Für die Zukunft am Start!

Trotz der Komplexität wurden alle Komfort- und Assistenzfunktionen beibehalten.

Noch lange vor dem Diesel-Skandal und der Sperrung von Innenstädten, begannen die drei mittelständischen Unternehmen Spedition Ansorge, Toni Maurer und Sensor-Technik Wiedemann (STW) gemeinsam zu überlegen, wie man auf die zukünftigen Veränderungen im Schwerlastverkehr reagieren soll. Denn die Ver- und Entsorgung von Industriebetrieben oder Lebensmittelgeschäften in der Innenstadt oder am Rande von dicht besiedelten Wohngebieten erfolgt durch LKWs, die im Shuttle-Betrieb zwischen den Logistikzentren und dem Kunden pendeln. Dieser „Last-Mile“ Verkehr verläuft logischerweise oft auf kurzen Distanzen mit der immer gleichen Route. Durch die Abgas- und Lärm-Emissionen, die von mit konventionellen Verbrennungsmotoren betriebenen LKWs verursacht werden, werden die Bewohner der an den Fahrtrouten angrenzenden Wohngebiete erheblich, zum Teil sogar grenzwertig belastet. Dies führt bereits heute zu behördlichen Einschränkungen des LKW-Pendelverkehrs. Die Abgas- und Lärm-Emissionen sollen auf ein für die Anwohner erträgliches Maß begrenzt werden. So wird die Auslastung der Betriebe durch behördliche Auflagen eingeschränkt, die Betriebe werden unter Umständen in ihrer Expansion gebremst.

Genau hier bietet das Projekt ELIAS eine Lösung, die Anwohnern, Speditionen und Betrieben gleichermaßen weiterhilft. Denn das Ziel war es einen Schwerlast-LKW bei gleichbleibender Leistung und gewohntem Komfort vollständig zu elektrifizieren. Die Zielsetzung bestand darin, keine Kompromisse hinsichtlich zulässigem Gesamtgewicht, Leistung und Komfort für den Shuttle- und Kurzstreckenbetrieb einzugehen. Die Nutzung eines Standard-LKWs als Grundlage bot neben dem Erhalt des Fahrkomforts den zusätzlichen Vorteil, dass bindende Richtlinien, Gesetze und Regelungen der nicht modifizierten Systemkomponenten Bestand hatten.

Effektive Inbetriebnahme durch ein ausgeklügeltes Error-Management dargestellt auf einem VSX10 Display.

STW liefert die notwendige Antriebstechnik, die elektronische Steuerung mit Gateway Funktionalität zur Einbindung sämtlicher Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs an das fahrzeugübergreifende CAN-System des Basisfahrzeuges sowie die Hard- und Software für das Batteriemanagementsystem (BMS). Die Steuerung des Antriebspaketes war die größte Herausforderung innerhalb des Projektes. Sie erfolgt mit einer ESX-Steuereinheit auf der die Applikation nach Sicherheitsstandards programmiert wurde. Die 32-bit-Steuereinheit bietet integrierte Sicherheitsfunktionalitäten und die Einbindung verschiedener sicherheitskritischer und unkritischer Betriebsmodi. Um die Energiebilanz zu verbessern, kann mittels Rekuperation im Bremsvorgang Energie zurückgewonnen und in das vorhandene Speichersystem zurückgeführt werden.

Das Herzstück des modularen Antriebspakets bilden zwei 140 kW powerMELA-C Synchronmotoren. Sie geben ihre Leistung an das bestehende Getriebe des Basisfahrzeugs ab und sorgen für das notwendige Drehmoment an der Achse. Durch die Integration des Umrichters in das Motorgehäuse entfällt die Verkabelung zwischen Umrichter und Motor. Es entsteht eine geschlossene kompakte und leistungsfähige Einheit. Mit seiner Schutzklasse von IP6k9k und einem schutzisolierten Aufbau eignet sich der powerMELA-C-Motor bestens für diese mobile Anwendung. Durch die Verwendung des automatisierten Schaltgetriebes bleiben die Fahrleistung und der Fahrkomfort des Elektro-LKW ebenbürtig mit konventionell angetriebenen Fahrzeugen.

Gerade bei elektrischen Hochleistungsantriebs-strängen bietet der Bremschopper die erforderliche Sicherheit.

Neu in einem derartigen Projekt ist die Skalierbarkeit der Batteriekapazität. Mit bis zu vier Batteriepacks und somit einer Gesamtkapazität von 336 kWh kann ist eine flexibele Anpassung an unterschiedliche Aufgabenstellungen möglich. Für die Batteriepacks wird auf die innovative Batterie-Technologie mit eigenständigem aktivem Thermomanagement der Fa. Kreisel gesetzt, das sich wiederum auf das mBMS (modulares Batterie-Management-System) von STW stützt. Dieser Baukasten aus Hard- und Software-Komponenten erlaubt die Realisierung eines sicheren Management-Systems für Hochvolt-Batterien. Die sensorischen Komponenten innerhalb des Speichers dienen zur Messung und Überwachung einzelner Zellspannungen und Temperaturen, der Ströme sowie der Bestimmung des Isolationszustands. Dynamik, Leistung und Effizienz der elektrischen Akkumulatoren richten sich nach dem Ladezustand (SOC), Gesundheitszustand (SOH) und der Temperatur der Batterie. Diese Sicherheitsfunktionen sind ein wesentlicher Bestandteil des BMS.

Die Batterien erreichen durch die integrierte Kühlung und die effiziente Verbindungstechnik maximale Reichweite, Lebensdauer und Leistung. Das Aufladen des Batteriespeichers erfolgt während des (automatischen) Be-/Entladevorgangs des Sattelaufliegers, so dass die Ladezeiten nicht den betrieblichen Ablauf stören. ELIAS besitzt eine integrierte HV-Distribution, die eine CCS-Ladeschnittstelle sowohl für DC-Schnellladung, als auch AC-Onboard-Ladung zur Verfügung stellt. Die Energie für den Betrieb wird auch aus regenerativen Quellen, wie betriebseigenen Photovoltaik-Anlagen, gewonnen.

Wichtig für den Erfolg der Lösung ist natürlich der Fahrer. Er soll – außer ruhigerem und kraftvollerem Betrieb – keinen Unterschied hinsichtlich Komfort und Funktionen bemerken. Die Fahrfunktionalität ist absolut vergleichbar mit konventionellen Fahrzeugen.

Mehr Informationen finden Sie unter: www.stw-mobile-machines.com



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