Dieselbetriebene Brennstoffzellen-APU revolutioniert Energiemanagement im Lkw
Nutzfahrzeuge benötigen permanent Strom – im Fahrtbetrieb ebenso wie in Pausenzeiten. In Hannover (Halle 16, Stand B02) zeigt Eberspächer eine Brennstoffzellen-APU (Auxiliary Power Unit), die Diesel sehr effizient in Strom umwandelt und damit alle Verbraucher an Bord versorgen kann.
Das motorunabhängige System revolutioniert das Energiemanagement im Lkw: Der Generator kann bei der Stromerzeugung entlastet werden, Verbrauch und Emissionen gehen zurück. In künftigen Lkw-Generationen könnten so heute noch mechanisch angetriebene Komponenten deutlich sparsamer elektrisch betrieben werden.
Ob für die Klimaanlage oder den Kühlschrank – die vielzähligen elektrischen Verbraucher an Bord eines Nutzfahrzeuges benötigen ständig Strom. Während der Fahrt wird dieser Bedarf bislang über den Generator gedeckt. In Standzeiten sorgt im ungünstigsten Fall der leerlaufende Motor oder aber ein dieselbetriebenes Nebenaggregat für die Bordstromversorgung und die Klimatisierung: Die sogenannte dieselmotorische APU treibt den Klimakompressor in der Regel mechanisch – per Riemen – an und produziert zudem Strom. Die vom Esslinger Automobilzulieferer in Hannover präsentierte Brennstoffzellen-APU kann deutlich mehr: „Unser System löst nicht nur das Energieproblem während der Standzeiten, wir verfolgen vielmehr einen neuen, ganzheitlichen Ansatz zur Bordstromversorgung im Lkw, der neben der Umweltbilanz auch die Wirtschaftlichkeit entscheidend verbessert“, erklärt Dr. Klaus Beetz, Geschäftsführer Eberspächer Climate Control Systems.
Gleiche Leistung – 50 Prozent weniger Verbrauch
Die innovative Brennstoffzellen-APU erzeugt – ohne mechanische Verluste – aus dem Diesel im Lkw-Tank elektrischen Strom: leise, energiesparend und nahezu emissionsfrei. Die Stickoxid-, Kohlenmonoxid- und Rußpartikelemissionen fallen im Vergleich zu einer dieselmotorischen APU um 90 Prozent geringer aus. Dank der Regelelektronik wird nur so viel Strom produziert, wie auch benötigt wird. Die Maximalleistung liegt bei 3 kW, der mögliche Wirkungsgrad bei bis zu 40 Prozent. Damit arbeitet das System so effektiv, dass es nicht nur in den Standzeiten, sondern dauerhaft als Energielieferant eingesetzt werden kann. Startet der Truck zum Fahrtbetrieb, startet auch das Brennstoffzellensystem und versorgt alle Stromverbraucher. So wird der Generator entlastet, der andernfalls für die Bereitstellung der elektrischen Leistung etwa doppelt so viel Kraftstoff benötigen würde wie das Diesel-Brennstoffzellensystem. Je länger das Brennstoffzellensystem läuft und je mehr Leistung abgerufen wird, desto stärker verbessert es die Gesamteffizienz und Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs. „Die Verbrauchsreduktion ist eine zentrale Herausforderung der Transportbranche – mit unserer Brennstoffzellenlösung können künftige Truck-Generationen Einsparpotenziale bei der Stromversorgung erzielen“, berichtet Dr. Beetz.
Funktionsprinzip basiert auf Kernkompetenzen der Eberspächer Gruppe
Basis der Eberspächer-APU ist eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle, die aus Brenngas fossilen Ursprungs Strom erzeugen kann. Dieses Brenngas entsteht in einem sogenannten Reformer: Hier wird zuerst Diesel mit Luft vermischt; anschließend durchströmt das Gemisch einen Katalysator. Dabei wird wasserstoff- und kohlenmonoxidhaltiges Brenngas erzeugt. Die für diesen Prozess erforderliche Technologie fußt auf den Kernkompetenzen der Eberspächer Gruppe: „Die Gemischbildung basiert auf unserem Know-how im Bereich der brennstoffbetriebenen Standheizungen, während bei der Katalyse die Kompetenzen aus der Abgastechnik zum Tragen kommen“, unterstreicht Dr. Beetz.
Brennstoffzellensystem bereitet Weg für weitere Elektrifizierung
Die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen ist ein wichtiger Aspekt bei der weiteren Kraftstoff- und CO2-Reduktion im Transportwesen. Die dieselbetriebene Brennstoffzellen-APU ist ein wichtiger Baustein dieser Zukunftsstrategie. Viele bislang mit dem Antriebsmotor gekoppelten, energieintensiven Verbraucher wie etwa Kühlwasser- und Hydraulikpumpe oder das Druckluftsystem könnten künftig deutlich effizienter elektrisch betrieben werden – mit Strom aus dem mobilen Brennstoffzellensystem. Auch der heute mit dem Motor gekoppelte Klimakompressor sowie ein zusätzliches Standkühlsystem könnte durch ein einziges elektrisches Klimasystem für den Fahrt- und Standbetrieb ersetzt werden. Großer Pluspunkt: Die Leistung des Antriebsmotors würde dann fast ausschließlich für den Vortrieb sorgen, was den Verbrauch weiter reduziert. Durch den Wechsel von mechanisch auf elektrisch angetriebene Komponenten könnte auch die Gewichtsverteilung im Lkw revolutioniert werden. Und da sich die Batterie beim Brennstoffzellenbetrieb konstant in idealem Ladezustand befindet, hält der Akku länger und der Lkw bleibt seltener liegen.
„Wir sind aktuell noch nicht am Ende der Entwicklung angelangt“, resümiert Dr. Beetz. „Aber wir haben Stand heute ein Produkt, dessen Weiterentwicklung wir gemeinsam mit einem namhaften Nutzfahrzeughersteller vorantreiben. Noch in diesem Jahr werden wir umfangreiche Praxistests durchführen und planen, die Brennstoffzellen-APU Ende 2017 zunächst im US-Markt einzuführen.“
Eberspächer setzt Maßstäbe
Als Innovationspartner der Automobilindustrie entwickelt Eberspächer traditionell Lösungen, die Maßstäbe setzen: 2013 präsentierte das Unternehmen mit der Hydronic 2 Comfort die schnellste Standheizung der Welt. Mit ActiveSound ist seit 2011 eine auf Antischall basierende Technologie in der Serienproduktion, mit der sich der Abgassound wunschgemäß gestalten lässt. Weiteres Beispiel sind die hochkomplexen Abgasreinigungssysteme für Nutzfahrzeuge nach der Emissionsnorm Euro 6. Die neue Brennstoffzellen-APU setzt jetzt die Serie innovativer Lösungen für eine effizientere Mobilität der Zukunft fort.
Eberspächer zählt weltweit zu den führenden Systementwicklern und -lieferanten für Abgastechnik, Fahrzeugheizungen und Bus-Klimasysteme. Auch bei Klimasystemen für Sonderfahrzeuge und in der Fahrzeugelektronik ist Eberspächer kompetenter Innovationspartner der Automobilindustrie. Kunden sind nahezu alle europäischen, nordamerikanischen und immer mehr asiatische Pkw- und Nfz-Hersteller. 2013 hat die international präsente Unternehmensgruppe mit rund 7.900 Mitarbeitern einen Umsatz von über 2,9 Milliarden Euro erwirtschaftet.
