Nfz-Trends der IAA Transportation 2022

Wasserstoff gewinnt in der derzeitigen Diskussion um neue Energieträger für den Nutzfahrzeugbereich an Bedeutung. Meist wird hierbei die Nutzung einer Brennstoffzelle impliziert, wobei auch die Möglichkeit der Nutzung eines Wasserstoff-Verbrennungsmotors besteht. Eine CO2-Emissionsreduzierung ist mit beiden Antriebskonzepten möglich. Im vorliegenden Beitrag werden verschiedene Alternativen zum konventionellen, mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Verbrennungsmotor verglichen: BEV, PEM-BZ und HICE. 

IAV hat auf Basis seiner Entwicklungsprozesse für elektrische Fahrzeuge einen modularen Teilesatz zur Elektrifizierung von Bestands- und Neufahrzeugen entwickelt, der den hohen kundenspezifischen und regulatorischen Standards gerecht wird. So erhalten neben Neufahrzeugen auch langgediente Nutzfahrzeuge durch den Teilesatz ein neues Leben mit einem modernen und emissionsfreien Antrieb.

Batterie, Brennstoffzelle oder beide Konzepte parallel – anders als bei Pkw scheint sich für schwere Nutzfahrzeuge noch kein Hauptpfad künftiger alternativer Antriebe herauskristallisiert zu haben, der für alle Segmente und Transportaufgaben gleichermaßen geeignet ist. Dementsprechend werden derzeit beide Systeme zur Serienreife entwickelt, wie ein beispielhafter Blick auf die Aktivitäten einiger Nutzfahrzeughersteller zeigt.

H₂-betriebene Verbrennungsmotoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von CO₂- und NO_x-Emissionen im Antriebsstrang von Nutzfahrzeugen. Bei IAV wurden Untersuchungen mithilfe von 2-l-Einzylinder-Tests für schwere Nutzfahrzeuge und modellbasierter Entwicklung durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf der ganzheitlichen modellbasierten Optimierung und Kalibrierung des H₂-Motors und der Abgasnachbehandlung lag.

Schnellladesysteme verkürzen die Standzeit an der Ladesäule und machen die Elektromobilität langstreckentauglich. Während der Netzausbau für Pkw schon in vollem Gange ist, wird derzeit mit Hochdruck an Standards für das Megawattladen schwerer Nutzfahrzeuge gearbeitet.

Im Rahmen eines EU-Forschungsprojekts wurde in Zusammenarbeit zwischen der FEV und der RWTH Aachen ein erneuerbarer dieselähnlicher Kraftstoff entwickelt und unter realen Fahrbedingungen getestet. Dabei wurde ausgehend von der Katalysatorentwicklung im Labor die gesamte Wertschöpfungskette bewertet - von der Kraftstoffsynthese über die motorische Anwendung bis zur Markteinführung.

Nicht nur bei Pkw und leichten Lkw für den urbanen Einsatz, sondern auch bei schweren Lkw zeichnet sich ein Wechsel des Energieträgers ab. ATZheavyduty sprach mit Prof. Malte Jaensch von der Technischen Universität München über die Antriebstransformation bei Lkw für den Fernverkehr und die Umbenennung seines Lehrstuhls.

Nach Ansicht vieler Experten wird sich das automatisierte Fahren bis hin zu Level 5 zuerst auf dem Nutzfahrzeugsektor und bei der Personenbeförderung durchsetzen. Torsten Gollewski, Executive Vice President Autonomous Mobility Systems bei ZF, gibt Einblick in Entwicklungen des Zulieferers von Zentralrechnern über elektrische Robotaxis bis hin zur Shuttle-Zuverlässigkeit unter allen Bedingungen.

Wer heute im Führerhaus einer Sattelzugmaschine aus dem Jahr 1980 Platz nimmt, wird sich über vieles wundern: Schon der Sitz und die Instrumentierung entsprechen bei weitem nicht dem gewohnten Standard. Beim Anfahren mit kaltem Motor entweicht aus dem Abgasrohr eine schwarze Wolke, Lenkung und Schaltung erfordern Kraft und Geschick – und bergan braucht der Fahrer einiges an Geduld.

