NEFTON - Nutzfahrzeugelektrifizierung zur Transportsektoroptimierten Netzanbindung

Ansprechpartner: Georg Balke, Jakob Schneider, Maximilian Zähringer

Idee

Der Güterverkehr ist das Rückgrat unserer Wirtschaft und nimmt eine immer zentralere Rolle ein. Durch den steigenden Materialfluss auf der Straße und der damit verbundenen hohen Fahrleistungen ermöglicht ein Wandel hin zu nachhaltigen Antriebstechnologien ein hohes Einsparpotential von Treibhausgasen. Daher fordert die Europäische Union eine CO₂ Emissionsreduktion von 30 % bis 2030 im Vergleich zu 2019, um den Nutzfahrzeugsektor zu dekarbonisieren und einen Beitrag zur Einhaltung des 2°C-Ziels der EU zu leisten. Durch diese Forderung muss eine Alternative zum Verbrennungsmotor, vor allem für den Fernverkehr, gefunden werden. Dazu wurde das Projekt NEFTON mit namenhaften Partnern aus Industrie und Forschung gegründet. Ziel ist es, das gesamte System, bestehend aus vollelektrischem LKW, Ladesäule und deren Netzanbindung, zu untersuchen und für verschiedene Use Cases im Fernverkehr auszulegen. Der zentrale Enabler hierfür ist das Megawatt Charging System (MCS) mit bis zu 1,5 MW Ladeleistung.

Ziel

Ziel des Projekts ist es, den Betrieb des schweren Güterverkehrs durch batterieelektrische LKW zu erforschen. Eine ganzheitliche Betrachtung von Kosten und Nutzbarkeit wird aus Fahrzeug- Infrastruktur- und Anwendersicht erstellt.

Dabei wird die Wirkkette des Megawatt-Charging-Systems beginnend mit der Anforderungsdefinition von Nutzfahrzeugbetreibern, resultierenden elektrischen Fahrzeugkonzepten und (Schnell-)Ladeinfrastrukturkonzepten auf Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit untersucht. Es wird ausgehend von Bewegungs- und Transportprofilen, ein optimales elektrisches Nutzfahrzeugkonzept definiert und basierend auf einem existierenden Fahrzeug umgesetzt. In Abstimmung mit den Fahrzeug- und Nutzeranforderungen, wird die uni- und bidirektionale Leistungselektronik der Ladeinfrastruktur ausgelegt, prototypisch umgesetzt, und deren Auswirkungen auf die Energiebereitstellung untersucht. Somit bietet dieses Vorhaben eine ganzheitliche Untersuchung des Einstiegs in den elektrifizierten Nutzfahrzeugbereich und dessen hohen Einsparpotentials an CO₂ sowie eine auf diesen Transportsektor optimierte Netzanbindung.

Durchführung

• Zunächst werden Mobilitätsdaten gesammelt und in Nutzer- und Anforderungsprofile überführt. Darauf aufbauend werden Simulationsmodelle zur Fahrzeug- und Antriebsauslegung erstellt, sodass Konzeptvarianten analysiert und bewertet werden können. Neben der Bewertung der technischen Machbarkeit, sollen die Systeme bezüglich Effizienz und Kosten evaluiert werden. Zusätzlich spielen die Kriterien der Nachhaltigkeit eine Rolle, sodass auch weitergehende ökonomische (bspw. volkswirtschaftliche), ökologische und soziale Aspekte berücksichtigt werden.
• Darauf aufbauend wird ein Fahrzeugprototyp entwickelt, der sowohl die technischen als auch die kundenspezifischen Anforderungen optimal erfüllt. Weiterhin wird eine hocheffiziente, bidirektionale Ladesäule im Megawattbereich entwickelt.
• Die simulationsgestützte Bewertung soll außerdem den Vergleich zu weiteren Technologien, wie beispielsweise wasserstoff- oder oberleitungselektrische LKW ermöglichen, und daraus Handlungsempfehlungen für Entscheidungsträger aus Industrie, Forschung und Politik liefern.

Projektpartner

Studienarbeiten bei der FfE München