Gedanken zum Schwerlastverkehr

[Bernd Schlueter]

Größere LKWs arbeiten heute alle mit Vorgelegen in den einzelnen Radnaben. Kein Problem, diese an die höheren Drehzahlen von wirkungsgradstarken Elektromotoren anzupassen: an jedes Rad einer. Kompakte "Kofferfahrzeuge" sind dann im Nu Standard, weil durchgehende Achsen, Kardanwellen und Differentiale fehlen.

Antrieb: wirkungsgradstarke entstickte Dieselmaschinen (56%) plus Generator als Schwungrad (-3%). Pufferbatterie für die Stadt und Kurzstreckenverkehr. Solche Motoren lassen sich sehr leise und umweltschonend bauen und durch elektrische Aufladung (nur) ergänzen.

Es ist ein Unterschied, ob der saubere Diesel außerhalb der Städte arbeitet, oder ob dort verlustreiche und stinkende Kraftwerke die Luft verpesten.

 

[Mike-Colenta]

http://www.siemens.com/press/de/feature/2015/mobility/2015-06-ehighway.php

 

[Bernd Schlueter]

Das möchte ich doch sehr bezweifeln, dass ein guter LKW-Motor weniger Wirkungsgrad hat als eine durchnittliche Dampfturbine. Klar, wenn man die neuesten Siemens GUD-Kraftwerke mit Abwärmentzung mit einem miesen LKW-Motor vergleicht, kommt es hin. Aber die Hochwirkungsgradheizkraftwerke sind immer noch die Ausnahme.
Der Eisenbahnschwertransport ist natürlich nicht zu schlagen, was den Energieverbrauch angeht.
Diese LKW-Hybride, die ich vorschlage, können natürlich auch mit Stromabnehmern fahren, was man auf gut befahrenen Strecken, nach Rotterdam, auch nutzen würde, dazu die Einfallsstraßen in die Großstädte und auf dem Kölner Ring. Vielleicht auch im hügeligen Land, wo man nur bergaufwärts der elektrischen Stromzuführung bedarf.
Wenn schon Strom, dann würde man auch für unsereins gleich Lademöglichkeiten einplanen.
Nicht schlecht ist ja auch die galvanische Ankopplung an eine zweiadrige Gleichstromoberleitung quer zu senkrechten PKW-Parkplätzen, wo dann selbstverständlich auch für die LKWs Oberleitungen in fünf Meter Höhe angebracht sind.

Die Ruhezeitenregelung passt in keiner Weise mit der Reichweite von rein batteriebetriebenen LKWs zusammen. Auch Busse in den Städten sind zu unflexibel in dieser Hinsicht. Allerdings reicht auch hier eine nur teilweise Ausstattung der Strecken mit Oberleitung. Wenn die Strippen hoch genug sind, stören sie kaum noch.

Schwerölschiffe? Klar, ab sofort nur noch mit Oberleitung. Die ersten elektrischen Flugzeuge wurden auch schon erwischt, weil sie im Rückenflug an der Oberleitung für die LKWs naschten. Nein, für Pkws sehe ich da keine Chance. Wartet mal, da war doch die Idee mit der induktiven Ladekriechspur parallel zur Autobahn! Das könnte die Durchschnittsgeschwindigkeit ganz schön nach oben treiben, wenn das Laden über eine zweidrähtige Oberleitung in nicht zu großer Höhe erfolgte. Wir sind einfach alle nur zu früh geboren!.

 

[Emil]

Moderne LKW-Motoren verbrauchen im Bestpunkt im Bereich von 180-190 g Diesel pro kWh. Bei 11,8 kWh/kg entspricht das dann einem Wirkungsgrad im besten Fall von 47 %. Die Werte sind wegen der Abgasreinigung wieder etwas schlechter geworden.

Übrigens mein 37 Jahre alter Deutz 413 liegt bei etwa 225 g/kWh.

Einen Wirkungsgrad von über 50 % halte ich in den nächsten Jahrzehnten für kaum möglich. Der wäre auch gar nicht so wichtig wenn die LKWs Langstrecken per Oberleitung fahren würden.

 

[Bernd Schlueter]

Die über 50% sind auch mehr ein Gedankenexperiment von mir. Immerhin kann ein drehzahloptimierter, großvolumiger Generator- Motor Verbesserungen zeigen, wie beim Prius. Auch beim Geräusch und abgasmäßig, klar, mit Adblue.
Ja, ich suche noch einen Motorenbauer, der mir hilft, mein Konzept zu testen.

