(Bild: ZF)
So bietet der Konzern beispielsweise seine Elektroportalachse AVE 130 oder den neuen elektrischen Zentralantrieb CeTrax für Stadtbusse samt aller notwendigen Komponenten als Systemlösung vollständig aus einer Hand an. Damit können Hersteller konventionelle Niederflur- und Hochflur-Plattformen ebenso wie Low-Entry-Busse auch für elektrisch angetriebene Modelle nutzen, wobei sich nach Angaben von Dr. Mark Mohr, Entwicklungsleiter für die Nutzfahrzeugtechnik bei ZF, „die Elektrifizierung von Fahrzeugflotten damit wirtschaftlich und komfortabel gestaltet“. Auch in der Langstreckenlogistik müssen nach Ansicht von ZF elektrifizierte Antriebe keine Wunschvorstellung mehr bleiben: „Die Hybridvariante des Nutzfahrzeug-Getriebes TraXon schöpft bislang ungenutzte Energiesparpotenziale bei maximaler Leistung aus“, betont Dr. Mohr.
E-Antrieb für Busse
Verschärfte Abgasgrenzen sowie die öffentliche Debatte um Feinstaubbelastung setzen nicht nur Pkw-Hersteller unter Druck. Besonders steht bekanntlich der öffentliche Personennahverkehr in der Pflicht, Emissionen zu senken und so die Umwelt zu entlasten. Bushersteller sehen sich dadurch hohen Kosten ausgesetzt, was die Integrations- und insbesondere auch Entwicklungsaufwendungen betrifft. Wie ZF die OEMs bei dieser Umstellung unterstützt, das zeigt ein neues Demonstrationsfahrzeug sehr deutlich: In diesem 18 m langen Gelenkbus sorgen gleich zwei Module der bereits praxiserprobten Elektroportalachse AVE 130 mit insgesamt vier Motoren für kraftvollen Vortrieb. Diese bietet ZF im Systemverbund mit passenden Wechselrichtern, Fahrsteuerung sowie der gesamten Leistungselektronik aus einer Hand an. „Damit garantiert der Konzern optimale Energieeffizienz – und damit auch Reichweite“, fasst Dr. Mohr die Fakten zusammen. Im Hinblick auf die Leistung genügt für einen Standardgelenkzug auch nur eine angetriebene Elektroportalachse AVE 130.
Gleicher Bauraum
Grundsätzlich unterscheidet sich der für die AVE 130 notwendige Bauraum nicht von dem einer konventionellen Portalachse. Für Hersteller macht das enorme Kosteneinsparungen möglich, da sie für Elektromobilitäts-Lösungen keine eigenen Fahrwerks-Plattformen entwickeln müssen. Dabei lässt sich die AVE 130 mit nahezu jeder gängigen elektrischen Energiequelle kombinieren – von Batterien über Supercaps und Brennstoffzellen bis hin zu Oberleitungen. Sie eignet sich aber auch sehr gut für serielle Hybridkonzepte und Plug-in-Varianten. Das ermöglicht dem OEM und Verkehrsbetrieben eine besonders hohe Flexibilität bei der Auswahl der Energieversorgung. „Eine hohe Servicefreundlichkeit dank standardisierter Großserienkomponenten rundet das Gesamtpaket für die Stadtbuszukunft ab, das ZF mit der elektrischen Niederflurachse AVE 130 geschnürt hat“, konstatiert Dr. Mohr.
Plug-and-Drive mit CeTrax
Neben der bewährten AVE 130 bietet ZF sowohl für Niederflur- als auch für Hochbodenbusse den neuen elektrischen Zentralantrieb CeTrax als Systemlösung an. Dank seines Plug-and-Drive-Ansatzes lässt sich CeTrax in bestehende Fahrzeugplattformen integrieren, ohne dabei größere Änderungen an Fahrwerk, Achsen, Statik oder Differenzial vornehmen zu müssen.