Elektrisch angetriebene Nutzfahrzeuge weisen in Lebenszyklusbetrachtungen das größte Potenzial zur Reduktion von CO₂ auf. Der systemische Ansatz zur Ermittlung optimaler Antriebsstrangtopologien von IAV ermöglicht die Bewertung einer sehr hohen Anzahl an Konfigurationen, die sich sowohl in der prinzipiellen Anordnung der Komponenten als auch in der Detailauslegung unterscheiden. Im Beitrag wird beispielhaft gezeigt, wie damit ein elektrisches Antriebssystem mit drei Gängen abgeleitet werden kann.

Schaeffler is inventing a new electromechanical, discretely switchable valve lift system for commercial vehicle applications: the Schaeffler eRocker Arm System. This modular valve train system can be integrated easily in existing engine setups regardless of the camshaft position and number. It can support exhaust aftertreatment by rapid heat-up and efficient thermal management at extended low load operation. To meet future emission legislations, Schaeffler and IAV investigated various thermodynamic strategies via GT Power on a 12.2 l inline six-cylinder heavy duty engine. 

Um fahrerlose Nutzfahrzeuge in allen Teilen der Welt bei Hitze, Nässe und Schneeglätte einsetzen zu können, ist eine Verbesserung der ESC-Systeme für die Fahrdynamik erforderlich. ZF Group Commercial Vehicle Control Systems schlägt dafür die Verwendung einer Trajektorienschnittstelle vor, die die Fahrstabilität genauer regelt. Sie erlaubt darüber hinaus, kritische Situationen vorausschauend zu verhindern. Durch die Integration einer aktiven Lenkung steigt die Güte der Fernverkehr-Lkw-Stabilisierung weiter an.

Automatisiertes Fahren verändert die zukünftige Mobilität grundlegend und wirkt sich auch auf den öffentlichen Verkehr (ÖV) aus. Häufig wird hierbei von einer weiteren Verschiebung der Grenzen zwischen dem klassischen ÖV und dem motorisierten Individualverkehr (MIV) und von einem Übergangsbereich des öffentlichen Individualverkehrs (ÖIV) mit automatisierten Fahrzeugen bzw. von einer Individualisierung des öffentlichen Verkehrs gesprochen (vgl. Lenz/Fraedrich 2015: 189; Röhrleef 2017: 15; Bruns et al. 2018: 12; Barillère-Scholz et al. 2020: 16): Bereits heute differenziert sich das Mobilitätsangebot durch neue Angebotsformen wie beispielsweise Car-Sharing oder Ride-Hailing aus.

Eine lebenswerte Stadt ist nicht zuletzt dann nachhaltig, wenn sie die Nutzungsansprüche unterschiedlicher Interessengruppen an Verkehrsmittel erfüllen kann. Dies setzt eine Infrastruktur voraus, in der alte und neue Verkehrsformen eine Verbindung eingehen und in welcher die Bevölkerungsgruppen und Wirtschaftsbetriebe in ihrer Diversität gleichermaßen profitieren können. Insbesondere innerstädtische Transportwege und -möglichkeiten sollten als Gesamtheit unter dem Begriff „Öffentlicher Warennahverkehr“ neu gedacht werden. Nehmen die politischen Entscheidungsträger die Klimaschutzziele ernst, sind in diesem Bereich deutliche Reduzierungen notwendig. Und wenn sie über die Sicherung geeigneter Rahmenbedingungen hinaus Chancengleichheit im Verkehrssektor schaffen, haben Mobilitätsoptionen wie elektronische Lastenräder im Verbund mit innovativen Hub-Lösungen eine vielversprechende Zukunft.

Die Digitalisierung löst Veränderungen in sämtlichen Lebensbereichen aus und ist somit eines der bedeutendsten Themen unserer Zeit. Auch die Nachfragestruktur von Konsumenten wird durch die vermehrte Anwendung digitaler Technologien beeinflusst. Die Möglichkeiten der mobilen Internetnutzung und die Verbreitung von Laptops, Tablets und Smartphones machen den Online-Handel immer bedeutender. Diese Wachstumsdynamik wirkt sich dabei maßgeblich auf den Kurier-, Express- und Paketmarkt (KEP-Markt) aus, was zwangsweise in einem Anstieg des Sendungsaufkommens resultiert.