 

[Bernd Schlueter]

Ladepausenregelung

Wie man sieht, geben die gesetzlich vorgeschriebenen Lenkzeitenregelungen Raum genug zum Laden von LKWs. Pro Tag darf ein Fahrer nur maximal 10 Stunden hinter dem Steuer sitzen, die Ruhezeiten sind dann fast beliebig eingeteilt werden und gut den erforderlichen Ladepausen für rein elektrische Betriebsweise entsprechen. 1h Stunde Fahren, dann 1/4 Stunde Ladezeit sind praktikabel, sofern eine einzige Ruhepause 45 Minuten dauert. Das entspräche bei 80 km/h Fahrgeschwindigkeit 800km Reichweite pro Tag des ständig frisch nach Verordnung (EG) 561/2006 aufgeladenen Fahrers bei jeweils 80km Reichweite der Batterieladung.
Also 10 Stunden Lenkzeit bei (10+9/4+3/4)=13 Stunden Ruhe=Ladezeit. Also eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 80*10/13 km/h= 61,5km/h. Vielbesser war der Tesla auf der 1000km-Strecke auch nicht.
Ein wesentlicher Punkt sind die Batteriekosten. Bei LKWs kann man mit einem Rekuperationswirkungsgrad von mindestens 70% rechnen, sodass hügelige strecken kaum ins Gewicht fallen.
Gehen wir von einem 60 Tonnen schweren Gespann bei 1% Rollwiderstand aus, so entfallen auf den Rollwiderstand auf 80km Fahrstrecke 167 kWh. Auf den Luftwiderstand 90kWh.
Die Batterie musste also mehr als 250kWh Kapazität haben.
Muss ein Höhenunterschied von 2000m überwunden werden, so sind dazu 333kWh erforderlich. da dieser Höhenunterschied nicht in einem Rutsch überwunden werden muss, ist dazu keine zusätzliche Batteriekapazität erforderlich.
300kWh Batteriekapazität sind also ausreichend, 500kWh erhöhen den Komfort. Die Batteriemasse bleibt im erträglichen Rahmen. Bei einem Batteriepreis von 333Euro/kWh beträgt der Mindestpreis der Batterie des Gespannes 100.000 Euro.
Das ist nicht wenig, aber erträglich.
Mit drei sich abwechselnden Fahrern kann also leicht verderbliche Ware von Murcia nach Stockholm per LKW in 2 1/2 Tagen transportiert werden, außerplanmäßige Fahrtunterbrechungen nicht eingeschlossen...
Erwähnt werden sollte, dass rohstoffmäßig günstige Zebrabatterien im Schwerlastverkehr keine Nachteile haben. Sie kühlen nie ab. Nickel ist dabei der teuerste Rohstoff. In Japan wird ein ähnliches System entwickelt.

 

[Hotzi-47]

Ja ja, Siemens setzt auf Oberleitungen, viele Bussysteme funktionieren damit schon.
Es tut sich was, denn der E-Motor fährt sich wesentlich besser gerade in der Stadt mit seinen vielen Starts und Stops.
Die Busfahrer gerade in London sollen bei Tests begeistert gewesen sein.
London hat gerade die ersten elektrischen Doppeldeckerbusse eingeführt auf BYD Basis.
... und in den elweb-News stehts: Deutsche E-Bus Projekte im Überblick

Auf einer Konferenz im Sept. 2015 sah ich dieses Bild zum Energiebedarf:

Und LKW elektrisch wurden vielfach gezeigt auf Messen und in Internetpräsentationen, vor allem von Holländern. Mit rund 200 bis 400 kWh Batteriekapazität wollen die rund 200 bis 400 km weit kommen. Klingt realistisch: rund 100 kWh auf 100 km. Wie bereits erwähnt gilt eine alte Erfahrung von E-Mobilisten: Berge spielen kaum noch eine Rolle für den Energieverbrauch wegen Reku. Viele Fahrer berichteten über mehr Reichweite, wenn es rauf und runter geht.

Und EFA-S, die sich auf Klein-LKW Elektrifizierung spezialisert haben, u.a. für UPS, wurden kürzlich von Chinesen übernommen, siehe hier: EFA-S und chinesischer Investor.

Es tut sich was, gerade bei LKW und Bussen. Selbst in der Landwirtschaft gehts vorwärts, z.B. bei John Deere. Wer suchet, der findet.

Gruss, Roland