Funktionsweise eines Wasserstoffantriebs – die innovativen Komponenten des Mireo Plus H
Siemens Mobility arbeitet an der Zukunft des Wasserstoffantriebs: Mit dem Mireo Plus H befindet sich die innovative, nächste Generation Wasserstoffzüge bereits in der Entwicklung. Und mit ihr die Komponenten des neuen Antriebssystems, die den Zug so leistungsfähig machen wie herkömmliche elektrische Triebzüge. Was ist neu – und wie wirken die Komponenten im Antriebssystem des Mireo Plus H zusammen? Die Funktion eines Wasserstoffzugs kurz erklärt.
Wie funktioniert ein Wasserstoffantrieb?
Bei einer kalten Verbrennung in einer Brennstoffzelle reagieren Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Dabei entstehen Wärme und vor allem elektrische Energie. Während der Fahrt wird diese der Traktionsbatterie zugeführt. Die Batterie wiederum treibt einen oder mehrere Motoren an. Beim Wasserstoffzug Mireo Plus H werden die Räder von umrichtergespeisten Asynchronmotoren angetrieben. Doch nicht nur die Antriebsenergie, sondern auch die Energie für die Bordsysteme bezieht der Wasserstoffzug aus der Brennstoffzelle. Das geschickte Zusammenspiel aus Wasserstoff- und Batteriesystem sorgt so für eine größtmögliche Reichweite.
Vorteile von Wasserstoffantrieben
Wasserstoff ist eine effiziente, umweltfreundliche Alternative zu den endlichen, fossilen Brennstoffen. Wasserstoffantriebe haben deshalb einige Vorteile:
- Hohe Leistungsfähigkeit: Wasserstoffantriebe verfügen über einen hohen Wirkungsgrad und erreichen eine Leistungsfähigkeit, die mit herkömmlichen Antrieben mithalten kann.
- Emissionsfreier Betrieb: Beim Betrieb von Wasserstoffantrieben werden keine Treibhausgase freigesetzt.
- Schnelle Betankung: Wasserstofffahrzeuge können schnell betankt werden und sind so nach nur wenigen Minuten wieder einsatzfähig.
- Keine Lärmbelastung: Wasserstoffantriebe sind deutlich leiser als herkömmliche Verbrennungsmotoren.
- Hohe Reichweite: Im Gegensatz zu anderen umweltfreundlichen, alternativen Antrieben eignet sich Wasserstoff auch für den Einsatz über längere Strecken.
- Geringe Lebenszykluskosten: Brennstoffzellen sind robust und verfügen über eine lange Lebensdauer. Das senkt die Wartungs- und Lebenszykluskosten.
Effizientes Zusammenwirken aller Komponenten
Im Mireo Plus H kommen innovative Neuentwicklungen zum Einsatz, die in ihrem Zusammenspiel für eine außergewöhnliche Leistungsfähigkeit sorgen, angefangen bei der Brennstoffzelle mit ihrer hohen Leistungsdichte. Für das neuartige Brennstoffzellensystem des Mireo Plus H arbeitet Siemens Mobility mit dem erfahrenen Partner Ballard Power zusammen. Auch der Wasserstofftank wurde optimiert: Seine Aufnahmefähigkeit wurde um 10% gesteigert. Das sorgt für eine hohe Reichweite. Die Hybridsteuerungssoftware optimiert den Betrieb durch ein vorausschauendes Energiemanagement. Die leistungsstarke Batteriefamilie überzeugt durch ihre lange Lebensdauer. Insgesamt ist der Mireo Plus H durch die neuen Komponenten so für Einsätze von bis zu 1.000 km ausgelegt.
Entdecken Sie die Komponenten und ihre Vorteile in unserer interaktiven Grafik.
Antriebssystem
· Die Räder werden von umrichtergespeisten Asynchronmaschinen angetrieben.
· Die Leistung wird über einen Stromrichter bereitgestellt und kommt aus einer Brennstoffzelle und/oder Hochleistungstraktionsbatterie.
Brennstoffzelle der nächsten Generation
· Die moderne Brennstoffzelle verfügt über die doppelte Leistungsdichte im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffzellensystemen.
· Die lange Lebensdauer macht das System besonders zukunftssicher.
Wasserstofftank
· Der Tank lässt sich innerhalb von 15 Minuten befüllen (innovatives System zur Schnellbetankung).
· Über eine intelligente Schnittstelle erfolgt die Kommunikation zwischen Zug und Tankstelle.
SiC-Technologie
· Stromrichter und Hilfsbetriebe-Umrichter sind unter anderem mit hocheffizienter SiC-Technologie ausgestattet.
· Das erhöht den Wirkungsgrad, spart somit Energie und verringert Lärmemissionen.
Hochleistungs-Traktionsbatterie
· Die Traktionsbatterie ist in neuester Lithium-Ionen-Technologie ausgeführt, sehr sicher und besonders langlebig.
· Bei Bremsvorgängen wird überschüssige Energie in der Batterie zwischengespeichert.
· Die Räder werden von umrichtergespeisten Asynchronmaschinen angetrieben.
· Die Leistung wird über einen Stromrichter bereitgestellt und kommt aus einer Brennstoffzelle und/oder Hochleistungstraktionsbatterie.
· Die moderne Brennstoffzelle verfügt über die doppelte Leistungsdichte im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffzellensystemen.
· Die lange Lebensdauer macht das System besonders zukunftssicher.
· Der Tank lässt sich innerhalb von 15 Minuten befüllen (innovatives System zur Schnellbetankung).
· Über eine intelligente Schnittstelle erfolgt die Kommunikation zwischen Zug und Tankstelle.
Leistungsfähiges Gesamtsystem – vom Antrieb bis zum Zugdesign
Das Prinzip des Wasserstoffantriebs wurde für den Mireo Plus H bis ins Detail optimiert. Durch ihr effizientes Zusammenspiel sorgen die einzelnen Komponenten dafür, dass der Mireo Plus H genauso leistungsfähig ist wie herkömmliche, elektrische Triebzüge. Doch nicht nur das Antriebssystem alleine hat Einfluss auf Faktoren wie Reichweite und Leistungsfähigkeit: Das Fahrzeug selbst, von den Rohbaukomponenten bis zum aerodynamischen Design trägt zur optimierten Performance bei.
Sind Züge mit Wasserstoff die Zukunft?
Wasserstoff spielt eine entscheidende Rolle auf dem Weg zu einer nachhaltigen Mobilität. Insbesondere auf längeren Nebenstrecken, wo die Elektrifizierung des Streckennetzes auf absehbare Zeit nicht möglich oder zu unwirtschaftlich ist und die Reichweite von Batteriefahrzeugen nicht ausreicht, können Wasserstoffzüge Dieselfahrzeuge ersetzen. Deshalb treiben wir gemeinsam mit der Deutschen Bahn die Entwicklung und Erprobung von Wasserstoff-Brennstoffzellenzügen und -tankstellen weiter voran.