Das Projekt MOSENAS ist in sechs Arbeitspakete unterteilt, wobei das DLR Institut für Fahrzeugkonzepte in allen Arbeitspaketen inhaltliche Arbeiten verantwortet.

Im Hauptarbeitspaket Modulares Konzept AP 1 werden die aus dem betrieblichen und Streckenbetrieb von elektrischen Triebzügen mit Akkumulator (ETA) bzw. Batterietriebzügen (BEMU) resultierenden Anforderungen an modulare, skalierbare Batteriesysteme erarbeitet. Mittels Analyse des deutschen SPNV-Streckennetzes werden hierbei allgemeine und streckenabhängige Einflussfaktoren, die für eine geeignete Dimensionierung des modularen Energiespeichersystems notwendig sind, untersucht. Mit Hilfe abgeleiteter Dimensionierungsgrößen erfolgt die technische Konstruktion des Modulsystems unter Beachtung von Packagingrandbedingungen. Ebenso betrachtet wird eine perspektivische Integration eines Brennstoffzellenmoduls.

Das Hauptarbeitspaket Energiebedarf (AP 2) umfasst die Untersuchung und Verifikation von spezifischen Einflussfaktoren während des Betriebs in den Tages- und Tourenumläufen, wobei das dynamische Verhalten des modularen Energiespeichersystems, z. B. unter Berücksichtigung von Ladefenstern, Rekuperation, Nebenverbrauchern und meteorologischen Einflüssen, im Mittelpunkt der Arbeiten steht.

Die Erforschung des Zusammenwirkens unterschiedlicher Akkumulatortechnologien (Zellchemien oder -formate), zur Erfüllung der dynamischen Anforderungen an das Fahrzeug, steht im Fokus des Arbeitspaketes Batteriesystem (AP 3). Die Erkenntnisse eines detaillierten Technologiemonitorings, einer Batteriemesskampagne sowie einer Batteriealterungsmodellierung dienen als direkter Input für die Entwicklung eines Funktionsmusters aus welchem perspektivisch ein Seriensystem entstehen soll.

Im AP 4, Betrieb und Sicherheit, werden Frühindikatoren kritischer Batteriezustände, effiziente Brandschutzstrategien und Lagerungskonzepte evaluiert und entwickelt.

Im AP 5 (Sektorenkopplung) werden Systemlösungen für optimale Nachladeinfrastruktur- / Fahrzeugenergiespeicherkombinationen identifiziert, die einen ökonomischen und robusten Betrieb mit verringerten Auswirkungen auf das öffentliche Stromnetz ermöglichen. Außerdem wird die Einbindbarkeit von Erneuerbare Energie-Anlagen an Nachladeinfrastrukturen systemisch analysiert.

Abschließend wird im Arbeitspaket Ökobilanz (AP 6) eine in unterschiedlichen Aggregierungsstufen gestaffelte Ökobilanzierung (LCA) von Batteriesystemen durchgeführt.

Projektziele

• Konzeptionierung und Entwicklung eines skalierbaren Energiespeicher-Systems mit einheitlichem Formfaktor
• Erarbeitung eines Strecken-Simulationswerkzeugs zur sichereren Ermittlung der Einsatzfähigkeit von Batterietriebzügen für bestimmte Strecken- und Betriebsprofile
• Ermittlung von Sektorenkopplungspotentialen und optimierten, netzverträglichen Betriebsszenarien
• Erstellung einer Ökobilanzbetrachtung

Zuwendungsgeber

• Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) – Förderrichtlinie Elektromobilität
• Förderkennzeichen MOSENAS: 03EMF0403B

Projektpartner

• Stadler Deutschland GmbH
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – Institut für Fahrzeugkonzepte
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – Institut für vernetzte Energiesysteme

Projektlaufzeit