Fahrerloses Transportsystem Jerusalem setzt in Tunneln auf vollelektrisch

Redakteur: Sariana Kunze

Im israelischen Jerusalem unterstützen zwei Elektrofahrzeuge beim Verlegen und Warten von Kabeln in engen Wasserversorgungs-Tunnelröhren. Besondere Anforderungen musste dabei nicht nur der Antrieb, Hochvoltsysteme mit Lithium-Ionen-Batterien, erfüllen.

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Für den Tunneleinsatz gerüstet: Die Batteriesysteme der vollelektrischen Fahrzeuge Staub, Schmutz, extremen Temperaturen von -20°C bis 60°C sowie mechanischen Lasten stand und verfügen über eine Schutzklasse von IP 66.
Für den Tunneleinsatz gerüstet: Die Batteriesysteme der vollelektrischen Fahrzeuge Staub, Schmutz, extremen Temperaturen von -20°C bis 60°C sowie mechanischen Lasten stand und verfügen über eine Schutzklasse von IP 66.
(Bild: Pefra)

Schon im antiken Jerusalem, Israel, spielte die unterirdische Wasserversorgung über Tunnelröhren eine zentrale Bedeutung. Bereits 701 v. Chr. lies König Hiskija einen 500 Meter langen Tunnel erbauen, der Wasser von der Gihon-Quelle in die Stadt führte. Der nach dem König benannte enge Tunnel sicherte die Frischwasserzufuhr der Stadt – zum Beispiel während einer Belagerung. Auch heute noch setzt Jerusalem auf die unterirdische Wasserversorgung über Tunnelröhren.

Für das Verlegen und Warten von Kabeln in diesen Tunnelröhren kommen seit dem Jahr 2020 zwei fahrerlose Transportfahrzeuge zum Einsatz. Sie werden von Hochvoltsystemen mit Lithium-Ionen-Batterien angetrieben, die Staub, Schmutz, extremen Temperaturen von -20°C bis 60°C sowie mechanischen Lasten standhalten.

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Den Auftrag für die vollelektrischen Spezialfahrzeuge hatte das Unternehmen Pefra aus dem bayerischen Eching erhalten. Die Hochvoltsysteme mit Lithium-Ionen-Batterien steuerte die Firma Aentron bei.

Enge Wassertunnel in Jerusalem

Aufgrund des geringen Tunneldurchmessers von nur 2,6 Metern in Jerusalem weisen die Fahrzeuge einige Besonderheiten auf. Dazu zählen kompakte Abmessungen: Beide Wägen sind 5 Meter lang, 2 Meter breit und 2,35 Meter hoch bei einem geringen Eigengewicht von je 2,4 Tonnen. Primär sind sie für den Transport von Ausrüstungsmaterial sowie für bis zu zwei Personen ausgelegt. Beim Einsatz kann bis zu einer Tonne zusätzliches Gewicht zugeladen werden. Mit den schräg gestellten, einzeln angesteuerten Rädern sind die Fahrzeuge an Tunnelröhren angepasst und können eine maximale Geschwindigkeit von 15 Kilometer pro Stunde erreichen.

Tunnelfahrzeuge verlegen 12 Stunden Kabel

Wenn Kabel im Tunnel verlegt werden sollen, dann können diese an den stirnseitigen Halterungen der Fahrzeuge angehängt und über auf dem Tunnelboden aufgestellte Rollen eingezogen werden. Dabei wird die Strecke im Tunnel insgesamt dreimal abgefahren: Das Fahrzeug wird in den Tunnel eingefahren, danach wird das Kabel vor und zurück in Schlaufen gelegt, im dritten Schritt wird das Fahrzeug wieder ausgefahren. Da die Arbeit äußerste Präzision erfordert, können die einzelnen Abläufe mehrere Stunden in Anspruch nehmen, sodass eine Mindestbetriebsdauer von 12 Stunden am Tag gewährleistet sein muss.

Batteriesysteme halten Temperaturschwankungen stand

Für die Batteriesysteme mussten besondere Anforderungen erfüllt werden: Deshalb war es wichtig, dass sich die Aentron-Module in Hochvoltsystemen seriell und parallel verschalten lassen. Zudem mussten die Batteriesysteme robust und kompakt gebaut sein sowie ein möglichst geringes Eigengewicht aufweisen. Weiterhin galt es sicherzustellen, dass keine Gase entstehen, da es innerhalb des Tunnels kein Entlüftungssystem gibt. Auch waren Effizienz und maximale Energie unter schwierigen Bedingungen ein Kriterium: Nicht selten erreicht die Umgebungstemperatur in Teilen des Tunnels Höchsttemperaturen von über 30°C, während andere Bereiche mit maximal 15°C eher kühl sind.

Die Lithium-Ionen-Energiespeicher von Aentron können diese Voraussetzungen erfüllen und ermöglichen eine durchgängige Stromversorgung der Fahrzeuge. Sie verfügen über die Schutzklasse IP 66. Der vollelektrische Antrieb erbringt eine Motorleistung von 30 Kilowattstunden. Insgesamt kommen dabei 15 x 2 Kilowattstunden Batteriemodule mit einer Gesamtkapazität von 406 Amperstunden sowie 72 VDC und ein Aentron AEC Energy Controller bei nur 310 Kilogramm Gesamtgewicht zum Einsatz.

Batterien lassen sich separat ansteuern

Die einzelnen Batterien steuern modular im Gesamtsystem die vier Motoren der einzelnen Räder an. Diese Einzelansteuerung war eine der wichtigsten Anforderungen beim Bau der Fahrzeuge, die sich mithilfe des modularen Batteriekonzepts erfolgreich umsetzen ließ. Beide Hochvoltsysteme sind dabei mit fünf parallel geschalteten Segmenten à drei seriell geschalteten zwei Kilowattstunden Modulen ausgestattet, die dadurch zusammen eine Leistung von 72 Volt erbringen. Am Ende eines Arbeitstages lassen sich diese mithilfe einer integrierten Ladetechnik von 9,9 Kilowatt in ca. drei Stunden wieder vollständig aufladen und können bei Bedarf jederzeit zwischengeladen werden.

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