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Sowohl etablierte Hersteller als auch Start-ups bemühen sich um die Entwicklung batteriebetriebener Lkw. Foto mit freundlicher Genehmigung von Volvo Trucks North America

Batteriebetriebene Nutzfahrzeuge rollen zunehmend vom Band. Foto mit freundlicher Genehmigung von Volvo Trucks

Schwerlast-Elektrostapler bieten eine Reihe von Vorteilen, darunter höhere Zuverlässigkeit, geringe Geräuschentwicklung und weniger Vibrationen. Foto mit freundlicher Genehmigung von BYD Auto Co.

Der mit Spannung erwartete Sattelschlepper von Tesla hat sich um mehrere Jahre verzögert. Illustration mit freundlicher Genehmigung von Tesla Inc.

Die Marke Farizon von Geely hat kürzlich einen futuristisch aussehenden Lkw namens AD21 vorgestellt. Foto mit freundlicher Genehmigung der Geely Auto Group

Die Hälfte aller derzeit in Europa verkauften Elektro-Lkw wird in dieser Fabrik in Blainville-sur-Orne, Frankreich, produziert. Foto mit freundlicher Genehmigung von Renault Trucks

Mack baut Elektrofahrzeuge für die Müllabfuhr. Foto mit freundlicher Genehmigung von Mack Trucks Inc.

Dieses mittelschwere Lieferfahrzeug verfügt über ein mittig montiertes Lenkrad. Foto mit freundlicher Genehmigung von Volta Trucks Ltd.

Batteriemanagementsysteme spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Reichweite. Foto mit freundlicher Genehmigung von Sensata Technologies Inc.

Batteriebetrieb ist für Besitzer großer Flotten eine attraktive Alternative. Foto mit freundlicher Genehmigung von Volvo Trucks North America

Bevor Elektro-Lkw immer beliebter werden, muss die Ladeinfrastruktur verbessert werden. Foto mit freundlicher Genehmigung der Daimler Truck Holding AG

Schwere und mittelschwere Lkw sind heute eines der heißesten Segmente der Elektrofahrzeugindustrie. Sowohl etablierte Hersteller als auch Start-ups bemühen sich darum, batteriebetriebene Maschinen zu entwickeln. Langsam beginnen die Fahrzeuge vom Band zu laufen, aber es wird erwartet, dass diese neue Lkw-Klasse innerhalb der nächsten 15 Jahre den Markt dominieren wird.

Etablierte US-Marken wie Freightliner, International, Kenworth, Mack und Volvo haben bereits Elektro-Lkw in unterschiedlichen Größen und Segmenten entwickelt. In Europa sind DAF, Daimler, Iveco, MAN, Renault und Scania sogar noch weiter vorne.

Sie alle konkurrieren mit einer Reihe von Start-ups wie Battle Motors, Bollinger, BYD, Harbinger, Lion, Nikola, Quantron und Volta. Bald werden Tesla und andere in den Bereich der Elektro-Semi-Fahrzeuge vordringen, auch wenn das umfangreiche Ladenetz, das sie benötigen, gerade erst im Entstehen begriffen ist.

Eine aktuelle PwC-Studie mit dem Titel „The Dawn of Electrified Trucking“ prognostiziert, dass emissionsfreie Fahrzeuge mit Batterie- oder Brennstoffzellenantrieb bereits im Jahr 2030 ein Drittel aller neu zugelassenen Lkw in China, Europa und Nordamerika ausmachen werden. Bis 2035 werden Ihr Anteil an den Neuzulassungen in diesen Märkten soll auf rund 70 Prozent steigen.

Mit weniger beweglichen Teilen und erhöhter Zuverlässigkeit bieten Elektro-Lkw die Umweltvorteile geringerer Emissionen sowie einen geringeren Geräuschpegel und weniger Vibrationen als Verbrennungsmotoren.

„Ohne die Transport- und Logistikbranche wird es nicht möglich sein, die weltweiten Klimaziele zu erreichen“, warnt Matthias Zink, CEO Automotive Technologies bei der Schaeffler Gruppe, einem führenden Tier-1-Zulieferer von Elektromotoren, Leistungselektronik und Thermomanagementsystemen . „Rund 60 Prozent aller Lkw-Fahrten sind kürzer als 500 Kilometer und liegen damit in der Reichweite, die batterieelektrische Lkw mit einer einzigen Ladung erreichen können.

„Elektro-Lkw sind eine emissionsfreie und geräuscharme Gütertransportlösung, die nicht mit den immer strengeren Einfahrtsbeschränkungen für innerstädtische Fahrzeuge in Konflikt gerät“, bemerkt Zink. „Ein weiterer Vorteil von E-Lkw gegenüber Lkw mit Verbrennungsmotor ist die Möglichkeit der Energierückgewinnung im Stop-and-Go-Stadtverkehr.“

Eines der Unternehmen, das in den USA die Nachfrage nach elektrischen Nutzfahrzeugen anführt, ist der Brauriese Anheuser-Busch Co. Vor vier Jahren ging das Unternehmen eine strategische Partnerschaft mit Nikola Corp. ein, um seine Langstreckenflotte auf emissionsfreie Lkw umzustellen . Und Anfang dieses Jahres startete die Brauerei einen dreimonatigen Test mit dem 8TT-Tageskabinentraktor von BYD Auto Co. für lokale Lieferungen an Bars, Restaurants und Einzelhändler. Das Unternehmen betreibt derzeit 25 BYD-Lkw in vier Vertriebszentren in Kalifornien.

