wärmemanagement im Fahrzeug selbst auch bislang schon eine entscheidende Rolle. Die bereits erforschten Ansätze werden nun mit der nächsten Stufe des Projekts weiterentwickelt“, heißt es.

Ein weiterer, bereits seit 2021 wichtiger Aspekt: Die Ladesäulen sollen bidirektional funktionieren, sodass Lkw, die etwa für einen längeren Zeitraum auf dem Parkplatz einer Spedition stehen, als Speicher für erneuerbare Energien fungieren können.
press.mantruckandbus.com, tum.de