Luftverschmutzung durch Abgase und Feinstaub sind Faktoren, die unsere Gesundheit extrem belasten. Die Transport- und Logistikindustrie trägt hierzu einen großen Teil bei. Elektro-Retrofit-Lösungen für Nutzfahrzeuge sind ein nachhaltiger Ansatz zur Reduktion der Abgase und somit zur Schonung von Umwelt und Gesundheit.
Die Weltgesundheitsorganisation WHO schätzt, dass global 7 Millionen Menschen pro Jahr an den Folgen von Feinstaubbelastung und Luftverschmutzung sterben1. Atemwegserkrankungen, aber auch Herzkrankheiten, sind auf hohe Belastungen mit Stickoxiden, Schwefeloxiden, Ozon und die bereits erwähnten Feinstaubpartikel zurückzuführen. Die Wirtschaftskommission der UN für Europa, UNECE, geht sogar davon aus, dass mehr als 90 Prozent der europäischen Bürger jährlich Feinstaubpartikeln ausgesetzt sind, die entsprechend der WHO-Richtlinien oberhalb des Grenzwertes für Luftqualität liegen2. Weltweit sollen es sogar 99 Prozent aller Menschen sein3. Ein zentraler Baustein, um diese hohe Zahl an Todes- und Krankheitsfällen zu reduzieren, sind laut WHO Anstrengungen, den Transport und Verkehr sauberer zu gestalten. Denn der Verkehrssektor war im Jahr 2018 für ein Viertel der Treibhausgasemissionen in der EU verantwortlich. 72 Prozent davon entfallen auf den Straßenverkehr4.
Umrüstung als schnelles Erfolgsrezept
Um diesen großen Beitrag zur Luftverschmutzung effektiv zu reduzieren, braucht es unmittelbar umsetzbare Lösungen. Denn neue Fahrzeugserien mit alternativen Antrieben auf den Markt zu bringen, benötigt viel Zeit, die Entwicklungszyklen in der Automotive-Industrie sind lang. Doch es gibt eine Möglichkeit, die deutlich nachhaltiger und schneller zu den gewünschten Emissionsreduktionen beitragen kann: die Umrüstung bestehender Fahrzeugflotten, insbesondere im Nutzfahrzeugsektor.
Nutzfahrzeuge sind konstruiert, um enorme Laufleistungen pro Jahr zu erbringen. Busse fahren häufig mehr als 50.000 km jährlich, LKW teilweise sogar mehr als 100.000 km. Dementsprechend robust sind die mechanischen Komponenten und das Fahrwerk der Fahrzeuge ausgelegt. Das schwächste Glied im Fahrzeugleben ist meist der Antriebsstrang, der den größten Verschleiß zu verkraften hat. Genau an dieser Stelle können Flottenbetreiber ansetzen. Bestandsfahrzeuge können mit nachhaltigen alternativen Antrieben ausgestattet werden und erhalten somit ein zweites Leben. Fahrzeugbetreiber können auf diese Weise Emissionsrichtlinien leichter einhalten, aber auch Kosten sparen. Die Umrüstung ist in der Regel deutlich wirtschaftlicher umzusetzen als die Neuanschaffung einer Sattelzugmaschine oder eines Busses. Die Gesamtbetriebskosten der Fahrzeuge sinken durch die verlängerte Nutzungsdauer ebenfalls deutlich.