Auch PepsiCo Inc. springt auf den Elektro-Lkw-Zug auf und plant, noch in diesem Monat die ersten Tesla-Fahrzeuge auszuliefern. Der mit Spannung erwartete schwere Sattelschlepper des Autoherstellers verzögert sich jedoch um mehrere Jahre. Und die Marke Farizon von Geely hat kürzlich einen futuristisch aussehenden Lkw namens AD21 vorgestellt, von dem sie glaubt, dass er direkt mit Tesla konkurrieren wird.

Walmart Inc. ist auch ein wichtiger Akteur im Wettlauf um die Entwicklung und den Einsatz von Elektro-Lkw auf amerikanischen Straßen. Der Einzelhändler, der derzeit mit den eCascadia- und Nikola-Tre-Maschinen von Freightliner Truck experimentiert, hat kürzlich einen Großauftrag für elektrische Lieferwagen bei Canoo Inc. aufgegeben. Darüber hinaus führte Walmart einen Test mit einem elektrisch angetriebenen Kühlauflieger des Herstellers Thermo King durch.

„Der Anteil der Elektro-Lkw ist im Vergleich zum gesamten Markt für Nutzfahrzeuge äußerst gering“, sagt Pedro Pacheco, Analyst bei Gartner. „Allerdings bringen Lkw-Hersteller neue Modelle auf den Markt und werden aus technologischer Sicht zunehmend wettbewerbsfähiger.“

Laut Pacheco wird die Entwicklung und Einführung des Megawatt Charging System (MCS)-Standards für den Erfolg von Elektro-Lkw im Fernverkehr von entscheidender Bedeutung sein, da Flottenbetreiber und Schifffahrtsorganisationen minimale Ausfallzeiten fordern. MCS ist ein Hochleistungs-Ladestecker für Lkw und Busse, der von der CharIN-Arbeitsgruppe und mehreren Zulieferern entwickelt wird.

„Ohne diesen Standard ist es aus betrieblicher Sicht äußerst schwierig, sie zum Laufen zu bringen“, warnt Pacheco. „Aber natürlich müssen diese Lkw erst einmal auf den Markt kommen und die Ladegeräte müssen da sein, was auch Zeit braucht. Sobald sie vorhanden sind, würde dies die Nutzung von Elektro-Lkw deutlich erleichtern.“

Pacheco nennt die derzeitigen Reichweitenbeschränkungen die „Achillesferse des Elektro-Lkw“, da batteriebetriebene Sattelschlepper einfach nicht mit der Reichweite traditioneller Diesel-Alternativen mithalten können. Der zukünftige Erfolg wird von der Fähigkeit abhängen, die Infrastruktur einzuführen.

„Wenn ein Hersteller einem Flottenbetreiber mitteilt, dass die Reichweite dieses Lkw 500 Kilometer beträgt, stellt sich zunächst die Frage, ob das für einen beladenen oder unbeladenen Lkw gilt“, bemerkt Pacheco, der glaubt, dass Elektro-Lkw eher Akzeptanz finden werden – und Bauen Sie Dynamik auf, indem Sie zunächst lokale Vertriebsbedürfnisse bedienen, bei denen die Reichweitenbeschränkung kein kritisches Problem darstellt.

Volvo Trucks North America bietet seinen VNR Electric derzeit in mehreren Konfigurationen an. Das Unternehmen untermauert sein rollendes Produkt mit Plänen zum Aufbau eines Ladenetzwerks, zunächst mit einer Route durch Kalifornien.

Beim Traktor der Klasse 8 können Kunden zwischen einer Konfiguration mit vier oder sechs Batteriepaketen wählen. Lkw der Klasse 7 sind nur mit Ersterem erhältlich.

„Wir hatten mit unserem VNR-Modell-Lkw eine sehr starke Basis“, sagt Andy Brown, Produktmarketingmanager für Elektromobilität bei Volvo Trucks North America. „Mithilfe dieser LKW-Plattform konnten wir die Batteriepakete und den elektrischen Antriebsstrang hinzufügen.“

Auch Volvo Trucks hat kürzlich auf der IAA Transportation in Hannover eine neue E-Achse angekündigt. Es wird batterieelektrischen Fahrzeugen (BEVs) eine größere Reichweite ermöglichen, indem Antriebsstrang und Getriebe in einem Stück kombiniert werden und mehr Batterien an Bord mitgeführt werden.

