Lkw für den Stadtverkehr: künftig ohne Diesel!

Mercedes-Benz eActros 2 × elektrischer Radnabenmotor, 240 kW, 2 × 485 Nm, Radformel 6×2, M-Fahrerhaus (Bild: Daimler)

Mercedes-Benz Trucks war 2016 der weltweit erste Hersteller mit einem schweren Elektro-Lkw. Jetzt geht der Konzern konsequent den nächsten Schritt: Mit dem eActros schickt Daimler seinen Elektro-Lkw im Kunden­einsatz auf die Straße. Zehn Fahrzeuge in zwei Varianten mit 18 bzw. 25 Tonnen Gesamt­gewicht gehen an Kunden in Deutsch­land und der Schweiz, die Alltagstauglichkeit und Wirt­schaft­lichkeit unter realen Bedingungen testen werden. Lang­fris­tiges Ziel: lokal emissions­freies und leises Fahren in Städten mit Serien-Lkw.

Bereits auf der Nutzfahrzeug IAA 2016 in Hannover zeigte Mercedes-Benz das Konzept­fahrzeug eines schweren elektri­schen Verteiler-Lkw für den urbanen Raum. Die Resonanz auf die technische Machbar­keit eines solchen Fahrzeugs war durchweg positiv – von Öffent­lichkeit, Politik und auch Kunden. Allein in Deutsch­land gab es rund 150 sehr konkrete Anfragen. Ein inter­diszi­plinäres Team von Daimler Trucks konzi­pierte, unter Nutzung Daimler-weiten Know-hows, ein Fahrzeug, das den Einsatz im Alltags­betrieb meistern und in geringer Stück­zahl bereits 2018 kurz­fristig in Kunden­hand übergeben werden kann. Dabei gibt es noch zahl­reiche tech­nische und vor allem auch betriebs­­wirtschaft­liche Frage­stel­lungen zu lösen, allen voran die Reich­weite und Kosten der Batterien, aber auch die notwendige Infra­struktur für den Einsatz in den gewerb­lichen Flotten der Kunden.

„Wir haben ein Fahrzeug entwickelt, das komplett auf Elektro­mobilität ausgelegt ist. Im Vergleich zu unserem Prototyp ist technisch einiges passiert: Insgesamt elf Batterie­pakete sichern nun die Strom­versorgung – und soweit es möglich war, verwenden wir serien­reife bzw. serien­nahe Teile, die sich bereits bewährt haben“, so Stefan Buchner, Leiter Mercedes-Benz Lkw. An dem Flotten­test nehmen zehn Kunden aus unter­schied­lichen Branchen teil, darunter Dachser, Edeka, Hermes und Migros.

Diese Kunden verteilen allesamt Waren im Stadt­verkehr – aber in völlig unter­schied­lichen Branchen und Kategorien. Die Palette reicht von Lebens­­mitteln bis zu Bau- und Werk­stoffen. Die Fahrzeuge werden bei allen Kunden für Aufgaben eingesetzt, die sonst mit konven­tio­nellen Diesel­antrieben erledigt werden. Aufgrund der verschie­denen Anforde­rungen tragen die Fahrzeuge unter­schied­liche Aufbauten. Je nach Bedarf sind Kühl­koffer, Trocken­koffer, Silo oder Plane im Einsatz. Die Fahrer der eActros werden speziell auf das Fahrzeug geschult. Die Pilot­kunden testen die Fahrzeuge im Real­betrieb für zwölf Monate, dann gehen die Lkw für noch einmal zwölf Monate an eine zweite Runde von Kunden. „So können wir den vielen Kunden­anfragen gerecht werden und noch mehr Erkenntnisse gewinnen“, so Stefan Buchner. „Unser Ziel ist, die Serien- und Markt­reife wirt­schaft­lich konkurrenz­fähiger Elektro-Lkw für den inner­städti­schen schweren Verteiler­verkehr ab 2021 reali­sieren zu können.“

Beim eActros wird der Rahmen des Actros als Basis genutzt. Darüber hinaus handelt es sich aber um eine voll­ständig auf Elektro­antrieb ausgerichtete Architektur mit hohem Anteil spezifischer Teile. So basiert beispielsweise die Antriebsachse auf dem Typ ZF AVE 130, der sich als Niederflur-Portal­achse in Hybrid- und Brennstoff­zellen-Omni­bussen von Mercedes-Benz bewährt hat und nun für den eActros wesentlich über­arbeitet wird. Der Achskörper ist komplett neu konzipiert und liegt deutlich höher, was die Bodenfreiheit auf mehr als 200 mm vergrößert. Der Antrieb erfolgt dabei über zwei Elektro­motoren nahe den Radnaben der Hinter­achse. Diese Dreiphasen-Asynchron­motoren sind flüssig­keits­gekühlt und arbeiten mit einer Nenn­spannung von 400 Volt. Ihre Leistung beläuft sich auf jeweils 125 kW, das maximale Dreh­moment auf jeweils 485 Nm. Nach der Über­setzung werden daraus jeweils 11.000 Nm. Die Fahr­leistung ist damit der eines Diesel-Lkw eben­bürtig.

