Blick unter einen Lkw-Trailer mit leichten Hochvolt-Energiespeichern

Forschende im Fraunhofer LBF haben einen Hochvolt-Energiespeicher für LKW-Trailer entwickelt. Bild: Fraunhofer LBF

| von Götz Fuchslocher
Entwicklung eines leichten Hochvolt-Energiespeichers für einen elektrisch angetriebenen Sattelauflieger am Fraunhofer LBF.
Aufbau des Gesamtsystems am Fraunhofer LBF. Bild: Fraunhofer LBF

Die Traktionskomponenten des von Industrie, TU Darmstadt und zwei Fraunhofer-Instituten entwickelten autarken Sattelaufliegerfahrzeugs mit elektrischem Antriebsmodul sind so dimensioniert, dass neben der Bremsenergierückgewinnung auch eine kurzzeitige Traktionsunterstützung sowie die Lastpunktverschiebung der Sattelzugmaschine erreicht wird. Dies führe zu einer deutlich verbesserten Kraftstoffeffizienz, was auch für den Langstreckentransport gelte, teilt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF mit. Durch den elektrischen Antrieb des Trailers konnte man den Verbrauch des Gesamtfahrzeugs auch auf langen Strecken um rund 20 Prozent senken.

Die Forschergruppe rüstete den evTrailer mit einer in den Königszapfen integrierten Dünnschichtsensorik sowie eigener Steuerungs- und Regelungstechnik aus. Auf diese Weise ist laut Fraunhofer LBF nur ein Minimum an Fahrzeugkommunikation notwendig. Mit geringen Geschwindigkeiten lasse sich die Zugmaschine unabhängig manövrieren – beispielsweise im Logistikzentrum. Das Institut konnte für die Batterie eine Vielzahl von Einzelzellen im Formfaktor 18650 und mit Lithium-Metalloxid Kathodenmaterial nutzen. Das Energiespeichersystem selbst soll über eine Gesamtkapazität von 100 Kilowattstunden und einen Spannungsbereich von 590 bis 670 Volt verfügen. Dies machte es notwendig, mehr als 10.000 Einzelzellen im Rahmen einer Systemverschaltung anzuordnen. Dem LBF zufolge sollte überdies eine Fahrleistung von wenigstens 700.000 Kilometern nachgewiesen werden.

Die einzelnen Module wurden mit jeweils 240 Zellen bestückt. Trotz einer Masse von 475 Kilogramm allein für die Zellen sei es dem Team gelungen, die Gesamtmasse des Energiespeichers, einschließlich Kühlsystem, BMS und Gehäuse, auf knapp über 600 Kilogramm zu begrenzen. Für das Gehäuse kommen Sandwichstrukturen und glasfaserverstärkte Thermoplaste zum Einsatz. Damit war es laut LBF letztlich möglich, ein für Hochvolt-Energiespeicher besonders günstiges Verhältnis zwischen Zellmasse und Gesamtgewicht von 0,8 umzusetzen.

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