ProCo - Propulsion and Coupling

ProCo verfolgt einen ganzheitlichen, integrierten Ansatz für die Antriebs- und Fahrwerkstechnik von Schienenfahrzeugen. Um einen klimafreundlichen, ressourceneffizienten, wirtschaftlichen und nutzerorientierten Schienenverkehr zu ermöglichen sind folgende Basis sind die vier Eckpfeiler gesetzt:

1. Energie – Entwicklung modularer, skalierbarer Hybridantriebssysteme (Wasserstoff + Batterie) als Ersatz für Diesel.
2. Effizienz – Leichtbau, verlustarme Traktion, virtuelle Kupplung, digitale Zwillinge.
3. Ökonomie – Senkung der Lebenszykluskosten (LCC) durch Automatisierung, Energieoptimierung und Verschleißreduktion.
4. Ökologie – CO₂-Reduktion, Abkehr von Diesel, umweltfreundliche Betriebsstrategien.

Energie

Der Ersatz von Dieselzügen aus ökologischen Gründen und die Wiederinbetriebnahmen stillgelegter Strecken haben die Frage aufgeworfen, welches Hybrid-Antriebskonzept für jede einzelne nicht elektrifizierte Bahnstrecke am besten geeignet ist. Batterie- und/oder Wasserstoffzüge ermöglichen den Übergang zu umweltfreundlichen Energieträgern. Energiespeicher sind der Schlüssel für Zugkonzepte mit Hybridantrieben. Neue intelligente Lösungen für hybride Energieversorgungskonzepte sind zu untersuchen, um die Gesamtleistung von der Wiege bis zur Bahre zu optimieren. Ziel ist dabei die Entwicklung und Demonstration eines skalierbaren, modularen Systembaukastens für hybride Antriebssysteme mit standardisierten Schnittstellen.

Effizienz

Fortschrittliche Technologien wie die verlustarme Traktion müssen untersucht und auf die Anforderungen der Bahnanwendung angewendet werden, wobei die Züge der NGT-Familie als Leitkonzepte und Demonstratoren dienen. Begleitet von einem umfangreichen Investitionsvorhaben wird das Einzelrad-Einzelfahrwerk in voller Größe gebaut und sowohl auf einem Rollprüfstand als auch auf Gleisanlagen getestet, um den technologischen Reifegrad der implementierten Technologien voranzutreiben und zu demonstrieren.

Ökonomie

Für Bahnbetreiber ist es essentiell, einen wirtschaftlichen Betrieb zu realisieren. Potenziale zur Senkung der Lebenszykluskosten im System Schiene liegen in der Optimierung und Automatisierung betrieblicher Abläufe, z.B. durch die virtuelle Kupplung, in der Reduzierung des Energiebedarfs und in der Reduzierung von Verschleiß und damit verbundenen Wartungskosten. Für den wirtschaftlichen Einsatz bedarfsgerechter zukünftiger Schienenfahrzeugantriebe ist die systematische und zielgerichtete Gestaltung ihres technischen Designs und der entsprechenden Technologien notwendig. Um dies zu ermöglichen, ist der intelligente Einsatz von Methoden & Werkzeugen zur Ermittlung der LCC und deren Entwicklung unabdingbar.

Ökologie

Die Reduzierung von Emissionen und die Verringerung des CO2-Fußabdrucks im Mobilitätssektor und insbesondere im Schienenverkehr ist eine anspruchsvolle Aufgabe und spielt für die Erhöhung der Akzeptanz neuer Technologien in der Gesellschaft eine wichtige Rolle. Durch die integrierte Betrachtung von Energieversorgungs- und Antriebskomponenten und Fahrweisen / Fahrmanövern werden die Umweltbelastungen konsequent vermindert. Weiterhin wird die Ablösung der Dieseltraktion vorangetrieben, wodurch ein wichtiger Stellhebel zur Verringerung des CO₂-Fußabdrucks vorangetrieben wird. Ziel ist die Entwicklung und Optimierung von Betriebsstrategien und geeigneten Tools zur Verminderung von Energiebedarf und Emissionen.

Technologische Schwerpunkte

NGT-Fahrwerk

• Digitale Zwillinge als zentrales Entwicklungs- und Optimierungswerkzeug
  → Modellieren von Fahrzeug, Infrastruktur und Betrieb.
  → Sensitivitätsanalysen, Mehrzieloptimierung zwischen Energie, Effizienz, Ökonomie, Ökologie.
• Kombination von Simulation, Prüfstandversuchen und Demonstratoren.
• Synergien mit anderen DLR- und EU-Projekten (z. B. FCH2RAIL, Shift2Rail).

Übergeordnetes Ziel

Durch technologische Innovationen in Antrieb, Fahrwerk, Energieversorgung und digitaler Vernetzung soll der Schienenverkehr im Personen- und Güterbereich:

• attraktiver für Nutzer und Betreiber,
• kosteneffizienter,
• energie- und ressourcenschonender,
• sowie klimafreundlicher werden.

Über die Grenzen des Projekts ProCo hinaus erfolgt eine enge Zusammenarbeit mit weiteren Projekten in den Programmthemen Schienenverkehr (InTra, TraCo und RoSto), Verkehrssystem (Vmo4Orte) und Straßenverkehr (FFAE). Auf europäischer Ebene ist das Projekt ProCo eng mit dem Europe’s Next Rail Joint Undertaking und dem Projekt von der Clean Hydrogen Partnership geförderten Projekt FCH2RAIL verknüpft.

Laufzeit

2022 - 2025

Gesamtbudget ca.

14 Mio. €

Beteiligte Institute