Mercedes-Benz urban eTruck für den innerstädtischen Lieferverkehr

Mercedes-Benz zeigt mit dem urban eTruck den neusten Stand des vollelektrischen Fahrens für Fahrzeuge mit einem Gewicht von bis 25 Tonnen. Bei diesen Fahrzeugen, die besonders in der Güter-Verteilung eingesetzt werden, gibt es besondere Herausforderungen zu lösen. Die Energieversorgung des urban eTruck erfolgt über eine modular aufgebaute Bestückung mit Batterien, der Antrieb wird über Elektromotoren nahe den Radnaben realisiert. Im Ergebnis kann sich der urban eTruck mit einem Lkw mit Verbrennungsmotor in Nutzlast und Performance messen.

Luftqualität, Lärmpegel, Einfahrrestriktionen – weltweit wollen und müssen Städte ihre Bevölkerung vor Abgas- und Geräuschemissionen schützen. Gleichzeitig leben weltweit mehr Menschen in Städten als auf dem Land, in allen großen westeuropäischen Ländern liegt der Anteil der Stadtbevölkerung bei circa 70%. Dementsprechend sind hier auch Industrie, Handel und Gewerbe angesiedelt und Menschen oder Geschäfte müssen mit Gütern und Lebensmitteln versorgt werden.

Elektro-Antrieb über die Hinterachse

Verteiler-Lkw wären prädestiniert für den Elektroantrieb, vor allem im Flotten¬einsatz. Die Belieferung erfolgt zu früher Stunde und verlangt nach Rücksicht. Das betrifft gleichermaßen Abgasemissionen in hochbelasteten Ballungsgebieten als auch Geräuschemissionen. Die Routen für die Belieferung von z.B. Supermärkten in Städten liegen entweder fest oder sind zumindest weitestgehend im Voraus planbar.

Mit dem urban eTruck will Mercedes-Benz die Emissions- und Geräuschbelastung in diesem städtischen Lebensraum minimieren. Unter Berücksichtigung der besonderen Anforderungen wurde ein möglichst effizientes Antriebskonzept entworfen, das sich besonders für den klassischen Verteilerverkehr von Waren eignet.

An der elektrisch angetriebenen Hinterachse vom Typ ZF AVE 130 befinden sich Elektromotoren, unmittelbar neben den Radnaben. Ihre Leistung beläuft sich auf 2 x 125 kW, das maximale Drehmoment liegt bei 2 x 500 Nm bzw. 2 x 11.000 Nm nach Übersetzung. Da das Drehmoment wie bei allen Elektrofahrzeugen vom Start weg voll zur Verfügung steht, erreicht der urban eTruck eine vergleichbare Performance und Fahrdynamik, trotz der hohen Lasten. In der Basisausführung hat sich die Achse bereits in Hybrid- und Brennstoffzellen-Omnibussen bewährt, für den urban eTruck wurde sie nochmals überarbeitet, die maximal zulässige Achslast beläuft sich auf 11,5 Tonnen.

Gewicht und maximale Zuladung

Elementar für die Entwicklung solcher Fahrzeuge ist das Verhältnis von Nutzlast und Gewicht. Batterien sind schwer, ihr Gewicht reduziert die mögliche Zuladung und erhöht zudem den Energieverbrauch für den Transport. Deshalb erfolgt die Energieversorgung beim urban eTruck durch modular aufgebaute Pakete mit Lithium-Ionen-Batterien, wobei es die Basisbestückung mit 212kWh Gesamtkapazität bereits auf eine beachtliche Reichweite von bis zu 200 Kilometern bringen soll. Das entspricht der üblichen Strecke, die bereits heute von Dreiachsern mit Verbrennermotor im Lebensmittel-Verteilverkehr zurückgelegt werden. Da sich die Elektromotoren nahe der Hinterachse befinden, können die Akkus unfallsicher innerhalb des Rahmens platziert werden.

Einer der entscheidenden Faktoren für den Erfolg von Elektroantrieben auf der technischen Seite ist neben der Reichweite die Gewichtsbilanz. Deshalb müssen im gewerblichen Einsatz elektrisch angetriebene Fahrzeuge die Performance eines Lkw mit Dieselmotor erreichen. Beim urban eTruck ist das Rechenexempel simpel:

Die elektrisch angetriebene Achse wiegt rund 1000 Kilogramm, die notwendigen weiteren elektrischen Bauteile summieren sich auf weitere 900 kg. Schwerste Komponenten sind die Batterien inklusive der Befestigungen mit 2500 kg. Dem steht der Entfall von Motor, Getriebe, Kardanwelle, Differenzial und Kraftstofftank mit zusammen ca. 2700 kg gegenüber. Daraus resultiert ein Mehrgewicht des urban eTruck in der beschriebenen Konfiguration von etwa 1700 kg.

Da die EU-Kommission eine Erhöhung des zulässigen Gesamtgewichts für Lkw mit Alternativantrieb um eine Tonne befürwortet, wird der Gewichtsnachteil des Elektroantriebs größtenteils ausgeglichen. Das zulässige Gesamtgewicht des dreiachsigen Solofahrzeugs wird von 25 auf 26 Tonnen steigen, der ursprüngliche Gewichtsnachteil reduziert sich auf 700 Kilogramm.

CCS: Lade-Infrastruktur

Geladen werden die Batterien an stationsfesten Ladegeräten im Fuhrpark mit einer Ladeleistung bis zu 150 kW. Die stationsfeste Ladestation sichert die Vorkonditionierung des Fahrzeugs, damit der urban eTruck eine maximale Reichweite erzielt. Die Verbindung mit der Station wird über den Ladestandard Combined Charging System (CCS) Typ 2 hergestellt, einem europaweit vereinheitlichten Stecker, das somit kompatibel zu der aktuellen Infrastruktur ist. Komplett leere Batterien lassen sich bei einer derzeit realistischen Stationsleistung von 100 kW innerhalb von zwei bis drei Stunden vollständig aufladen. Im Fahrbetrieb nutzt das Fahrzeug zur Aufladung Rekuperation, also die Umwandlung von Bremsenergie in Strom. Beim Bremsen dienen die Elektromotoren des urban eTruck als Generatoren und können so die Batterien nachladen.