„Dies wird eine Ergänzung zu unseren aktuellen Elektroantriebssträngen sein, wobei die vorhandenen Lkw weiterhin ideal für den lokalen und regionalen Verteilerverkehr sind“, erklärt Brown. „Wir sind zuversichtlich, dass wir mit diesen Optionen die Anforderungen unserer Kunden an alle lokalen Lieferoptionen erfüllen können.“

Brown behauptet, dass schwere Elektro-Lkw eine ideale Möglichkeit für Unternehmen seien, ihre Treibhausgasemissionen zu reduzieren und auf ein emissionsfreies Transportsystem umzusteigen.

„Derzeit konzentrieren wir uns auf Kunden, die lokale und regionale Routen für unser BEV-Angebot haben, da dies derzeit die ideale Reichweite ist“, fügt Brown hinzu. „Wir gehen davon aus, dass dieser Wert zunehmen wird, da Batterien und andere Technologien weiter voranschreiten.

„Unsere erste LKW-Phase hatte eine Reichweite von etwa 150 Meilen und jetzt sind wir in der Lage, mit einer Konfiguration mit sechs Batterien eine Reichweite von bis zu 275 Meilen und mit der Konfiguration mit vier Batterien eine Reichweite von bis zu 230 Meilen bereitzustellen.“ „Brown betont.

Während die Ladeinfrastruktur in Nordamerika noch in Arbeit ist, arbeitet Volvo Trucks aktiv mit seinen Partnern an der Lösung des Problems. Anfang des Jahres gab der Lkw-Hersteller bekannt, dass er in Kalifornien einen elektrifizierten Ladekorridor für mittelschwere und schwere Nutzfahrzeuge baut. Es soll bis Ende 2023 online gehen.

Der Plan sieht den Bau einer Reihe von Ladestationen vor, die von Dixon, Kalifornien, nördlich von San Francisco, bis nach La Mirada im Los Angeles County reichen. Volvo Trucks arbeitet mit Shell Recharge Solutions, TEC Equipment, Affinity Truck Center und Western Truck Center zusammen, um das öffentlich zugängliche Ladenetzwerk für Elektrofahrzeuge zu entwickeln, das durch einen Zuschuss der California Energy Commission in Höhe von 2 Millionen US-Dollar unterstützt wird.

„Kalifornien war einer der ersten Anbieter von Elektro-Lkw, aber wir sehen darin eine Art Fahrplan für andere Orte in Nordamerika“, sagt Brown, der prognostiziert, dass die Nachfrage in naher Zukunft stetig steigen wird .

„Einfach gesagt gibt es Unternehmen, die wie wir aggressiv Nachhaltigkeitsziele verfolgen“, erklärt Brown. „Transportunternehmen wissen auch, dass ihre Kunden geringere und emissionsfreie Alternativen fordern.“ Tatsächlich fürchten sie, Geschäfte zu verlieren, wenn sie nicht anfangen, in emissionsfreie Transporte zu investieren.“

Die konservative Lkw-Branche hat Elektrofahrzeuge nur langsam eingeführt und in eine umfassende Ladeinfrastruktur investiert.

„Diese Frachtunternehmen sowie größere Flottenbetreiber diskutieren darüber, ob sie überhaupt von einem konventionellen Antriebsstrang auf Elektroantrieb umsteigen sollen“, sagt Sandeep Mukunda, Forschungsmanager für das Programm für digitale Automobil- und Transportstrategien bei IDC. „Wenn es darum geht, die Elektrifizierung in der Branche einzuführen, muss es eine Art Fahnenträger geben, etwa indem man mit dem Aufbau einer Infrastruktur in Gebieten wie Kalifornien beginnt.“

Mukunda geht davon aus, dass es mindestens ein Jahrzehnt dauern wird, bis Elektro-Lkw herkömmliche Fahrzeuge in dem Tempo ersetzen, das derzeit auf dem Pkw-Markt herrscht.

„Ich denke, die größte Herausforderung für Lkw-Hersteller besteht darin, Batterien zu wirtschaftlichen Kosten zu beschaffen, denn derzeit gibt es einen enormen Wettbewerb um die Batterietechnologie“, bemerkt Mukunda. „Die Technologie ist noch nicht ausgereift genug, um in wirtschaftlichem Maßstab in Massenproduktion hergestellt zu werden, und es gibt eine enorme Konkurrenz von anderen Automobilunternehmen, die ebenfalls versuchen, die Batteriematerialien zu beschaffen.“

Eine zweite Herausforderung ist die reine Kapazitätsfrage, die erforderlich ist, um einen Schwerlast-Lkw über weite Strecken zu transportieren. Das bedeutet, dass genügend Ladegeräte vorhanden sein müssen und auch genügend Rastplätze vorhanden sein müssen, an denen die Ladegeräte genutzt werden können.