Innovationsflotte von zehn Elektro-Lkw wird an Pilot­kunden geliefert

Die maximal zulässige Achslast liegt bei den üblichen 11,5 Tonnen. Die Energie für bis zu 200 km Reichweite kommt aus Lithium-Ionen-Batterien mit 240 kWh. Sie haben sich bereits bei der EvoBus GmbH bewährt – sind also keine Proto­typen mehr. „Durch diese Synergien im Konzern können wir Erfah­rungen teilen, Entwick­lungs­zeiten verkürzen und natürlich auch Kosten sparen“, so Buchner.

Die Batterien sind in insgesamt elf Paketen verbaut: Drei befinden sich im Bereich des Rahmens, die anderen acht unterhalb. Zur Sicher­heit sind die Batterie­pakete von Stahl­gehäusen geschützt. Im Fall eines Aufpralls geben die Halte­rungen nach, verformen sich und leiten so die Energie an den Batterien vorbei ohne sie zu beschädigen. Die Hochvolt-Batte­rien speisen nicht nur den Antrieb, sondern das komplette Fahrzeug mit Energie. So werden beispiels­­weise Neben­aggregate wie der Druck­luft­kompressor der Brems­anlage, die Lenk­helf­pumpe für die Servo-Unter­stützung der Lenkung, der Kompressor der Fahrerhaus-Klima­anlage und ggf. der Kühlaufbau ebenfalls elektrisch betrieben. Leere Batterien lassen sich bei einer realis­tischen Stations­leistung von mobilen Lade­geräten im Fuhrpark von 20 bis 80 kW innerhalb von drei bis elf Stunden voll­ständig aufladen. Lade­standard ist das Combined Charging System CCS. Das LV-Bordnetz mit zwei herkömm­lichen 12-Volt-Batterien wird mithilfe eines DC/DC-Wandlers aus den Hochvolt-Batterien geladen. So können bei Ausfall oder Abschalten des Hochvolt-Netzes alle relevanten Fahrzeug­funk­tionen wie Licht, Blinker, Brems- und Luft­feder­systeme sowie die Fahrer­haus­­systeme aufrecht­erhalten werden. Das Hochvolt-Netz lässt sich nur starten, wenn die beiden LV(Nieder­span­nungs)-Batte­rien geladen sind.

Der voll­elek­trische Mercedes-Benz Lkw eActros für den schweren Verteiler­verkehr fährt lokal emissions­frei und leise in Städten. Bis zu 200 Kilometer Reich­weite mit gewohnter Fahr­leistung und Nutz­last. (Bild: Daimler)

Die Entwicklung und Erprobung der schweren Elektro-Lkw im Verteil­verkehr erfolgt über das Projekt „Concept ELV²“, das zu verschie­denen Teilen vom Bundes­umwelt­minis­terium (BMUB) sowie vom Bundes­minis­terium für Wirt­schaft und Energie (BMWi) mit insgesamt rund zehn Millionen Euro gefördert wird. Teil des Förder­vorhabens ist die Unter­suchung komplexer Heraus­forde­rungen bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb von Elektro-Lkw. Dazu gehört der Einsatz hoher Spannungen (> 400 V), hoher Ströme (bis 1000 A), Batterietechnik (Preis, Gewicht, Haltbar­keit, Lebens­dauer, Lade­zeit), Reich­weite und Energie­bedarf, Lade­infra­struktur und Logistik­konzepte, Sicherheits­anforderungen, Sommer- und Winter­taug­lichkeit sowie Fragen der Kunden­akzeptanz der Trucks.

Die Kundeninnovationsflotte ist mindestens bis Mitte 2020 im Einsatz. Sie soll unter anderem den Energie­bedarf nach Einsatz­szenarien und die Wirtschaft­lichkeit der Elektro-Lkw ermitteln sowie in einer Öko-Bilan­zierung die Umwelt­­performance der Elektro-Lkw mit Diesel-Trucks über den gesamten Lebens­­zyklus vergleichen. Die Forschungs­erkennt­nisse fließen noch während der Tests in Optimie­rungen der Fahr­zeuge ein, die Ergeb­nisse werden publiziert und eröffnen poten­ziellen Nutzern Möglich­keiten zur Opti­mierung ihrer Routen­planung oder zur Entwicklung neuer Geschäfts­modelle in der Logistik.

Als Pionier unter den vollelektrischen Leicht-Lkw ist der eCanter der asiati­schen Marke FUSO bereits im Herbst vergangenen Jahres als erster Serien-Elektro-Lkw an den Start gegangen. Auch der eVito von Mercedes-Benz ist seit November 2017 bestellbar und wird ab der zweiten Jahres­hälfte ausgeliefert. Als nächstes folgen der voll­elek­trische Stadtbus Citaro sowie der eSprinter. Die Fahr­zeuge von Daimler Trucks, Daimler Buses und Mercedes-Benz Vans decken somit den gesamten inner­städti­schen Verkehr mit Elektro­fahrzeugen ab. Neben Nutzlast und Lade­volumen ist auch Nach­haltig­keit und Geräusch­reduktion gefragt. Und genau hier, bei häufigem Anhalten, Bremsen und Beschleu­nigen, kann die batterie­elektrische Antriebs­technologie ihre Vorteile optimal ausspielen. Die Stadt­bewohner profi­tieren von sauberer Luft und weniger Lärm – und noch ein Vorteil: von Fahr­verboten sind Elektro-Lkw weitest­gehend nicht betroffen. (Quelle: Daimler)

Link: Mercedes-Benz Elektro-Lkw

 

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