mini|Van Hool Exqui.City mit IMC-Technologie unter der Oberleitung in Genf mini|Trolza-5265 „Megapolis“ im Batteriebetrieb
Ein Batterie-Oberleitungsbus (BOB) oder Hybrid-Oberleitungsbus (HO-Bus) ist ein Oberleitungsbus, der für Fahrten auf Strecken ohne Oberleitung leistungsstarke Traktionsbatterien aufweist. Im Gegensatz zu reinen Batteriebussen, die nur im Stillstand an Ladestationen laden können, können Batterie-Oberleitungsbusse immer dann laden, wenn ihre Stromabnehmer an die Oberleitung angelegt sind. Diese Technologie wird auch als In-Motion Charging (IMC) bezeichnet. Durch die entfallenden Ladeaufenthalte werden im Idealfall weniger Umläufe benötigt.
Das Konzept ist eine Weiterentwicklung des klassischen Oberleitungsbusses, wobei die Traktionsbatterien den früher üblichen (Diesel-)Hilfsantrieb beziehungsweise die Batterienotfahrt überflüssig machen. Während Hilfsantriebe üblicherweise eine geringere Leistung besitzen und nur für kurze Strecken genutzt werden, erbringen Batterie-Oberleitungsbusse auch im Batteriebetrieb die volle Leistung und können somit auch längere Strecken ohne Oberleitung zurücklegen.
Batterie-Oberleitungsbusse werden weltweit eingesetzt und ermöglichen eine Ausweitung des elektrischen Betriebs ohne vergleichsweise teuren Infrastrukturausbau.
Terminologie Der Begriff In-Motion Charging (IMC) wurde 2014 von Erik Lenz von Vossloh Kiepe (heute Kiepe Electric) während der trolley:motion-Konferenz in Hamburg als Markenkonzept eingeführt. Die Terminologie sollte das Image von Obussen verbessern, indem ihr Hauptvorteil gegenüber Batteriebussen hervorgehoben wird: die Fähigkeit, Batterien während der Beförderung von Fahrgästen aufzuladen, wodurch Standzeiten zum Laden entfallen.
In Deutschland nutzen alle drei Betriebe, beginnend in Solingen, den Begriff Batterie-Oberleitungs-Bus. Teilweise wird auch Hybrid-Oberleitungsbus (HO-Bus) verwendet. Beim Oberleitungsbus Arnhem (Niederlande) wird das Konzept oft als Trolley 2.0 bezeichnet.
In Russland und den GUS-Staaten werden diese Fahrzeuge oft als Oberleitungsbus mit vergrößerter autonomer Reichweite oder dynamischer Ladung bezeichnet.
Geschichte Duo-Busse mit Verbrennungsmotor mini|Ein Duo-Bus beim elektrischen Betrieb im Downtown Seattle Transit Tunnel im Jahr 1990 Das Konzept eines Obusses, der auch abseits von Oberleitungen verkehren kann, geht auf die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts zurück. In den Vereinigten Staaten entwickelte die Public Service Company of New Jersey in Zusammenarbeit mit der Yellow Coach Manufacturing Company zwischen 1935 und 1948 sogenannte „All Service Vehicles“ (ASV). Dies waren Obusse, die bei Bedarf auch benzin-elektrisch abseits der Oberleitung fahren konnten.
Bevor leistungsfähige Lithium-Batterien ausgereift waren, wurde der Begriff Duo-Bus für Fahrzeuge verwendet, die sowohl Oberleitungen für den elektrischen Antrieb als auch einen vollwertigen Dieselmotor für den oberleitungsfreien Betrieb nutzten. Nennenswerte Beispiele waren: Seattle: King County Metro setzte von 1990 bis 2005 speziell angefertigte Gelenkbusse von Breda im Downtown Seattle Transit Tunnel ein. Diese Fahrzeuge fuhren unterirdisch als Obus, um Schadstoff-Emissionen der Dieselmotoren im Tunnel zu vermeiden, und schalteten außerhalb auf Dieselbetrieb um. Boston: Die Massachusetts Bay Transportation Authority (MBTA) setzte von 2004 bis 2023 Duo-Busse auf der Silver Line (Waterfront) ein. Ähnlich wie in Seattle wurde der elektrische Modus genutzt, um die Luftqualität in den Tunneln des Systems zu gewährleisten. Sie wurden schließlich durch Hybrid- und Batteriebusse ersetzt.
Ab den 1980er Jahren begannen einzelne Verkehrsbetriebe, Obusse mit Hilfsaggregaten – kleine Dieselmotoren oder Batterien – zu beschaffen, um – zum Beispiel bei der Umfahrung von Streckensperrungen – kurze Distanzen ohne Oberleitung zurückzulegen. Wichtige Anwender waren die San Francisco Municipal Railway beim Oberleitungsbus San Francisco, TransLink beim Oberleitungsbus Vancouver und Peking. Solche Fahrzeuge gelten im Allgemeinen nicht als Duo-Busse, sind aber Vorläufer der IMC-Technologie.
