Zukunft elektrochemischer Speicher für Hybridantriebe - Studienreport am Beispiel von Hybridrangierlokomotiven

Future of electrochemical energy storage systems for hybrid drive - Study report on the example of hybrid shunter locomotives

  • Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs ist derzeit eines der großen Zukunftsthemen der Automobilindustrie. Das Thema ist nicht nur für den Automobilsektor relevant, sondern bietet auch Potential für andere Bereiche der Mobilität. Ein Beispiel ist die Umrüstung von Diesel-Rangierlokomotiven und Diesel-Triebwagen auf hybride Antriebe. In verschiedenen Projekten konnte bereits gezeigt werden, dass sich Emissionen und Kraftstoffverbrauch so erheblich reduzieren lassen. Als wichtigste Komponente des hybriden oder elektrischen Antriebsstrangs ist der Energiespeicher zu sehen. Er bestimmt wesentlich über die erzielbare Reichweite sowie die Verbrauchs- und Leistungsparameter des Fahrzeugs. In dieser Studie wird daher ein Überblick über aktuell verfügbare und sich in Entwicklung befindende Speichertechnologien sowie eine Einschätzung zu deren Weiterentwicklung gegeben. Der Fokus liegt dabei auf der Eignung der Speicher für die Anwendung in Hybridrangierlokomotiven. Zu diesem Zweck wurde einerseits eine umfassende Recherche in aktuellerDie Elektrifizierung des Antriebsstrangs ist derzeit eines der großen Zukunftsthemen der Automobilindustrie. Das Thema ist nicht nur für den Automobilsektor relevant, sondern bietet auch Potential für andere Bereiche der Mobilität. Ein Beispiel ist die Umrüstung von Diesel-Rangierlokomotiven und Diesel-Triebwagen auf hybride Antriebe. In verschiedenen Projekten konnte bereits gezeigt werden, dass sich Emissionen und Kraftstoffverbrauch so erheblich reduzieren lassen. Als wichtigste Komponente des hybriden oder elektrischen Antriebsstrangs ist der Energiespeicher zu sehen. Er bestimmt wesentlich über die erzielbare Reichweite sowie die Verbrauchs- und Leistungsparameter des Fahrzeugs. In dieser Studie wird daher ein Überblick über aktuell verfügbare und sich in Entwicklung befindende Speichertechnologien sowie eine Einschätzung zu deren Weiterentwicklung gegeben. Der Fokus liegt dabei auf der Eignung der Speicher für die Anwendung in Hybridrangierlokomotiven. Zu diesem Zweck wurde einerseits eine umfassende Recherche in aktueller Fachliteratur durchgeführt. Andererseits erfolgte eine Befragung von Experten für elektrochemische Speicher aus Wissenschaft und Industrie. Darauf aufbauend erfolgte eine Bewertung der Eignung aktueller und zukünftiger Speichertechnologien für die Verwendung in Hybridrangierlokomotiven. Zur Visualisierung der zukünftigen Entwicklungen wurde eine Produkt- und Technologie-Roadmap für die relevanten Technologien erstellt.show moreshow less
  • The electrification of the powertrain is one of the major concerns of automotive industry. However, the topic also offers a high potential for other sectors of the mobility industry. One example is the retrofitting of shunters and locomotives that are diesel-engined into diesel-electric locomotives. Different projects already revealed that emissions and fuel consumption can be reduced significantly. The most important component of hybrid or electric powertrains is the battery. The battery defines certain parameters, e.g. operating range, energy consumption and performance. Hence, this research study gives an overview on existing and evolving energy storage technologies as well as information on their estimated progression. The focus will be on the applicability of such technologies for hybrid shunter locomotives. Therefore, an extensive literature review in the latest journals has been performed. Moreover, a survey with experts for electrochemical energy storage systems in science and industry was done. Using the conductedThe electrification of the powertrain is one of the major concerns of automotive industry. However, the topic also offers a high potential for other sectors of the mobility industry. One example is the retrofitting of shunters and locomotives that are diesel-engined into diesel-electric locomotives. Different projects already revealed that emissions and fuel consumption can be reduced significantly. The most important component of hybrid or electric powertrains is the battery. The battery defines certain parameters, e.g. operating range, energy consumption and performance. Hence, this research study gives an overview on existing and evolving energy storage technologies as well as information on their estimated progression. The focus will be on the applicability of such technologies for hybrid shunter locomotives. Therefore, an extensive literature review in the latest journals has been performed. Moreover, a survey with experts for electrochemical energy storage systems in science and industry was done. Using the conducted information, the applicability of each technology was assessed. Finally, a product and technology roadmap has been prepared, visualizing the development of the most important technologies.show moreshow less

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Metadaten
Author: Kaucher, Christian, Kunath, Martin, Winkler, Herwig
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-45213
Series (Serial Number):Studienreports des Lehrstuhls für Produktionswirtschaft (2)
Document Type:Report
Language:German
Year of Completion:2018
Release Date:2018/07/09
Tag:Elektrochemische Speicher; Elektromobilität; Hybridantriebe; Rangierlokomotive; Roadmap
GND Keyword:Elektrochemische Energiequelle; Elektrolokomotive; Elektromobilität; Energiespeicherung; Hybridantrieb
Institutes:Fakultät 3 Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme / FG Produktionswirtschaft
Licence (German):Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International