„Das Aufladen eines Fahrzeugs mit einer Nutzlast von etwa 40 Tonnen kann einige Stunden dauern, selbst wenn es sich um einen Kompressor handelt“, warnt Mukunda. „Es bedarf vieler Partnerschaften, um diese Infrastruktur aufzubauen.“

Investitionen in Technologien wie eine dynamische Ladeinfrastruktur, mit der Fahrzeuge während des Transports auf der Straße aufgeladen werden können, könnten zu einem späteren Zeitpunkt bahnbrechend sein, aber das ist noch weiter in der Zukunft, als die Elektro-Lkw-Industrie heute ist.

„Andere Aspekte der zukünftigen Mobilität, wie vernetzte Fahrzeuge und autonome Technologie, werden sich schneller weiterentwickeln als die Elektrifizierung der Antriebsstränge in Lastkraftwagen“, prognostiziert Mukunda.

Harbinger Motors Inc., ein in Los Angeles ansässiges Start-up, das sich auf Lkw der Klassen 4, 5 und 6 konzentriert, hat kürzlich den Stealth-Modus verlassen. Das Unternehmen hat ein Skateboard-Chassis für mittelschwere Anwendungen entwickelt, das über eine autonome Drive-by-Wire-Lenkung, eine Bodenhöhe unter 28 Zoll und eine Vorderradaufhängung verfügt, die den Fahrzeugüberhang reduziert. Es wird erwartet, die Produktion im Jahr 2024 hochzufahren.

„Wir produzieren unsere eigenen Elektromotoren, Elektroantriebe, Batteriesysteme, Rahmenaufhängungen und Fahrgestelle“, sagt Phillip Weicker, Chief Technology Officer bei Harbinger. „Wir sind davon überzeugt, dass unser Ansatz von Grund auf dazu beitragen wird, dass wir uns in technischer und leistungstechnischer Hinsicht deutlich von der Konkurrenz abheben.“

Die E-Achse von Harbinger bildet das Herzstück des Fahrzeugs und vereint Motor, Wechselrichter und Getriebe zu einer integrierten Einheit, zusammen mit einem flüssigkeitsgekühlten 800-Volt-Batteriesystem. Das Gerät ist für eine Standardbetriebsdauer von 20 Jahren und 450.000 Meilen ausgelegt und verfügt außerdem über eine einstündige Gleichstrom-Schnellladefähigkeit.

Laut Weicker wurde die Technologie von Grund auf entwickelt, um die Fahrgestellkosten zu kontrollieren und ein Wertversprechen in der wettbewerbsintensiven Nutzfahrzeugindustrie zu bieten.

„Die Herausforderung besteht darin, ein Fahrzeug zu finden, das den [Kunden-]Bedürfnissen entspricht und zum richtigen Preis erworben werden kann“, erklärt Weicker. „Die Betriebskosten werden auf die dritte Dezimalstelle pro Meile berechnet. Bis die Batteriepreise und die Batterielebensdauer den Punkt erreichten, an dem solche Fahrzeuge wirtschaftlich sinnvoll waren, würde sich niemand ernsthaft mit ihnen befassen.“

„Nutzfahrzeuge sind Arbeitsgeräte und müssen daher für ihre Kunden wirtschaftlich sinnvoll sein“, fügt Weicker hinzu. „Wir glauben, dass dies etwas ist, an dem jeder, der große oder kleine Flotten betreibt, interessiert sein wird.“

Die Aufklärung der Kunden über die Reichweite und andere Besonderheiten von Elektroantrieben ist ein wichtiger Teil des Verkaufsgesprächs. Allerdings fahren 75 Prozent der mittelschweren Lkw in den Vereinigten Staaten weniger als 75 Meilen pro Tag auf vorhersehbaren Strecken.

„Diese befinden sich in der Regel an Basisstationen oder Depots und eignen sich daher gut für die Elektrifizierung, da wir wissen, wo sie aufgeladen werden“, sagt Weicker. „Wir wissen, wie viel Energie sie an Bord haben müssen, und wir wissen, dass sich das nicht von Tag zu Tag ändert, wie es in der Pkw-Welt der Fall ist.“

„Unsere Herausforderungen konzentrieren sich darauf, ein Batteriepaket zu bauen, das im gewerblichen Lkw-Umfeld lange hält“, bemerkt Weicker. „[Es muss] resistent gegen die Umwelt sein, was bedeutet, dass es über die nötige Kühlkapazität verfügt, um sicherzustellen, dass die Zellen eine lange Lebensdauer haben.“ lange Zeit."

Wenn eine Batterie viermal ausgetauscht werden muss, ist es plötzlich sehr schwierig, an die gleiche Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zu denken.

„Wir wollen eine Batterie, die sowohl im Hinblick auf den Lebenszyklus als auch im Hinblick auf die Haltbarkeit langlebig ist“, betont Weicker.

Anfang dieses Jahres brachte Mack Trucks Inc. sein LR Electric-Müllfahrzeug der nächsten Generation auf den Markt, das über vier Nickel-Mangan-Kobaltoxid-Lithium-Ionen-Batterien verfügt, die zwei Elektromotoren antreiben. Der 122 Jahre alte Lkw-Hersteller gibt an, dass das Fahrzeug 42 Prozent mehr Energie und eine serienmäßige Gesamtbatteriekapazität von 376 Kilowattstunden für eine höhere Reichweite bietet.