Übergang zu IMC Mit der Entwicklung der Batterietechnologie, insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulatoren, verlagerte sich der Fokus von Diesel-Hilfsaggregaten auf rein elektrische Antriebe. In Shanghai begannen 2006 Experimente mit „Kondensator-Energiespeicher“-Bussen, die an Haltestellen luden. In den 2010er Jahren wurde das „TROLLEY-Projekt“ in Mitteleuropa ins Leben gerufen, um nachhaltige Obus-Strategien zu fördern. Durch Batterie-Obusse können Linien ohne den Bau zusätzlicher Oberleitungen verlängert werden. 2018 stellte Solaris Bus & Coach den „Trollino 24“ vor, einen 24 Meter langen Doppelgelenk-IMC-Obus für aufkommensstarke Linien.
mini|Batterie-Oberleitungsbus in Dayton, Vereinigte Staaten
Technik mini|In Ausnahmefällen werden auch Batterie-Oberleitungsbusse stationär geladen, so wie hier an der Endhaltestelle Palmovka des Oberleitungsbus Prag Batterie-Obusse sind mit einer leistungsstarken Traktionsbatterie ausgestattet, die an die spezifischen Anforderungen der Strecke angepasst ist.
Laden: Das Laden erfolgt während der Fahrt unter vorhandenen Oberleitungen. Die Stromübertragung kann eine Leistung von bis zu 500 kW erreichen. Reichweite: Moderne Einheiten können erhebliche Strecken ohne Oberleitung zurücklegen, oft mehr als 15 km. Vorteile: Im Gegensatz zu Batteriebussen benötigt die IMC-Technologie keine langen Ladestopps an Endhaltestellen oder den Bau von Ladestationen im öffentlichen Raum. Es ermöglicht die Elektrifizierung von Omnibuslinien durch die Verlängerung bestehender Obus-Linien.
Vergleich mit Batteriebussen Merkmal Depotladung (ONC) Gelegenheitsladung (OC) In-Motion Charging (IMC) Lademethode Langsames Laden im Depot (über Nacht) Schnelles Laden an bestimmten Haltestellen Laden während der Fahrt unter Oberleitungen Infrastruktur Hochleistungs-Netzanschluss im Depot Ladestationen an Haltestellen/Endpunkten Obus-Fahrleitungen Ausfallzeit 4–10 Stunden (im Depot) 0,5–25 Minuten (an Haltestellen) Keine (Laden während der Fahrt) Batteriegröße groß mittel mittel/klein Netzbelastung Lastspitze in der Nacht Hohe Lastspitzen beim Schnellladen Verteilte Last über den Tag
Automatisches An- und Abdrahten mini|Einfädeltrichter beim Trolleybus Zürich mini|Der vordere Wagen hat sich bereits mit dem Oberleitungsnetz verbunden, während der zweite wartet, bis die Einfädeltrichter frei sind (Sankt Petersburg) mini|Kein manueller Eingriff des Fahrers erforderlich: Die Stangen positionieren sich automatisch (Sankt Petersburg)
Eine wichtige Eigenschaft von Batterie-Oberleitungsbussen ist die Fähigkeit, stets automatisch vom Oberleitungs- in den Batteriebetrieb zu wechseln. Umgekehrt sind für den Wechsel Einfädeltrichter erforderlich. Bei älteren Systemen, oder wenn keine Einfädeltrichter vorhanden sind, werden die Stromabnehmerstangen hingegen manuell mit den Fangseilen am Heck bedient.
Abdrahten: Der Fahrer kann die Stromabnehmerstangen an jeder beliebigen Stelle einziehen, vereinzelt auch während der Fahrt. Pneumatische oder hydraulische Systeme ziehen die Stangen in eine verriegelte Position auf dem Dach.
Andrahten: Um die Stangen wieder anzulegen, hält das Fahrzeug unterhalb eines Einfädeltrichters. Dort lässt der Fahrer die Stangen automatisch anheben; die Trichter führen die Schleifstücke zu den Fahrdrähten.
Beispiele für diese Infrastruktur im Betrieb sind: Solingen: Das automatische Andrahten findet an bestimmten Haltestellen wie Burg Seilbahn und dem Busbahnhof Aufderhöhe statt, wo Einfädeltrichter installiert wurden, um die Erweiterung des Netzes ohne durchgehende Oberleitung zu ermöglichen. Zürich: Fahrzeuge auf Linien wie der 83 nutzen Einfädeltrichter, um sich nach einer Batteriefahrt über komplexe Kreuzungen wie den Albisriederplatz wieder anzudrahten. Neapel: Das System verwendet Vorrichtungen, die lokal als tegolini (kleine Ziegel) bekannt sind, um die Stangen auf die Fahrdrähte zu führen, nachdem der automatische Hebemechanismus aktiviert wurde.
