Intelligente Verbindungen | Neue Synergien zwischen Bahntechnik und Leistungselektronik 

im Rahmen der „Cross-Cluster-Bayern 2026" - Initiative

Laufzeit 1/26- 12/26

Projektpartner: 

• Cluster Bahntechnik, CNA e.V. 
  Theresienstraße 9, 90403 Nürnberg
  Ansprechpartner: Dr. Rudolf Aunkofer (rudi.aunkofer@cna-ev.de)

• Cluster Leistungselektronik im ECPE e.V.
  Ostendstr. 181, 90482 Nürnberg
  Ansprechpartner: Dr.-Ing. Bernd Bitterlich (bernd.bitterlich@ecpe.org)

Projektbeschreibung und Ziele:

Ausgangslage und Problemstellung:

Leistungselektronik wird schon seit Jahrzehnten in der Bahntechnik eingesetzt. Wichtige Einsatzgebiete sind 

1. Effiziente Traktion und Rückspeisung: Moderne Traktionsumrichter wandeln Oberleitungsstrom variabel in Drehstrom um und ermöglichen präzise Beschleunigung sowie regeneratives Bremsen – mit den Vorteilen hohe Energieeffizienz und verringerter Bremsmechanik-Verschleiß.

2. Zuverlässige Stromversorgungen für Bordversorgung und Services:
Hilfssysteme wie Klimaanlage oder Beleuchtung erfordern stabile, geregelte Spannungen. Geeignete Leistungselektronik in Form von DC/DC- und AC/DC-Wandlern kommt selbst mit stark schwankenden Ausgangsspannungen aus dem Fahrdraht zurecht.

3. Stromversorgungen für Signal- und Steuerungstechnik: In diesem Bereich sind die Anforderungen an Zuverlässigkeit sehr hoch.
Neben der Funktionalität muss die im Bahnbereich eingesetzte Leistungselektronik gegenüber Um-welteinflüssen wie Wetter, Salzwasser, Industrieabgasen, Vibrationen usw. extrem robust sein und eine hohe Zuverlässigkeit bei einer Lebensdauer von i.d.R. mind. 30 Jahren aufweisen.
Während jedoch die Einführung der Elektromobilität in den letzten Jahren zu zahlreichen Innovationen im Automotive-Bereich geführt hat, kommen diese Innovationen nicht oder nur sehr zeitverzögert in der Bahntechnik an. Die Bahntechnik ist eine sehr konservative Branche, mit hohen Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanforderungen und vielen gesetzlichen Sonderstellungen. Die Branche zeichnet sich durch eine starke vertikale Fokussierung aus; die Experten in diesem Bereich verfügen über tiefgehendes Spezialwissen und sind stark auf bahntechnische Themen fokussiert.

Ziele und Zweck:

Das Cross-Cluster-Projekt wird dazu beitragen, dass sich Experten sowohl aus der Bahntechnik als auch aus der Breite der verschiedenen Einsatzgebiete der Leistungselektronik in strukturierter Weise austauschen. Angestrebt ist ein Austausch auf verschiedenen Ebenen: 

• Wissenschaftlich-technisch: über bspw. gemeinsame Workshops und Innovationsrunden wird ein interdisziplinärer Austausch über technische Themen geschaffen – etwa über Smart Converter in Zugantrieben oder DC‑Netztechnik zur Infrastrukturoptimierung, Speicherintegration, fahrdrahtlose Systeme einschl. (Schnell-) Laden.
   

• Wirtschaftlich-strategisch: bayerische Mittelständler und Forschungspartner lernen sich kennen, um Kooperationen einzugehen, oder schneller Projektkonsortien zu bilden und öffentliche Fördermittel strukturierter zu beantragen.
   

• Netzwerk-Ebene: gemeinsame Veranstaltungen mit Bewerbung in beiden Netzwerken verstärken nicht nur die Wirksamkeit beider Cluster, sondern ergänzen über branchenfremde Kontaktmöglichkeiten das Angebot für die jeweiligen Netzwerkakteure. Über die bei beiden Clustern verknüpften europäischen Netzwerke ECPE und ERCI wird zudem die internationale Sichtbarkeit intensiviert. 

Konkrete Projektziele:

Ziel 1: Bahntechniker mit Leistungselektronikern v.a. aus den Bereichen Industrie & Automotive vernetzen, um branchenübergreifend Lösungen auszutauschen und bayerische Firmen durch Aufzeigen von wichtigen Innovationsmöglichkeiten zu stärken.

Geplante Aktivitäten:

• Experten-Interviews & -Umfrage zur Zukunftsvision | Leistungselektronik in der Bahntechnik 

• Auswertung der Ergebnisse und Erstellen einer Liste wichtiger Innovationsthemen, Initiieren konkreter Kooperationsprojekte. 

Eine Zusammenfassung soll als Bericht den Akteuren der Netzwerke zugänglich gemacht werden.

• Erfahrungsaustausch über die Netzwerke hinweg durch Vorträge auf BahnCongress und weiteren Fachveranstaltungen.

• Vor-Ort-Besichtigungen

Ziel 2: Potenzialanalyse für nachhaltige Stromerzeugung auf Schienenstrecken,  konkret: Photovoltaik zwischen bzw. entlang von Bahnstrecken

Inhalte

• internationaler Austausch mit bereits aktiven Initiativen (Schweiz, UK)
  Expertengespräche zur Klärung technischer wie regulatorischer Herausforderungen und Formulierung möglicher Lösungen.

• Beschreibung von wirtschaftlich tragfähigen Use Cases