„Elektro-Nutzfahrzeuge sind eine nachhaltige, emissionsfreie Lösung für den weltweiten Transportbedarf“, sagt Scott Barraclough, Senior Product Manager für E-Mobilität bei Mack Trucks. „Die Dekarbonisierung ist eine Priorität bei der Bewältigung klimatischer, ökologischer und sozialer Herausforderungen. Sie unterstützt auch [unser] Ziel, zum Aufbau einer besseren Welt beizutragen.“

Da es Teil der Volvo-Gruppe ist, kann Mack die Technologie nutzen. „Dies trägt dazu bei, die Entwicklungskosten zu senken und verschafft uns Zugang zu [fortschrittlicher] Technologie“, erklärt Barraclough. „Wir verfügen auch über Ressourcen, um unsere Kunden dabei zu unterstützen, herauszufinden, welche Anreiz- oder Zuschussmittel verfügbar sein könnten, um ihnen dabei zu helfen, die gestiegenen Kosten für Elektrofahrzeuge auszugleichen.

„Wir verfügen über proprietäre Tools, die die Anwendung eines Kunden analysieren und bestimmen, wie ein Elektrofahrzeug in seinen Betrieb passt, und wir können mit Kunden zusammenarbeiten, um seine Nutzung zu optimieren“, behauptet Barraclough.

Mack bietet außerdem einen Reichweitenrechner für Elektrofahrzeuge an, der Flottenbesitzern dabei helfen soll, Routen auf der Grundlage spezifischer Variablen zu planen und zu erstellen.

Aus technologischer Sicht ist die Energiedichte laut Barraclough die wichtigste Entwicklung, die stattfinden muss, um den Anforderungen der großen Nutzfahrzeugindustrie gerecht zu werden. „Wir müssen so viel Energie wie möglich auf den LKW bringen“, erklärt er. „Heutzutage eignen sich BEVs gut für einige Anwendungen wie die lokale oder regionale Zustellung und Müllabfuhr. Sie sind jedoch nicht die einzige Lösung für Nutzfahrzeuge.“

Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge sind in Sicht und versprechen, im Fernverkehr noch praktischer und wirtschaftlicher zu sein.

„Die heute verwendete Lithium-Ionen-Batterietechnologie ist so weit ausgereift, dass wir nicht mehr mit Verbesserungen in dem Maße rechnen wie bisher“, sagt Barraclough. „Es wird Verbesserungen geben, aber nicht wie die 42-prozentige Verbesserung der Energiedichte, die wir mit dem LR Electric erreicht haben. Der nächste große Durchbruch wird ein Wechsel in der Batterietechnologie sein.“

Volta Trucks Ltd. ist ein europäisches Startup, das sich auf mittelschwere Fahrzeuge der Klasse 5–7 spezialisiert hat. Der Volta Zero der Klasse 7 verfügt über ein einzigartiges mittig montiertes Lenkrad und einen Sitz, die es dem Fahrer ermöglichen, von beiden Seiten in das Lieferfahrzeug einzusteigen oder auszusteigen.

Der Elektro-Lkw nutzt ein modulares Batteriepaket von Proterra, das eine Reichweite von 95 bis 125 Meilen bietet. Eine kompakte E-Achse von Meritor Inc. vereint elektrischen Fahrmotor, Getriebe und Achse in einer Einheit.

Volta plant, bis 2025 mit der Montage von Fahrzeugen in den USA zu beginnen. Die ersten an Kunden ausgelieferten Fahrzeuge werden jedoch beim Vertragsfertiger Magna Steyr in Österreich gebaut.

Das Unternehmen wird vier Versionen des Zero anbieten, darunter 7,5-, 12-, 16- und 18-Tonnen-Varianten, sowie eine Kühlversion für temperaturempfindliche Fracht. Das Fahrzeug ist für städtische Logistik- und Verteileranwendungen konzipiert.

Volta nutzt eine Truck-as-a-Service-Strategie, die alles, was für den Übergang zu einer vollelektrischen Flotte erforderlich ist, in einer erschwinglichen monatlichen Zahlung bündelt.

„Wir wissen, dass Klimawandel und Luftqualitätsprobleme eine Realität sind, die dringend angegangen werden muss, und Elektrifizierung ist die Antwort“, sagt Duncan Forrester, Chief Communications Officer bei Volta. „Dies ist einer der Hauptgründe, warum [wir] uns von Anfang an für den Anwendungsfall städtische Verteilung entschieden haben.“

Allerdings ist Forrester davon überzeugt, dass das öffentliche Ladenetz – und das für den Fernverkehr erforderliche Ladenetz – weiterentwickelt werden muss, um diese Verkehrsbereiche vollständig elektrifizieren zu können.