Der elektrische Zentralantrieb CeTrax lässt sich per „Plug-and-Drive“ in bestehende Fahrzeugplattformen integrieren. ZF
CeTrax ist mit einer maximalen Leistung von bis zu 300 kW und einem maximalen Drehmoment von 4400 Newtonmetern insbesondere für anspruchsvolle Busanwendungen ausgelegt und bietet nach Angaben des Friedrichshafener Unternehmens „deutliche Gewichtsvorteile sowie einen exzellenten Wirkungsgrad“.
Dr. Mohr sieht in der Lösung viele Vorteile: „Da der Lieferumfang des Systemverbunds ebenfalls Fahrsteuerung und Wechselrichter umfasst, erhalten Hersteller eine bereits abgestimmte Gesamtlösung in Sachen Performance, Effizienz und Lebensdauer. Gleichzeitig spart der OEM Aufwand und Kosten, da ZF die Homologation und Prüfung des Antriebssystems übernimmt.“ Im Praxis-Schnelltest der Redaktion zeigte sich ein entsprechend ausgerüsteter Versuchsträger als ausgesprochen leicht und angenehm fahrbarer Elektrobus – sowohl aus Sicht des Fahrers als auch aus Sicht des Passagiers. Neben dem Einsatzbereich im Bus eignet sich CeTrax auch zur Elektrifizierung von Verteiler-Lkw.
CeTrax: lite und mid
CeTrax ist in den beiden Varianten CeTrax lite und CeTrax mid für den Einsatz in Liefervans und leichten Nutzfahrzeugen bis 7,5 t (CeTrax lite) sowie in mittelschweren Nutzfahrzeugen bis 19 t (CeTrax mid) konzipiert. Das besondere an CeTrax lite und CeTrax mid ist die integrierte Bauform der elektrischen Zentralantriebe, bei der elektrische Maschine, Leistungselektronik und Getriebe eine kompakte Einheit in einem gemeinsamen Gehäuse bilden.
CeTrax gibt es in den Versionen CeTrax lite (bis 7,5 t)... ZF
... sowie CeTrax mid (bis 19 t). ZF
Die Leistungselektronik muss nicht eigens mit der elektrischen Maschine verkabelt werden, da diese Verbindung bereits innerhalb des Aggregats besteht. Dank ihrer Bauform lassen sich beide Zentralantriebe direkt in bestehende Fahrzeugplattformen installieren, sodass der Nutzfahrzeughersteller oft keine größeren Veränderungen am Fahrwerk oder den Achsen vornehmen muss.
„Mit dem Plug-and-Drive-Konzept unserer CeTrax-Modelle können Fahrzeughersteller Entwicklungs- und Installationsaufwendungen reduzieren“, hebt Dr. Mohr hervor. „Damit wendet sich ZF gezielt an Hersteller oder Flottenbetreiber, die im Rahmen einer Plattformstrategie vorhandene konventionelle Modelle zusätzlich auf eine strombetriebene Fahrweise umstellen wollen.“
CeTrax lite und CeTrax mid übernehmen die elektrischen Komponenten aus dem zentralen Achsantriebssystem, das ZF für Pkw-Anwendungen noch in diesem Jahr in Serie bringt. Die Leistung der elektrischen Asynchronmaschine wird dabei über ein integriertes Getriebe übersetzt, was zusätzlich zur kompakten Bauweise der Aggregate beiträgt.
„Durch die Verwendung der gleichen Komponenten vom Pkw bis hin zum 19-Tonner lassen sich für Nutzfahrzeuge wirtschaftlich attraktive Lösungen darstellen“, betont Dr. Mohr „Die mechanischen Komponenten sind auf die Anforderungen des Nutzfahrzeug-Betriebes hin entwickelt, wie auch das Gehäuse samt optimierter Komponenten und Befestigungspunkte.“
In CeTrax lite leistet eine elektrische Asynchronmaschine in der Spitze 150 kW bei einem maximalen Drehmoment von 380 Nm; sie steht also in Sachen Performance einem konventionellen Aggregat in diesem Segment in nichts nach. Obwohl es sich bei diesem Modul um ein vollintegriertes System handelt und es neben dem E-Motor auch eine Ein-Gang-Übersetzungsstufe und Leistungselektronik beherbergt, fällt CeTrax lite kompakt und mit rund 120 kg leicht aus.
