E-Mobilität : Neue Energiemanagementsoftware für elektrische Nutzfahrzeuge

Ein neues Energiemanagement-System (EMS) von ZF regelt den gesamten Energiefluss im elektrifizierten Nutzfahrzeug. Mit dem EMS rückt ZF an eine zentrale Stelle im elektrischen oder elektrifizierten Antriebsstrang und koordiniert nicht mehr nur den Energiebedarf des elektrischen Antriebs, sondern greift auch auf sämtliche Nebenaggregate wie Luftkompressor, Lenkungspumpe sowie das Thermomanagement zu. Durch diesen integrativen Ansatz werden elektrisch angetriebene Nutzfahrzeuge effizienter: Der Energieverbrauch pro Kilometer wird verringert, was in entsprechendem Reichweitengewinn oder Reduktion der Batteriekosten resultieren kann.

Hinzu kommen weitere Vorzüge für Wartung und Diagnose sowie ein potenziell positiver Einfluss für die Lebensdauer der Batterie. ZF bietet das EMS als Zusatz zu den bereits erfolgreich in Serie eingeführten elektrischen Antriebssystemen für Nutzfahrzeuge an. Von Beginn an koordiniert das EMS das korrekte Hochfahren, die Verfügbarkeit und das Zusammenspiel aller für den Energiefluss relevanten Komponenten im Fahrzeug. Das reicht vom Ladezustand der Batterie über den elektrischen Antrieb bis hin zu allen Nebenaggregaten wie Kompressor, DCDC-Wandler oder Heizung.

„Erst ein derart integrativer Ansatz ermöglicht es, die Effizienz von elektrischen Fahrzeugen weiter zu steigern“, erläutert Winfried Gründler, verantwortlich für den Bereich E-Mobilität in der Division Nutzfahrzeugtechnik bei ZF. „Das verdeutlicht den strategischen Stellenwert, den Software-Kompetenz für unsere Konzernstrategie ‚Next Generation Mobility‘ einnimmt. Dabei setzen wir auch unsere bereits bekannten und in Serie eingeführten Funktionen wie ePreVision ein, um das System mittels GPS-basierter Informationen noch leistungsfähiger zu machen.“

Dank der vorausschauenden Funktion ePreVision berücksichtigt die Software den topografischen Routenverlauf, um den Energiebedarf der Verbraucher zu koordinieren. So kann beispielsweise der Kompressor bei absehbaren, längeren Bergabfahrten direkt mit Strom aus der Rekuperation arbeiten. Zum anderen übernimmt das EMS auch das Lademanagement im Depot und dort haben die vorausschauenden Funktionen ebenfalls Vorzüge. Steht als erste Fahrt nach dem Depot eine längere Bergab-Passage an, werden die Batterien nicht komplett vollgeladen; die absehbare Rekuperationsphase direkt nach Beginn der Fahrt wird beim Laden schon mit eingeplant.

Nimmt während einer längeren Fahrt der Ladezustand der Batterie ab, kann das EMS den Energiebedarf der Nebenaggregate nachrangig priorisieren, um mehr Reichweite zu realisieren. Da das EMS den Funktionszustand aller Aggregate kontinuierlich überprüft, vereinfacht es auch die Diagnose.

„Mit unserem System zielen wir auf Bus- und Lkw-Hersteller, die Entwicklungskapazitäten, wie sie für ein eigenes EMS notwendig sind, nicht haben oder anders einsetzen wollen“, sagt Gründler. „Auch Flottenhalter wie Verkehrsbetriebe profitieren davon, wenn nur ein Partner die Gesamtverantwortung für das Energiemanagement eines Fahrzeugs übernimmt.“ Insgesamt stützt ZF mit seinem EMS einen schnelleren Marktstart hocheffizienter rein elektrischer Nutzfahrzeuge.

Da ZF das Steuergerät des E-Antriebs für das EMS nutzt, sind keine zusätzlichen Steuergeräte notwendig. Die ZF-Software greift über CAN-Bus-Schnittstellen auf die Aggregate zu. Das Zusammenspiel der Antriebs- und Energiemanagement-Software ist perfekt aufeinander abgestimmt. Daher sinkt für die Hersteller der Aufwand für die Funktionsintegration.