Auch Batteriemanagementsysteme (BMS), die intelligente Komponente zur Überwachung und Steuerung von Lithium-Ionen-Batteriepaketen, könnten dazu beitragen, die Reichweite elektrischer Nutzfahrzeuge zu erhöhen. Es ist das Gehirn hinter der Batterie und entscheidend für Sicherheit, Leistung, Ladegeschwindigkeit und Langlebigkeit.

Das BMS spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Reichweite, der Verlängerung der Batterielebensdauer und der Gewährleistung eines sicheren Betriebs der Batterie. Diese Kennzahlen sind besonders wichtig für Lkw, da sie die Fahrzeugverfügbarkeit stark beeinflussen, was einen großen Einfluss auf die Rentabilität der Betreiber hat.

Um dieses Problem anzugehen, hat Sensata Technologies Inc. ein ISO-26262-zertifiziertes Standard-BMS entwickelt. Das Lithium Balance n3-BMS verkürzt die Markteinführungszeit für Batteriepackhersteller und OEMs.

„Die Softwarearchitektur wurde in mehrere Schichten unterteilt, sodass Kunden ihre eigenen Anwendungssoftwarefunktionen entwickeln können, ohne dass dies Auswirkungen auf die Zertifizierung der funktionalen Sicherheit hat“, sagt Ayoub Sidhom, Produktmarketingmanager für saubere Energielösungen bei Sensata.

Obwohl Kunden ihre eigenen Anwendungssoftwarefunktionen erstellen können, haben die Sensata-Ingenieure fortschrittliche Algorithmen und Funktionssätze wie Ladezustands-, Gesundheitszustands-, Leistungszustands- und Ausgleichsalgorithmen entwickelt.

Sensata bietet ein vielfältiges Produktportfolio für Nutzfahrzeuganwendungen, das von Schützen und Sicherungen bis hin zu komplexeren Systemen wie Hochspannungsverteilungseinheiten reicht.

„Wir glauben, dass die Massenmarkteinführung von Elektro-Lkw unvermeidlich ist und sich beschleunigt“, sagt Martin Poceiro, Produktmarketingmanager für Schwerfahrzeuge und Offroad-Anwendungen bei Sensata.

Poceiro glaubt jedoch, dass es drei Variablen gibt, die die Akzeptanzraten beeinflussen werden: die Verfügbarkeit von Elektrofahrzeugen, die Gesamtbetriebskosten (TCO), die durch staatliche Anreize zur Ankurbelung der frühen Nachfrage beeinflusst werden, und die verfügbare Ladeinfrastruktur.

„Die ersten beiden sind auf dem richtigen Weg“, behauptet Poceiro. „Aber die Infrastruktur [muss aufholen], um den Übergang zum Null-Emissions-Betrieb für den Langstreckenbetrieb zu ermöglichen.“

Poceiro prognostiziert, dass in den nächsten zwei Jahren weiterhin Diesel-Lkw den Markt dominieren werden, wobei die Akzeptanzrate der Elektrifizierung relativ niedrig ist – je nach Region unter 5 Prozent.

„Ein frühzeitiger Erfolg bei der Einführung der Elektrifizierung wird der Schlüssel sein, um dem Markt zu beweisen, dass elektrische Nutzfahrzeuge eine zukunftsfähige Lösung sind“, betont Poceiro. „Endverbraucher haben Bedenken hinsichtlich der Anschaffungskosten und der TCO-Parität sowie hinsichtlich der Investitionen und der Verfügbarkeit der Ladeinfrastruktur.“

In mehreren Ländern und Regionen wurden erhebliche staatliche Anreize geschaffen, um den Preisunterschied zwischen Elektro-Lkw und herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor zu begrenzen.

„Die Investitionen der Flottenbesitzer in die Ladeinfrastruktur werden stark subventioniert“, stellt Poceiro fest. „Auch für Flottenbesitzer stehen die Zuverlässigkeit der Technik und der Endwert des Fahrzeugs im Vordergrund.“

Die meisten Lkw-Hersteller prüfen Garantie- und Wartungsangebote sowie Leasing- oder feste Rückgabewertangebote, um diese Bedenken auszuräumen.

„Es gibt [auch] Herausforderungen in Bezug auf Reichweite und Flexibilität, die den Bedarf an höherer Batteriekapazität und Ladeleistung erhöhen“, sagt Poceiro. „Dies ist die höchste Entwicklungspriorität für Fahrzeughersteller und die Lieferkette.“

Um Bedenken im Zusammenhang mit den Anschaffungskosten, den Gesamtbetriebskosten, der Reichweite und dem Laden auszuräumen, ist Poceiro davon überzeugt, dass Batterien mit höherer Energiedichte zu geringeren Kosten dazu beitragen werden, ein schnelles Laden bei höheren Leistungsniveaus zu ermöglichen. „Natürlich müssen auch alle anderen Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs mit den höheren Leistungen zurechtkommen“, erklärt er.