CeTrax mid sorgt mit zwei elektrischen Asynchronmaschinen in paralleler Bauweise für adäquaten Vortrieb – und das bis zu einem Fahrzeuggewicht von 19 t. In der Spitze leistet das System 300 kW, wobei das zweistufige Lastschaltgetriebe ein Drehmoment von 760 Nm überträgt. Auch hier erlaubt eine vollintegrierte Bauweise die relativ einfache Installation im Fahrzeug. Mit beiden ZF-Antrieben können weiterhin Standardachsen mit gängigen Übersetzungen zum Einsatz kommen.
Mit TraXon Hybrid lassen sich bei schweren Nutzfahrzeugen wie Reisebussen oder Lkw alle Hybridfunktionalitäten umsetzen. ZF
TraXon Hybrid für die Langstrecke
Mit TraXon Hybrid, das über eine zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe positionierte elektrische Maschine verfügt, lassen sich bei schweren Nutzfahrzeugen alle Hybridfunktionalitäten umsetzen. Für diverse Anwendungen ist dabei ein besonderes Feature von Interesse: Im Generatorbetrieb kann das Hybridmodul auch in die Stromversorgung weiterer Aggregate – etwa bei Kühltransporten – eingebunden werden. Neben Lkw-Anwendungen zielt TraXon Hybrid auch auf Reisebusse, bei denen der Hybridantrieb die gleichen Vorteile ausspielen kann. Auch bei diesem Produkt bietet ZF seine Systemlösung an.
Autonomes Rangieren auf dem betriebshof
Mit zwei Demo-Lkws zeigt ZF im Vorfeld der IAA, wohin die Logistik-Reise auf Betriebshöfen von Speditionen ebenso wie von Flug- und Seehäfen sowie auf ähnlichen abgegrenzten Arealen gehen könnte: Das Rangieren von Wechselbrücken oder Trailern an den jeweiligen Bestimmungsort übernehmen die Fahrzeuge künftig autonom. Grundlage dafür ist das technologische Leitprinzip „see. think. act“ der Friedrichshafener. Auf dieser Basis entwickelte ZF für die Logistikbranche die beiden Konzeptfahrzeuge „ZF Innovation Truck“ und „Terminal Yard Tractor“, die Effizienz, Tempo und Umweltfreundlichkeit steigern sowie Unfälle und Schäden minimieren können. Ganz nebenbei tragen die fahrerlos manövrierenden Transportmittel dazu bei, dem stetig wachsenden Fachkräftemangel im Logistikbereich zu begegnen.
ZF
Der ZF Innovation Truck – als Hybrid-Lkw auf Basis eines schweren Dreiachsers realisiert – übernimmt das Manövrieren auf dem Betriebshof fahrerlos. Schon nach der Einfahrt auf das Gelände kann der Lenker aussteigen, den autonomen Fahrmodus aktivieren und danach die Pausenzeiten nutzen. Der Lkw findet eigenständig und elektrisch fahrend zu seiner Zielposition. Dort setzt er mithilfe eines Wechselbrückenassistenten eine eventuell bereits geladene Wechselbrücke ab. Ebenfalls von alleine nimmt der ZF Innovation Truck wieder einen neuen Container auf. Dass das Nutzfahrzeug das genaue Rückwärtseinfädeln unter die Wechselbrücke übernimmt, ist ein zentraler Vorteil des Assistenten: Manuell ausgeführt fordert dieses Fahrmanöver sogar routinierte Lkw-Fahrer stark.
Dipl.-Ing. Alfred Vollmer