Preisgekrönte Spezialisten
Die pepper motion GmbH aus dem bayerischen Denkendorf hat sich auf die Entwicklung nachhaltiger Antriebsstränge für gebrauchte und neue Nutzfahrzeuge spezialisiert. Die pepper Elektrifizierungs-Kits konnten in den vergangenen Jahren eine Vielzahl von Innovationspreisen gewinnen. Die hohe Entwicklungsgeschwindigkeit und die modularen Fahrzeugkonzepte ermöglichen es pepper motion, kurzfristig elektrische Antriebssysteme für alle marktrelevanten Fahrzeugmodelle zu designen – auch als Antrieb auf Wasserstoff-Basis mit Brennstoffzelle. Dank einer klaren Qualitätsstrategie mit renommierten Zulieferern können sich Kunden sicher sein, stets auf die effizientesten Batterietechnologien und modernsten digitalen Services zugreifen zu können. Florian Hetzendorfer, Teamlead Projectmanagement bei pepper motion, führt aus: „Unsere Supplier sind Tier-1-Unternehmen in der Nutzfahrzeugbranche. Unser Anspruch lautet: Retrofit auf höchstem Niveau. Die Fahrzeuge sollen nochmal so lange halten, wie sie es bis zur Umrüstung getan haben.“
Dabei werden alle relevanten Normen und Standards über die gesamte Komponentenpalette erfüllt. Hierzu gehört nicht zuletzt die ISO-26262-Konformität. Die funktionale Sicherheit spielt bei der Auslegung der Fahrzeug- und Antriebssteuerung eine zentrale Rolle. „Fahrzeuge mit alternativen Antrieben verfügen in der Regel über eine hohe softwareseitige Komplexität. Hier braucht es vor allem performante Steuerungslösungen, wie unsere Vehicle Control Unit“, erklärt Florian Hetzendorfer.
Herz und Hirn für das zweite Leben
Die Vehicle Control Unit (VCU) ist das Herzstück des elektrischen Antriebsstranges. Sie vernetzt die Antriebsstrang-Komponenten und stellt die Schnittstelle zum Bestandsfahrzeug dar. Die Hardware-Basis der VCU bildet die ESX.3cm von STW. Die Kompaktsteuerung ist für sicherheitsgerichtete Anwendungen bis Performance Level PL d bzw. Safety Integrity Level SIL 2 geeignet. Im robusten Alu-Druckguss-Gehäuse mit Automotive-Steckverbinder arbeitet ein schneller 32-Bit-Microcontroller mit 300 MHz, vier MB Flash und acht MB SRAM. pepper motion kann für die Anbindung an das Bestandsfahrzeug vier CAN-Schnittstellen, eine Ethernet- und eine serielle Schnittstelle der ESX.3cm nutzen. STW hat mit der ESX.4cm-a bereits einen leistungsstarken Nachfolger der Kompaktsteuerung im Portfolio, der mit einem Multicore-Prozessor und einem gemanagten Ethernet-Switch nochmals mehr Performance für Automatisierungsapplikationen zur Verfügung stellen kann.
Ein Vorteil der digitalisierten Prozesse ist die Option, Funktionen stetig zu verbessern oder gänzlich neue Tools bereitzustellen. pepper motion stellt seinen Kunden hierfür entsprechende Over-the-Air-Updates für das Antriebssystem zur Verfügung. Diese Daten werden ebenfalls mit STW-Technologie empfangen und verarbeitet. Das Kommunikationsmodul TCG-4 kommt hierzu zum Einsatz. Zudem ermöglicht der Datenzugriff über Internet, Fernwartungen durchzuführen. Das reduziert Stillstandzeiten und Werkstattkosten. Die TCG-4 unterstützt dabei die schnelle Datenübertragung via 4G/LTE oder WiFi. Zur punktgenauen globalen Lokalisierung können GPS, GLONASS, BEIDOU und GALILEO genutzt werden. Auch die TCG-4 verfügt über 4 CAN-Schnittstellen sowie einen Ethernet- und USB-Anschluss.
Florian Hetzendorfer erklärt, was den Ausschlag für die STW-Produkte gab: „Die STW-Steuerung und -Telematik sind robust und qualitativ einwandfrei. Die Zuverlässigkeit der Produkte in unseren Fahrzeugenanwendungen hat uns überzeugt. Bei Fragen stand uns der Support partnerschaftlich und hilfsbereit beiseite. Wir schätzen die professionelle Zusammenarbeit mit STW sehr.“
1 WHO: https://www.who.int/news/item/25-03-2014-7-million-premature-deaths-annually-linked-to-air-pollution
2 UNECE: https://unece.org/air-pollution-and-health
3 WHO : https://www.who.int/health-topics/air-pollution#tab=tab_1
4 EEA: https://www.eea.europa.eu/de/highlights/zug-flugzeug-auto-oder-schiff
