Elektrische Lokomotiven und Triebzüge verursachen weniger Emissionen als solche mit Dieselmotoren. Allerdings können aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht alle Bahnstrecken mit Oberleitungen ausgestattet werden. Batterieelektrische Fahrzeuge eignen sich als klimafreundliche Alternative zum Dieselantrieb auf nicht oder nur teilweise elektrifizierten Strecken.
Im Projekt MOSENAS untersuchen die Forscher, welche Batterietypen, -kapazitäten und -konfigurationen sich am besten für den zuverlässigen und wirtschaftlichen Betrieb eines Personenzugs eignen. Um einen Demonstrator zu bauen, führt das Projektteam ein umfassendes Technologie-Monitoring sowie Computersimulationen der Batterielebensdauer und Komponententests durch.
Durch den modularen und technologieoffenen Aufbau kann das Batteriesystem strecken- und anwendungsspezifisch ausgelegt werden. Das bedeutet, dass alle Einflussfaktoren aufeinander abgestimmt werden können. Darüber hinaus ermöglicht das modulare Konzept auch die Integration zukünftiger Batterietechnologien oder Brennstoffzellen.
Eine besondere Herausforderung ist es, die dynamischen Anforderungen an das Batteriesystem zu berücksichtigen. So wird zum Beispiel beim Beschleunigen kurzfristig eine hohe Leistung benötigt. Beim Bremsen hingegen kann durch Rekuperation Energie zurückgewonnen werden, um die Batterien während der Fahrt zu laden. Die Alterung der Batterien ist ein weiterer Faktor.
Die Züge sollten an Ladepunkten in Bahnhöfen, Depots oder an Oberleitungen schnell aufgeladen werden können. Für einen wirtschaftlichen Betrieb werden hohe Leistungen benötigt, um die Batterien kurzfristig aufzuladen. Dazu analysieren die DLR-Forscher alle Möglichkeiten der Sektorkopplung vor Ort. Die Ladevorgänge sollen das öffentliche Stromnetz so wenig wie möglich belasten.
Hier können sogenannte Second-Use-Batterien in stationären Speichern Spitzenlasten an den Ladesäulen ausgleichen und puffern. Dabei handelt es sich um Batterien, die aufgrund von Alterungsprozessen nicht mehr ihre volle Kapazität haben. Sie sind zwar nicht mehr für den Einsatz in Fahrzeugen geeignet, können aber z. B. als Zwischenspeicher in der Ladeinfrastruktur genutzt werden.
