Nutzfahrzeugantriebe von Bosch: Alles muss effizienter werden

Der Automobilzulieferer Bosch entwickelt eine ganze Reihe emissionsarmer Antriebe für Nutzfahrzeuge. Gearbeitet wird an Elektromobilität und Wasserstofftechnologie. Aber auch der Verbrenner ist nicht tot.

Der Lieferverkehr in der Innenstadt muss emissionsärmer werden. | Bild: Bosch
Der Lieferverkehr in der Innenstadt muss emissionsärmer werden. | Bild: Bosch
Tobias Schweikl

Bis 2030 müssen die CO2-Emissionen gemäß EU-Vorgaben sowohl für leichte als auch für schwere Nutzfahrzeuge deutlich sinken. Da die Anforderungen an Nutzfahrzeugantriebe je nach Fahrprofil, Nutzlast und Fahrleistung variieren, will der Automobilzulieferer Bosch für alle Fahrzeugklassen effizientere Antriebe entwickeln – vom Verbrennungsmotor über den batterieelektrischen Antrieb bis zur Brennstoffzelle.

Elektromobilität

Die elektrischen „eCityTruck“-Antriebe sollen sowohl den lokal emissionsfreien als auch den geräuscharmen Betrieb ermöglichen. Als kompakte Module umfassen sie zum einen die eAchse, die Elektromotor, Leistungselektronik und Getriebe kombiniert. Zum anderen zählt dazu ein elektrisches Antriebsmodul ohne Getriebe. Beide Lösungen lassen sich laut Bosch für leichte Nutzfahrzeuge bis 7,5 Tonnen skalieren. Je nach Auslegung der Batterie ist eine Reichweite von bis zu 200 Kilometern möglich.

„Dank unserer modularen eCityTruck-Antriebslösungen wird der elektrifizierte Antriebsstrang wirtschaftlich, kompakt und effizient“, sagt Uwe Gackstatter, Vorsitzender des Bosch-Geschäftsbereichs Powertrain Solutions.

Für die Elektrifizierung des regionalen Lieferverkehrs von 7,5 bis 26 Tonnen hat das Unternehmen die elektrischen „eRegioTruck“-Antriebe für mittelschwere und schwere Lastwagen sowie für Stadt- und Reisebusse entwickelt. Zur Systemlösung gehören Elektromotor, Inverter und Vehicle Control Unit. Je nach Topologie kann der Elektromotor als separate elektrische Maschine in Verbindung mit einem Getriebe oder als Aktivteile, integriert in eine Starrachse, eingesetzt werden.

Wegen der hohen Laufleistung und der transportierten Lasten ist der Hebel zur CO2-Reduzierung im Fernverkehr besonders groß. Je nach Kundenanforderung entwickelt Bosch in diesem Segment Diesel-, Erdgas-, batterieelektrische oder brennstoffzellenelektrische Antriebe.

Wasserstoff und Brennstoffzelle

Zum künftigen Einsatz von Wasserstoff in Verbrennungsmotoren heißt es bei Bosch, man prüfe die Marktfähigkeit dieser Technik. Heute verfügbare Motorentechnologien sowie bestehende Fahrzeugarchitekturen bildeten bereits „eine sehr gute Basis für die Ableitung dieses Ansatzes“.

Für die Elektrifizierung von 40-Tonnern über mehrere hundert Kilometer hinweg gibt es die „eDistanceTruck“-Antriebe von Bosch. Diese umfassen die Brennstoffzelle sowie den Hybridantrieb. Das Brennstoffzellensystem punkte mit der Kombination aus hoher Reichweite und kurzen Tankzeiten, so Bosch. Komme regenerativ gewonnener Wasserstoff zum Einsatz, arbeite die Brennstoffzelle auch klimaneutral.

Bosch bietet verschiedene Lösungen für mobile Brennstoffzellensysteme an, um Kundenanforderungen weltweit zu erfüllen: vom Stack als Herzstück der Konstruktion über die einzelnen Komponenten in den Submodulen bis hin zum Gesamtsystem für Nutzfahrzeuge. Den Stack entwickelt Bosch derzeit gemeinsam mit dem Start-up Powercell zur Marktreife. Er soll von 2022 an in Serie gefertigt werden. Geplanter Marktstart für das komplette Brennstoffzellensystem „Fuel Cell Power Module“ ist im Jahr 2023. Zudem baut Bosch im EU-geförderten Projekt „H2Haul“ aktuell mit anderen Unternehmen eine kleine Flotte von Brennstoffzellen-Lkw auf und bringt diese auf die Straße.

Erdgasantriebe

In Regionen mit gut ausgebauter Erdgas-Tankstelleninfrastruktur sieht Bosch im Erdgasantrieb im Fernverkehr eine echte Alternative zu herkömmlichen Kraftstoffen. So erzeuge Erdgas im Vergleich zu Flüssigkraftstoffen geringere CO2- und Partikelemissionen und biete, abhängig von den jeweiligen Kraftstoffpreisen, Kostenvorteile. Bosch hält Erdgastechnik für unterschiedliche Fahrzeugtypen parat.

Der Diesel lebt

Der Dieselantrieb wird im Nutzfahrzeug laut Bosch auch auf absehbare Zeit erste Wahl bleiben. Für ihn sprächen sein hoher Wirkungsgrad und die damit verbundene Wirtschaftlichkeit sowie die möglichen hohen Motorleistungen. Zum Diesel-Portfolio von Bosch gehören insgesamt Komponenten für die Kraftstoffeinspritzung und Kraftstoffversorgung, Motor- und Luftsteuerung sowie für die Abgasnachbehandlung. Bosch hat diese auch für den Einsatz von synthetischen Kraftstoffen freigegeben.

Zusammen mit dem chinesischen Motorenhersteller Weichai Power habe man den Wirkungsgrad von Nutzfahrzeug-Dieselmotoren auf 50 Prozent erhöht. Der Höchstwert für Lkw habe bislang bei maximal 46 Prozent gelegen, so das Unternehmen.

„Dies ist ein Beleg dafür, dass Bosch seine Diesel-Antriebssysteme für den Einsatz im On- und Off-Highway-Betrieb konsequent weiterentwickelt“, so Gackstatter weiter.

Durchgehend vernetzt

Bosch vernetzt das Antriebssystem und liefert cloudbasierte Services für den gesamten Fahrzeuglebenszyklus. Ein Beispiel für eine solche Internet-of-Things-Anwendung (IoT) ist Web-based-Validation in der Serienentwicklung. Hierbei werden Daten des kompletten Antriebsstrangs aus den angebundenen Fahrzeugen übertragen. Die Remote-Analyse – also der Fernzugriff – ermöglicht, verschiedene Applikationen gleichzeitig zu beobachten und auszuwerten.

Etwaige Fehler im Antriebssystem würden so frühzeitig erkannt. In der Folge ließe sich nicht nur die Entwicklungszeit verkürzen, sondern auch die Zuverlässigkeit von Serienanwendungen steigern. Darüber hinaus könnten weitere IoT-Anwendungen für Serienfahrzeuge drohende Ausfälle einzelner Komponenten mithilfe speziell entwickelter Algorithmen zielgerichtet beheben.

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