Implementierungsstrategien und Betriebsmodelle Es gibt zwei grundlegend unterschiedliche Ansätze zur Implementierung von IMC, je nachdem, ob eine Stadt bereits über ein O-Bus-Netz verfügt oder nicht.
Bestehende Oberleitungsnetze Linienverlängerung Dies ist der häufigste Einstiegspunkt für die IMC-Technologie. Verkehrsbetriebe nutzen bestehende Oberleitungsnetze, um das Fahrzeug aufzuladen, und senken dann die Stangen, um den Dienst in neue Stadtteile, Vororte oder Siedlungen auszudehnen, in denen die Installation von Oberleitungen schwierig oder zu teuer ist. Arnhem: Im Rahmen der Initiative „Trolley 2.0“ nutzt die niederländische Stadt IMC, um die Reichweite ihrer O-Busse zu erweitern, ohne neue Infrastruktur außerhalb des Stadtkerns bauen zu müssen. Bobruisk: 2023 wurde die Linie 4 mit IMC-Technologie eingeführt, um ein neues Wohngebiet zu erschließen. Die O-Busse laden sich während der Fahrt im Oberleitungsnetz auf und wechseln anschließend in den Batteriemodus, um die nicht elektrifizierte Schleife im neuen Wohngebiet zu befahren. Gdynia: Der Betreiber nutzt IMC, um die Linien in Gebiete zu verlängern, die zuvor aufgrund fehlender Oberleitungen nicht mit elektrischen Verkehrsmitteln erreichbar waren.
Ersatz von Dieselbussen Bei diesem Modell identifizieren Betreiber Dieselbuslinien, die sich erheblich mit bestehenden Obus-Oberleitungen überschneiden. Durch die Umstellung dieser Linien auf Batterie-Obusse können die Busse den gemeinsamen Streckenabschnitt unter der Oberleitung befahren (und dabei die Batterie laden) und den anschließenden oberleitungslosen Abschnitt ebenfalls elektrisch zurücklegen. Peking: Zwischen 2015 und 2016 wurden mehrere BRT-Linien von Diesel auf Batterie-Oberleitungsbusse umgestellt. Minsk: Die Stadt ersetzte mehrere Dieselbuslinien durch IMC-Obusse, um die umfangreiche bestehende Infrastruktur zu nutzen.
Wieder-Elektrifizierung und neue Systeme Einige Städte, die ihre O-Busse früher aufgegeben hatten, kehren über IMC zur Technologie zurück, da sie weniger visuellen Eingriff (weniger Oberleitungen) und geringere Investitionskosten als traditionelle Systeme erfordert. Prag: Nach dem Abbau des ursprünglichen Netzes im Jahr 1972 begann Prag 2017 mit der Wieder-Elektrifizierung nach dem IMC-Modell. Oberleitungen werden nur an steilen Hängen (wo der Energieverbrauch am höchsten ist) und an Ladezentren installiert, während der Rest der Strecke im Batteriemodus gefahren wird. Diese Strategie wurde genutzt, um die Buslinie zum Flughafen (Linie 59) mit hochkapazitiven, doppelgelenkigen IMC-Bussen zu elektrifizieren. Şanlıurfa: Das im April 2023 eröffnete System ist Teil der modernen „Trambus“-Systeme in der Türkei, die leistungsfähige Batterie-Oberleitungsbusse nutzen.
Bus Rapid Transit (BRT) Batterie-Oberleitungsbusse können auch von BRT-Systemen (Bus Rapid Transit) genutzt werden. Auf der BRT-Strecke sind dabei in der Regel Oberleitungen angebracht, während Teilstrecken außerhalb des Korridors im Batteriebetrieb gefahren werden. Marrakesch, Marokko: 2017 eröffnete Marrakesch ein BRT-System mit Obussen. Der 8 km lange Korridor verfügt nur über 3 km Oberleitung, sodass die Fahrzeuge den größten Teil der Strecke im Batteriemodus zurücklegen. Mexiko-Stadt: Die Stadt hat eine Erneuerung des Oberleitungsbusnetzes mit der Einführung hunderter Yutong-Batterie-Obussen durchgeführt. Eine Besonderheit sind BRT-Strecken, die zu großen Teilen auf einem Viadukt geführt werden. Beispielsweise führt die 2025 eröffnete Linie 11 über einen 7,2 Kilometer langen Viadukt. Pescara: Die „Filovia di Pescara“ (Linie V1) verbindet Pescara mit Montesilvano über eine weitgehend eigene Trasse (BRT). Das System wurde speziell für den IMC-Betrieb konzipiert: Etwa 75 % der 8,15 km langen Strecke sind mit Oberleitungen zum Laden ausgestattet, während die Endhaltestellen oberleitungsfrei sind und im Batteriemodus befahren werden.