E-Mobilität im Nahverkehr Auf leisen Sohlen

Wenn von Elektromobilität die Rede ist, geht’s meist um Pkw. Doch elektrisch angetriebene Busse können den von Lärm und Abgasen geplagten Innenstädten zu mehr Lebensqualität verhelfen. In zahlreichen Städten Europas und Asiens verkehren Busse mit ZF-Technik an Bord.

Energiemanagement

Ein Bus der Linie 79 fährt von Stuttgart-Plieningen zum Flughafen. Entspannt blinzeln die Fahrgäste mal in die tiefstehende Frühlingssonne, mal blicken sie auf einen Info-Monitor im Fahrzeug. Darauf ist eine Art Röntgenbild des Busses mit verschiedenfarbigen Linien zu sehen.

Der Stuttgarter Bus ist ein vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur geförderter Brennstoffzellen-Hybridbus, der rein elektrisch fährt und abgesehen von Wasserdampf keine Abgase ausstößt: ein Citaro Fuel Cell Hybrid von Mercedes-Benz. Das Wort „Hybrid“ bezieht sich auf die Brennstoffzelle und die Hochvolt-Batterie. Beide sind auf dem Dach des Busses angebracht, neben sieben Hochdruck-Wasserstofftanks samt Kühlaggregaten. Auf dem Monitor im Bus ist das Energiemanagement zu sehen, das Zusammenspiel von Brennstoffzelle und Lithium-Ionen-Akkus mit den Elektromotoren. Diese liefert ZF mit der gesamten Niederflur-Portalachse AVE 130, sie sind direkt an den Rädern untergebracht.

In zahlreichen Städten in Europa und Asien laufen Pilotversuche mit dem elektrischen Achsantrieb für Busse von ZF (siehe Infobox unten), viele Millionen Testkilometer wurden dabei absolviert. Wie alle E-Maschinen kann auch die AVE 130 im Generatorbetrieb laufen und dann Strom in die Batterie zurückspeisen. Rekuperation nennt sich der Vorgang – und die Busfahrer werden extra geschult, um ihn gezielt einzusetzen: „Anders als bei Dieselfahrzeugen sollen bei diesen Bussen die Bremsvorgänge möglichst lange dauern, damit viel Strom zurück in die Batterien fließen kann“, erklärt Markus Modlmeir, Leiter der Busfahrschule der Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB).

Für die Passagiere bedeutet die rein elektrische Technik keine Umstellung. Sie bemerken allenfalls das leisere Geräusch – vor allem beim Anfahren – und die im Gegensatz zum Dieselbus fehlenden Schaltungen. Beim Ein- und Ausstieg zeigt der Bus die gewohnten Vorzüge eines Vollniederflurbusses, auch das Platzangebot ist identisch. Für die SSB bedeutet der Testbetrieb der insgesamt vier Brennstoffzellen-Hybridbusse etwas mehr Aufwand. Insgesamt 200 Fahrer erhielten eine Einweisung. Für die Wartung der Dachaufbauten mussten die Verkehrsbetriebe ihr Personal auf Hochvoltsysteme schulen sowie spezielle Dacharbeitsstände und Rollgerüste anschaffen. „Wir beteiligen uns gerne an der Erprobung neuer Bus-Antriebe“, betont Pressesprecherin Birte Schaper. „So bekommen wir schon heute einen Einblick, wie praxistauglich künftige Technologien jenseits des Dieselantriebs sind.“

Induktive Ladung des Bus-Akkus

Auf der Ladestation

Die Stadt Mannheim lotet ebenfalls die Möglichkeiten der E-Mobility im Busverkehr aus. Seit Juni 2015 bedienen zwei vollelektrische Prototypen-Busse die Linie 63 im Stadtzentrum zwischen Pfalzplatz, Hochschule und Hauptbahnhof. Auch hier kommt die elektrische Niederflurantriebsachse von ZF zum Einsatz. Das Besondere: Die Stromaufnahme erfolgt über sechs Ladestationen, die sich im Fahrbahnboden an den Haltestellen befinden – rein induktiv also, wie bei einer elektrischen Zahnbürste.

Routiniert lenkt Fahrerin Jacqueline Limpio den E-Bus exakt über die Ladefläche am Pfalzplatz und senkt per Knopfdruck die Metallplatte mit dem Bus-Akku auf das Induktionsfeld. Um sicherzustellen, dass keine Fremdkörper zwischen Ladefläche und Akku liegen, ist der Unterboden des Busses mit einem Kamerasystem ausgestattet.

Momentan hilft ein konventioneller Dieselbus für einige Runden am Tag aus, sodass sich der ersetzte E-Bus komplett aufladen kann. Um über die Ladezustände und -vorgänge stets informiert zu sein, setzt die Rhein-Neckar-Verkehr GmbH (rnv) auf Openmatics. Die Telematik-Plattform von ZF sichert alle relevanten Daten und erleichtert damit die Projektauswertung. „Bisher haben wir eine Verfügbarkeit der E-Busse von über 82 Prozent“, so Sebastian Menges, rnv-Projektleiter. „Das ist deutlich mehr, als wir erwartet hatten.“ Allein auf der Linie 63 können so mindestens 150 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden.

ZF Elektrischer Zentralantrieb

Als Ergänzung seines breiten Portfolios an E-Mobility-Lösungen hat ZF nun einen vollelektrischen Zentralantrieb entwickelt, der insbesondere Stadtbusse und Verteiler-Lkw emissionsfrei voranbringt. Der Zentralantrieb eignet sich besonders für Fahrzeuge mit Antriebsstranglayouts ähnlich denen der heute im Einsatz befindlichen konventionellen Fahrzeuge und ermöglicht damit eine einfache Integration in bestehende Fahrzeugkonzepte. Durch die Kombinationsmöglichkeit mit Direkt-Triebachsen sowie mit konventionellen Niederflurachsen deckt der Zentralantrieb sowohl Low-Entry-Busse als auch Niederflurbusse aller Größen ab.

Weltweit im Einsatz

Die elektrische Portalachse AVE 130 verfügt über zwei radnahe Elektromotoren mit jeweils bis zu 125 Kilowatt.

Elektromobilität in Bussen ist ein internationaler Markttrend. Ihre Praxistauglichkeit hat die AVE 130 in mehreren Felderprobungen in den vergangenen Jahren erwiesen: Mehr als 300 Elektroportalachsen haben in Metropolen in Asien und Europa bereits über 14 Millionen Kilometer zurückgelegt. Den Großteil davon spulten sie in Deutschland im seriellen Hybrideinsatz zusammen mit einem Downsizing-Dieselgenerator ab. Die AVE lässt sich mit jeder elektrischen Energiequelle betreiben, daher war sie in anderen Städten in Europa und Asien auch als reine Elektroanwendung in batteriebetriebenen Niederflurbussen oder in Oberleitungsbussen unterwegs. Neben dieser Vielseitigkeit bietet die Elektroportalachse auch Vorzüge bei der Geräuschentwicklung, lässt sich in demselben Bauraum wie eine konventionelle Niederflurachse unterbringen – und überzeugt mit ihrer herausragenden Steigfähigkeit auch auf sehr steilen Strecken.

Weitere Artikel zu dem Thema