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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/501377
Projekttitel
Einführung, Pilotierung und Optimierung von energie- und kosteneffizienten Batterien für die Bordnetzstromversorgung in Eisenbahnfahrzeugen der SBB

Texte zu diesem Projekt

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Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Publikationen / Ergebnisse
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)
Batterie, Effizienz, Gewicht, Bahn, Hilfsenergie
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Insgesamt sind auf SBB-Fahrzeugen über 2‘000 t Bleibatterien im Einsatz, diese werden täglich über mehrere hundert Kilometer transportiert. Mit modernen Batterietechnologien lässt sich dieses Batteriegewicht um bis zu 70% reduzieren, was den Energieverbrauch für die Traktion verringert. Insgesamt führt eine neue Batterietechnologie zur Steigerung der Energieeffizienz von knapp 3 GWh/a für alle SBBFahrzeuge. Dank der Diagnosefähigkeit weisen die neuen Batterien zudem eine mehr als doppelt so hohe Lebensdauer auf, was die Unterhaltskosten der SBB reduziert. Das in einer Machbarkeitsstudie erstellte Funktionsmuster wird im P+D-Projekt auf einem SBB-Fahrzeug getestet, die Optimierungen aus dem laufenden Betrieb fliessen in eine Testserie von weiteren 5 Fahrzeugen. Die Mess- und Erfahrungsberichte werden veröffentlicht, so dass weitere Bahnen und Batteriehersteller gleichermassen profitieren können.
Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
Zugehörige Dokumente
Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
Zugehörige Dokumente
Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Deutsch)

In allen Eisenbahnfahrzeugen befinden sich Batterien, die das Bordnetz stützen. Diese gewährleisten den Betrieb der Magnetschienenbremsen und speisen bei regulären Netzunterbrüchen oder Evakuationsfällen während bis zu fünf Stunden die Notbeleuchtung, die Türsteuerungen und weitere Systeme.
Die SBB und das BFH-Zentrum Energiespeicherung (ESReC) führten gemeinsam eine Analyse der bestehenden Systeme durch. Dabei wurde untersucht, ob die heutigen schweren Bleibatterien durch leichtere und langlebigere Li-Ionen-Batterien ersetzt werden können. Das Projektteam entwickelte ein Batterie-Funktionsmuster mit Lithium-Eisenphosphat-Zellen, das gegenüber dem heutigen System lediglich ein Drittel wiegt, die Hälfte des Bauraumes einnimmt und möglicherweise die doppelte Lebensdauer hat. Diverse Tests und eine Risikoanalyse weisen die Bahntauglichkeit nach. Die Neuentwicklung verfügt über Funktionen zur Überwachung und Maximierung der Lebensdauer und passt sich optimal an die Bordnetze an. Die womöglich erste Li-Ionen-Bordnetzbatterie der Bahngeschichte ermöglichte das Testen dieses Systems und das Sammeln der nötigen Erfahrungen, wodurch viele weitere Entwicklungsprojekte angestossen wurden. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wurden Beschaffungsunterlagen in hoher Detaillierung erstellt und im Mai 2018 schrieb die SBB das 36V-Batteriesystem öffentlich aus. Das im Rahmen des BFE-Projektes entwickelte Batterie-Funktionsmuster dient dabei als technisches Referenzobjekt.

Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Englisch)
All railway vehicles are equipped with batteries that support the on-board network. These ensure the operation of the magnetic rail brakes and supply emergency lighting, door controls and other systems for up to five hours in the event of regular network interruptions or evacuations. SBB and BFH Energy Storage Research Centre (ESReC) carried out a joint analysis of the existing systems. It was examined whether today's heavy lead-acid batteries could be replaced by lighter and more durable Li-ion batteries. The project team developed a battery functional model with lithium iron phosphate cells, which weighs only one third of the current system, occupies half the installation space and possibly has twice the service life. Various tests and a risk analysis prove the suitability for railway use. The new development has functions for monitoring and maximizing the service life and adapts optimally to the on-board electrical system. Possibly as the first Li-Ion battery in railway history, the system has been tested and experience gained, which has led to many more development projects. Based on the knowledge gained, procurement documents were prepared in detail and in May 2018 SBB put the 36V battery system out to the public procurement process. The battery functional model developed as part of the SFOE project serves as a technical reference in that case.