Lion Electric Co. ist ein in Kanada ansässiges Start-up, das sich neben Bussen auch auf Lkw der Klassen 6 und 8 konzentriert. Die Fahrzeuge verfügen über eine Reichweite von bis zu 260 Meilen und sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, beispielsweise als Kastenwagen, Kühlwagen und Müllsammelwagen.

Das Unternehmen plant, die Fahrzeuge in einem neuen Werk in Joliet, Illinois, zu montieren, das nach eigenen Angaben „das größte Werk für schwere Lkw in den Vereinigten Staaten“ sein wird.

Ausgestattet mit Batterien von BMW und Romeo Power Inc. zielt Lion auf Kunden im Telekommunikations-Versorgungssektor sowie auf die Restaurant- und Lebensmittelindustrie sowie Lieferdienste auf der letzten und mittleren Meile ab. Um Kunden dabei zu helfen, die Umweltanreize für den Umstieg auf Elektrofahrzeuge zu nutzen, verfügt Lion über ein engagiertes Team, das sich auf Zuschüsse konzentriert.

„Für viele Kunden sind die Kosten ein wichtiger Einstiegspunkt“, sagt Sydney Dunn, Vizepräsidentin des US-amerikanischen Lkw-Vertriebs. „Wir haben auch Lion Energy, das sich darauf konzentriert, Kunden dabei zu helfen, zu verstehen, was ihre Anforderungen an die Ladeinfrastruktur sein könnten, und zwar nicht nur für unsere Lkw, sondern auch für alle anderen Elektrofahrzeuge und Fahrzeuge, die sie in ihrer Flotte haben.“

Bei diesem Prozess geht es darum, herauszufinden, welche Art von Ladeinfrastruktur die Kunden möglicherweise benötigen, sich ihre aktuelle Flotte und ihre Betriebsweise anzusehen und ihnen dabei zu helfen, zu verstehen, welche Art von Batteriepaketen sie für ihre Lkw benötigen.

„Es geht darum, einen ganzheitlichen Beratungsansatz für die Verwaltung ihrer Flotte anzubieten und ihnen diese Optionen anzubieten“, erklärt Dunn. „Wir wollen ihre gesamte Landschaft verstehen und wissen, was ihre internen Barrieren und Bedenken sein könnten.“

Ein Teil dieses Aufklärungsprozesses besteht darin, Unternehmen dabei zu helfen, zu verstehen, welche Optionen sie für die zweite Lebensdauer der Fahrzeugbatterien haben, sobald der Nutzungszyklus des tatsächlichen Fahrzeugs abgelaufen ist.

„Die Batterie ist immer noch sehr wertvoll“, betont Dunn. „Wir versuchen, die Kunden dazu zu bringen, anders darüber nachzudenken, was am Ende des Lebenszyklus des Fahrzeugs passiert.“

Laut Dunn trifft diese Initiative den Kern der Umweltprobleme, die mit elektrisch betriebenen Antrieben gelöst werden sollen.

„Das Wichtigste ist, dass wir unseren Kunden dabei helfen, ihre ESG-Ziele (Umwelt, Soziales und Governance) zu erreichen“, sagt Dunn. „Wie können wir als Branche diese Reise auch anders betrachten?“

Die beiden Probleme, die alle Lkw-Hersteller lösen müssen, sind: Wie weit kann man fahren und wie schnell kann man laden?

„Es sind nicht nur die Batterien“, sagt Pacheco von Gartner. „Die Batterien sind das wichtigste Teil, aber es geht auch um die Gesamteffizienz des Fahrzeugs. Wie effizient nutzt es die in der Batterie gespeicherte Energie?“

Dies erfordert die Entwicklung von Hochspannungsschaltungen im Bereich von 800 bis 900 Volt.

„Es geht um das Wärmemanagement des Fahrzeugs, also um das Wärmemanagement der Batterie und anderer Komponenten des Antriebsstrangs“, erklärt Pacheco. „Es geht um Aerodynamik, die auch bei einem Lkw eine große Rolle spielt.“

Ingenieure müssen all diese Faktoren berücksichtigen, denn Lkw-Fahrer befinden sich häufig in Situationen, in denen die Reichweite gering ist und jedes Quäntchen Leistung zählt.

„Lkw-Hersteller haben einen Vorteil, weil sie auf Pkw-Technologie setzen können, die fortschrittlicher ist“, betont Pacheco. „Sie müssen diese Technologie beschaffen. Ein Lkw-Hersteller, der eine gute Beziehung zu einem wichtigen Anbieter von Pkw-Elektrofahrzeugen hat.“ Kann profitieren."

Letztendlich ist es viel einfacher, Technologie von einer Pkw-Anwendung auf einen Lkw zu übertragen, als das Rad neu erfinden zu müssen. Doch trotz der gewaltigen Herausforderungen, denen sich die Hersteller von Elektro-Lkw gegenübersehen, herrscht in der Branche nach wie vor ein anhaltender Optimismus.

