Dynamisch und emissionsarm in die Zukunft
Durch den zunehmenden Güterverkehr auf den Straßen weltweit gewinnt die Dekarbonisierung schwerer Lkw massiv an Bedeutung. Mit TraXon 2 Hybrid entwickelt ZF eine Antriebslösung, die den Treibhausgasausstoß senkt und kommende verschärfte Abgasnormen erfüllt.
Es ist eine unvorstellbar große Zahl: 3,2 Gigatonnen. Dies ist die Menge an direkten Kohlendioxidemissionen, die der weltweite Gütertransport jährlich verursacht. Nach Angaben des International Council on Clean Transportation (icct) entsprechen diese 3,2 Milliarden Tonnen Kohlendioxid mehr als 40 Prozent aller verkehrsbedingten CO2-Emissionen. Daran hat der Straßengüterverkehr einen überproportionalen Anteil. Da sich nach Expertenschätzung die weltweite Nachfrage nach Frachttransporten bis zum Jahr 2050 annähernd verdoppeln soll, ist es für den Klimaschutz extrem wichtig, auch Nutzfahrzeuge rasch und wirksam zu dekarbonisieren. Besonders herausfordernd sind die Lkw im Fernverkehr, sollen sie lokal möglichst emissionsarm unterwegs sein. Schließlich hat jedes dieser Fahrzeuge eine extrem hohe Kilometerleistung und ein Gesamtgewicht von teilweise mehr als 40 Tonnen.
ZF ist sich dieser Tatsache bewusst und arbeitet bereits seit Jahrzehnten daran, mit seinen Produkten den Schadstoffausstoß zu senken. Heute halten die ZF-Ingenieure mit der Elektrifizierung der Antriebstechnik durch Hybridisierung oder durch den reinen E-Antrieb einen großen Hebel in den Händen. Ein aktuelles Beispiel hierfür ist das inzwischen seriennahe Nutzfahrzeuggetriebe TraXon 2 Hybrid. Dies ist die elektrifizierte Variante des ohnehin auf Effizienz getrimmten automatisierten Getriebesystems TraXon 2. Je nach Einsatz- und Markterfordernissen wird TraXon 2 Hybrid für Vollhybrid- oder Plug-in-Hybrid-Architekturen erhältlich sein. Dazu Christian Feldhaus, bei ZF Vice-President für das Getriebe- und Hybridgeschäft von Nutzfahrzeugen: „Beim Nutzfahrzeug leistet die Hybridtechnologie gemeinsam mit dem rein elektrischen Antrieb einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung. Mit TraXon 2 Hybrid haben wir einen pragmatischen Ansatz, um Heavy Duty Antriebsstränge zu elektrifizieren und gleichzeitig Leistung sowie Flexibilität zu wahren.“
TraXon 2 Hybrid: ein Getriebe, zwei Ausführungen
Für Märkte mit schlecht entwickelter Ladeinfrastruktur ist TraXon 2 Hybrid in der Vollhybridausführung ideal. Intelligente Steuerungssoftware und Daten zur Topographie sorgen beim Vollhybrid dafür, dass die Antriebsbatterie beispielsweise vor längeren Gefällestrecken automatisch durch Umschalten auf den E-Antrieb entladen wird. Anschließend wird sie während der Bergabfahrt wieder aufgeladen. Auch beim Bremsen fungiert die E-Maschine als Generator und speichert die in Strom umgewandelte Bremsenergie in der Antriebsbatterie. Gerade der Einsatz von TraXon 2 Hybrid als Vollhybrid schafft Unabhängigkeit von der Ladeinfrastruktur bei gleichzeitig deutlich reduziertem Schadstoffausstoß des Dieselmotors.
Blick auf das im Versuchsträger verbaute TraXon 2 Hybrid. Unter der dunkelgrauen Abdeckung auf der Oberseite ist das Getriebesteuergerät einschließlich Hybrid-Software.
TraXon 2 Hybrid in der Ausführung als Plug-in-Hybrid (PHEV) eignet sich besonders, wenn Zwischenladen in den Fahrpausen möglich ist. Dies kann auf Rastplätzen ebenso geschehen wie auf Betriebshöfen. Experten betrachten Europa als geeigneten Einsatzort für Plug-in-Hybrid-Lkw. Auch in der PHEV-Ausführung kann der E-Motor als Generator dienen. Die mit einer Dauerleistung von 190 kW starke elektrische Maschine aus dem E-Mobilitätsbaukasten von ZF sorgt hier für eine entsprechend hohe Rekuperation. Damit lässt sich der Batterie bei Bedarf, etwa vor Einfahrt in eine innerstädtische grüne Zone, noch einmal ein Energie-Boost verpassen.
Doch ist dies nicht alles. Gerade, weil die E-Maschine so stark ist, erlaubt sie sogar eine Leistungsreduzierung beim Verbrennungsmotor, was sich wiederum günstig auf die Gesamtbetriebskosten (TCO) auswirkt. „Durch Optimieren von Lastpunkten des Verbrennungsmotors und Nutzen des regenerativen Bremsens verringern Hybridsysteme nicht nur den Abgasausstoß, sondern auch bremsbedingte Emissionen, die in Europa ebenfalls unter die Euro 7 Regulierung fallen“, sagt Dr. Matthias Holzer, Global Head of Strategy for the Product Segment Transmissions & Hybrids bei ZF.
Übrigens, die E-Maschine im TraXon 2 Hybrid harmoniert natürlich nicht nur mit dem weitverbreiteten Dieselmotor, sondern ebenso mit E-Fuel-Verbrennern und Gas-Motoren.
Zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen
Von der Elektrifizierung profieren zum einen die Flottenbetreiber, da der Kraftstoffverbrauch sofort merklich sinkt. Auch ist die Hybridtechnik für Speditionen der sanfte Einstieg in die Elektromobilität im Transportwesen. Zum anderen profitiert die Umwelt. Schließlich beträgt mit der PHEV-Variante des TraXon 2 Hybrid zusammen mit einer 100 kWh Batterie die CO2-Ersparnis bis zu 28 Prozent gemäß VECTO-Simulations-Tool, verglichen mit einem konventionellen Verbrenner-Lkw. Mit der genannten Batteriekapazität beträgt die elektrische Reichweite bis zu 80 Kilometer – ein praxisnaher Wert, etwa für Fahrten in Städten. Übrigens, TraXon 2 Hybrid erlaubt rein elektrisches Fahren mit einer Geschwindigkeit von bis zu 80 km/h.
Gleichgültig, ob als Vollhybrid oder als PHEV eingesetzt, TraXon 2 Hybrid sichert das reibungslose Zusammenspiel von E-Maschine und Verbrenner. Vorteilhaft auch, dass sich das neue Hybridgetriebe von ZF mit überschaubaren Entwicklungsaufwand in bestehende Fahrzeugkonzepte integrieren lässt. Schon im Jahr 2030 könnte TraXon 2 Hybrid auf den Straßen Europas unterwegs sein und die Langstreckentransporte deutlich emissionsärmer machen.
