Projekt evTrailer2: E-Sattelauflieger mildert Emissionen von Dieseln um ein Drittel
Das 2022 gestartete Verbundforschungsprojekt trägt den vollen Titel „Elektrisches Antriebskooperations- und Energiesystem für schwere Nutzfahrzeuge – evTrailer2“ und ist Nachfolger des Projekts evTrailer. Die Basis bildet denn auch der im Rahmen des Vorgängerprojekts entwickelte 3-Achsen-Sattelauflieger mit E-Traktion und Energiespeicher zur Antriebsunterstützung von konventionellen Sattelzugmaschinen mit bis zu zwölf Tonnen. Mit ihm erreichten die Initiatoren ein Treibhausgas-Minderungspotenzial (THG) von bis zu 20 Prozent.
In evTrailer2 ist nun der schwere Verteilerverkehr ab zwölf Tonnen aufwärts in den Fokus gerückt. Die Forschungsgruppe setzte sich dabei das Ziel, mit ihrem Konzept die THG-Minderungsziele der EU von minus 30 Prozent bis 2030 bereits bei Projektende zu erreichen. Und das ist nach Angaben der Initiatoren gelungen: „Durch die Optimierung des elektrisch betriebenen Sattelaufliegers für die Traktionskooperation mit der Zugmaschine konnten Einsparungen von 30 bis 40 Prozent bei den Treibhausgasemissionen erzielt werden“, schreiben die Projektverantwortlichen.
Hintergrund ist, dass gemäß den Vorschriften der Europäischen Kommission und des Europäischen Parlaments die Fahrzeughersteller die Treibhausgas-Emissionen von neuen Lkw bis 2025 im Durchschnitt um 15 Prozent und bis 2030 um 30 Prozent gegenüber dem Stand von 2019 senken müssen. Einer aktuellen ICCT-Studie zufolge, ist das 2025er Ziel für die meisten Hersteller in Reichweite.
Das Konsortium zur Realisierung von evTrailer2 wird von der CuroCon GmbH angeführt. Weitere Teilnehmer sind das Fraunhofer-Institut LBF, Hüffermann Transportsysteme, Sono Motors und die TU Darmstadt. Assoziierte Partner sind Wilhelm Schwarzmüller und Oswald Elektromotoren. Ihr konkretes Ziel lautete bei Projektstart 2022, „ein neues, bisher unerreichtes Effizienzniveau zu erreichen.“ Und das u.a. dank der Integration fahrzeugseitiger Solarmodule, ein eigenständiges Rangieren ohne Zugmaschine und die Vorbereitung der Batterie auf das Laden mit hohen Leistungen an Ladepunkten oder Oberleitungsstrecken.
Wichtig: Der Elektro-Auflieger wird an Diesel-Zugmaschinen gekoppelt. Und das Projektteam prüfte konkret das Potenzial verschiedener Technologien, um durch den Elektro-Trailer in Kombination mit einer Diesel-Zugmaschine „elektrifizierte Sattelzug-Systeme“ im Fernverkehr einzusetzen. Der Anhänger ist dabei mit einem elektrischen Antriebsstrang ausgestattet, der zwei elektrische Maschinen und eine Batterie umfasst. Letztere speichert Energie beim Bremsen und beim Bergabfahren und kann diese wieder abgeben, um die Zugmaschine zu unterstützen. Der Trailer kann zudem extern geladen werden und speichert auch die Energie der Solarpanels.
Zu den Komponenten, die das Forscherteam in dem Projekt speziell für den E-Trailer untersucht hat, gehört u.a. ein hybrides Batteriesystem, das Hochenergie- und Hochleistungszellen kombiniert, um das Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig Leistungsspitzen während der Rückgewinnung aufnehmen oder beim Bergauffahren abgeben zu können. Für das Energiemanagement haben die Teilnehmer zudem eine cloudbasierte, prädiktive Betriebsstrategie entwickelt.
Das energetisch und elektronisch mit dem Trailer gekoppelte Bugrad (auch Dolly genannt) ermöglicht zudem ein autarkes Rangieren ohne Zugmaschine. „Ein neu gestalteter zweiachsiger Dolly übernimmt das von der Zugmaschine getragene Gewicht. Außerdem kann der Anhänger mit am Prüfstand getesteten zweigängigen Getrieben ausgestattet werden, die hohe Drehmomente für Gierbewegungen radselektiv ermöglichen und den elektrischen Maschinen hocheffiziente Betriebsbedingungen bieten“, teilt das Projektkonsortium mit.
Um all die Komponenten zu koordinieren, ist darüber hinaus eine neue Multilevel-Trailer-Control-Unit (TCU) entwickelt worden. Sie koppelt Photovoltaik, Batterie, die Antriebe, das Bugrad sowie weiterer Sensorik und Aktorik. Alles in allem setzen die Entwicklungen von evTrailer2, „neue Standards in Effizienz und Nachhaltigkeit für schwere Nutzfahrzeuge“, sagt Projektleiter Michael Wißbach von der CuroCon GmbH. „Die Testphase hat eindeutig gezeigt, dass schwere Nutzfahrzeuge energiesparend betrieben werden können.“
Auch nach Abschluss des Projekts werden der Test-Trailer und dessen Komponenten weiter betrieben. Sie sollen laut dem Projektteam „wertvolle Daten sammeln, die als Grundlage für die zukünftige Kommerzialisierung des Systems dienen“.
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