Barraclough von Mack sagt, dass er angesichts des Kundeninteresses, das er am ersten elektrischen Produkt des erfahrenen Lkw-Unternehmens und dessen Leistung im Einsatz gesehen hat, nicht umhin kann, optimistisch in die Zukunft elektrischer Nutzfahrzeuge zu blicken. „Es besteht ein großes Potenzial für weitere Innovationen, die Elektrofahrzeuge zu einer noch attraktiveren Alternative machen werden“, schließt er.

Auf der jüngsten IAA Transportation in Hannover stellten zahlreiche Aussteller neue Komponenten für elektrische Nutzfahrzeuge vor, darunter folgende Zulieferer:

FOTO A: Allison Transmission Inc. brachte die E-Achse eGen Power 130S auf den Markt. Mit einem einzigen Motor erzeugt er eine Dauerleistung von 225 Kilowatt, eine Spitzenleistung von 325 Kilowatt und ein Drehmoment von 26.000 Newtonmetern an den Rädern. Es verfügt außerdem über eine Zwei-Gang-Parallelachsen-Getriebearchitektur.

Die vollelektrischen Achsen der eGen Power-Serie sind modular aufgebaut und für den Einbau und die einfache Integration in bestehende Fahrzeugchassis konzipiert.

FOTO B: Eaton Corp. stellte eine Vielzahl neuer Produkte vor, darunter eine Stromverteilungseinheit für Hochvoltfahrzeuge, die für mehrere Lastanforderungen ausgelegt ist. Flex PDU integriert die Breaktor-Schaltkreisschutztechnologie, die die Fahrzeugsicherheit verbessert und Komponenten wirksamer vor Überstromzuständen jeglicher Art schützt als herkömmliche Schaltkreisschutzmethoden. Es verfügt außerdem über versiegelte, korrosionsbeständige Anschlüsse und Anschlüsse.

Flex PDU ist eine intelligente Einheit, die Diagnoseinformationen bereitstellt, einschließlich der Orte, an denen der meiste Strom verbraucht wird, um Leistung und Effizienz zu maximieren. Sein integriertes und optimiertes Design reduziert die Anzahl der Komponenten und verringert so die Komplexität.

FOTO C: Meritor Inc. bewarb den 17Xe ePowertrain, der für schwere Nutzfahrzeuganwendungen konzipiert ist. Es verfügt über einen Lithium-Eisenphosphat-Akku. Der 17Xe liefert bis zu 420 Kilowatt Dauerleistung für Lkw und Busse in 6X2- oder 4X2-Konfigurationen. Das integrierte Design sorgt für effiziente Verpackung und Leistung.

Meritor stellte außerdem sein Power Control and Accessories System (PCAS) vor, das Beschleunigung, Bremsen, Geschwindigkeit und Wärmemanagement steuert. Sein integriertes Design reduziert die Verpackungsgröße und die Integrationskomplexität.

FOTO D: Die Schaeffler Gruppe stellte leistungsstarke Elektromotoren, eine 800-Volt-Leistungselektronik und ein Thermomanagementsystem vor, das die Ladezeiten verkürzen soll. Eine neue Baureihe ölgekühlter Elektromotoren zeichnet sich durch einen Wirkungsgrad von über 97 Prozent und eine Dauerantriebsleistung von bis zu 300 Kilowatt aus.

Ein weiteres wesentliches Merkmal ist die in den Statoren verwendete Wellenwicklungstechnologie. Durch diese Technologie entstehen Elektromotoren mit sehr hohen Leistungsdichten.

Schaeffler entwickelt Elektromotoren in verschiedenen skalierbaren Baureihen, um trotz der vergleichsweise geringen Produktionsmengen von Elektroantrieben im Nutzfahrzeugbereich alle Leistungsklassen wirtschaftlich abzudecken. Die Motoren werden in Straßen- und Geländefahrzeugen, vollelektrischen und Hybridantrieben sowie sowohl elektrischen Achs- als auch Zentralantriebskonfigurationen eingesetzt. Sie sind auf die Lebensdaueranforderungen von Nutzfahrzeugen ausgelegt.

FOTO E: ZF stellte seinen neuen elektrischen Zentralantrieb CeTrax 2 für schwere Nutzfahrzeuge vor. Das integrierte, modulare E-Antriebssystem verfügt über zwei leistungsstarke ölgekühlte E-Motoren sowie zwei integrierte 800-Volt-Siliziumkarbid-Wechselrichter. CeTrax 2 verwendet ein fortschrittliches Dreiganggetriebe, das Lastschaltvorgänge durchführen kann.

Da alle Komponenten in einer kompakten Einheit integriert sind, ermöglicht CeTrax 2 Lkw-Herstellern, sowohl konventionelle Verbrennungsmotoren als auch elektrische Antriebsstränge auf derselben Fahrzeugplattform anzubieten. Es ermöglicht nicht nur eine schnellere Elektrifizierung bestehender Fahrzeugplattformen, sondern ermöglicht auch eine hohe Leistung und ein hohes Drehmoment, ein leichtes Design und einen verbesserten Wirkungsgrad des E-Antriebs von bis zu 96 Prozent.