13.07.2018

Kraftpaket fürs Lastenrad

Brennstoffzellen-Modul macht Lastenräder einsatzfähig für den Alltagseinsatz.

Mit dem Fuel Cell Power Pack (FCPP) hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raum­fahrt (DLR) ein neuartiges Brenn­stoff­zellen­modul entwickelt, das Lasten­räder fit für den kommerziellen Alltags­einsatz macht. Es ermöglicht eine höhere Reich­weite und doppelte Lebens­dauer bei vergleich­baren Kosten gegenüber rein batterie­betriebenen Systemen. Im Zuge eines Ausgründungs­projekts wollen DLR-Forscher die Technologie und ein innovatives Logistik­konzept bereitstellen, das schneller und flexibler als PKW oder Transporter ist sowie emissions­frei und leise.

Abb.: Visualisierung des Lastenrads mit FCPP (links unter dem Lenkrad; Bild: DLR / IDBerlin)

Das DLR-Ausgründungsprojekt FCPP gehört zu insgesamt sechs innovativen Geschäfts­ideen, die in der aktuellen Ausschreibungs­runde für das Förder­programm Helmholtz Enterprise der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungs­zentren ausgewählt wurden. Das Konzept der Wissenschaftler basiert auf einem hybridisierten Antriebs­system: Das Fuel Cell Power Pack kombiniert eine Brennstoff­zelle mit einer kleinen Lithium-Ionen-Batterie. Die Brennstoff­zelle ist auf eine Dauer­leistung von 300 bis 500 Watt ausgelegt und kann die Batterie, die bei Spitzen­lasten wie zum Beispiel Beschleunigungs­vorgängen zugeschaltet wird, während der Fahrt und in Pausen wieder aufladen.

„Unser System lässt sich in Sekunden betanken und funktioniert auch bei tiefen Temperaturen zuverlässig“, fasst Mathias Schulze vom DLR-Institut für Technische Thermo­dynamik in Stuttgart zwei zentrale Vorteile des Fuel Cell Power Packs gegenüber rein batterie­basierten Systemen zusammen. Das schnelle Befüllen des Wasser­stoff­tanks ermöglicht einen ganz­tägigen Betrieb in mehreren Schichten, zeit­aufwändige Lade­zeiten und Batterie­wechsel entfallen. Ein ebenfalls am DLR entwickeltes innovatives Kalt­start­modul sorgt für zuverlässigen Winter­betrieb. Es arbeitet auf Basis von Metall­hydriden und heizt das Brennstoff­zellen­system vor, ohne ihm Energie zu entnehmen und damit die Reich­weite zu verringern. Aufgrund seines modularen Aufbaus lässt sich das Fuel Cell Power Pack leicht in bestehende Fahrrad­konzepte integrieren.

„Der Anwendungsfokus liegt auf der sogenannten letzten Meile, also der Strecke zwischen Verteil­zentren und Kunden. Diese gewinnt durch den zunehmenden Online-Handel stark an Bedeutung, denn immer mehr kleine Sendungen müssen immer schneller an dezentrale Empfänger verteilt werden", beschreibt Christian Rudolph vom DLR-Institut für Verkehrs­forschung in Berlin. Der Wirtschafts­verkehr verursacht bis zu fünfzig Prozent der straßen­verkehrs­bedingten Emissionen in europäischen Städten. Den DLR-Forschungs­arbeiten zufolge können elektrisch angetriebene Lasten­räder für die Hälfte aller Dokumenten- und Paket­sendungen auf der letzten Meile genutzt werden. „Bestehende Konzepte erfüllen nicht die Anforderungen der Logistik­industrie hinsichtlich Reich­weite, Lebens­dauer und Winter­betrieb. Hier sehen wir das Allein­stellungs­merkmal unseres Ansatzes", so DLR-Wissenschaftler Rudolph weiter.

DLR / DE

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