Achtung, die Revolution des Gütertransports kommt lautlos in die Stadt.  Abgasfrei und vernetzt ist sie.  Der Urban eTruck von Mercedes-Benz, der auf der IAA Nutzfahrzeuge 2016 seine Weltpremiere feiert, zeigt den neuesten Stand des vollelektrischen Fahrens im schweren Verteilerverkehr. Basis ist ein einzigartiges Konzept: Der Antrieb erfolgt über Elektromotoren nahe den Radnaben, die Energieversorgung über eine modular aufgebaute Bestückung mit Batterien. Im Ergebnis ist der Urban eTruck einem Lkw mit Verbrennungsmotor in Nutzlast und Alltagstauglichkeit ebenbürtig. Gleichzeitig fährt er unübertroffen umweltschonend, lokal emissionsfrei und flüsterleise. Das revolutionäre technische Konzept ist Teil eines Gesamtsystems für eTrucks mit einem maßgeschneiderten Telematikdienst von FleetBoard und der Energieversorgung über stationäre Batteriespeicher. Serienfahrzeuge dieser Art wären ab Anfang des nächsten Jahrzehnts denkbar.

Der Urban eTruck ist die Antwort auf Verstädterung und Umweltprobleme

Luftqualität, Lärmpegel, Einfahrrestriktionen – weltweit wollen und müssen Städte ihre Bevölkerung vor Abgas- und Geräuschemissionen schützen. Gleichzeitig wächst der Trend zur Verstädterung. Mercedes-Benz reagiert: Die aktuellen Lkw nach Abgasstufe Euro VI fahren mit den saubersten Dieselmotoren aller Zeiten, hochmoderne Gasantriebe sind nochmals abgasärmer und leiser. Der Urban eTruck zeigt für den städtischen Verteilerverkehr die nächste Stufe auf: Er wird rein elektrisch angetrieben und fährt vor Ort abgasfrei und fast unhörbar. Der dreiachsige Solo-Lkw Urban eTruck von Mercedes-Benz zeichnet sich durch ein maßgeschneidertes Konzept für einen hocheffizienten und sauberen Verteilerverkehr aus.

Keine Einschränkungen bei Nutzlast und Alltagstauglichkeit

Einer der entscheidenden Faktoren für den Erfolg von Elektroantrieben im gewerblichen Einsatz ist neben der Reichweite die Gewichtsbilanz – bei Nutzfahrzeugen müssen elektrisch angetriebene Fahrzeuge auch in diesem Punkt die Performance eines Lkw mit Dieselmotor erreichen. Der Urban eTruck muss sich vor seinen Kollegen mit Verbrennungsmotor nicht verstecken. Sein Mehrgewicht beläuft sich auf lediglich etwa 1700 kg. Da die EU-Kommission eine Erhöhung des zulässigen Gesamtgewichts für Lkw mit Alternativantrieb um maximal eine Tonne befürwortet, wird der Gewichtsnachteil des Elektroantriebs größtenteils ausgeglichen.

Innovatives Konzept mit Elektromotoren nahe den Radnaben

Zu den herausragenden Merkmalen des Urban eTruck gehört sein Antrieb mit elektrisch angetriebener Hinterachse und Elektromotoren unmittelbar neben den Radnaben. Die Achse basiert auf dem Typ ZF AVE 130 und hat sich in ihrer Basisausführung als Niederflur-Portalachse bereits in Omnibussen von Mercedes-Benz bewährt. Für den Urban eTruck wurde die Achse jedoch umfassend überarbeitet. So findet zugunsten der Bodenfreiheit ein neuer, deutlich höher liegender Achskörper Verwendung. Ebenso wurde die Achsanbindung neu konstruiert. Weiteres Kennzeichen der Achse in der hier verwendeten Spezifikation ist eine Supersingle-Bereifung der Größe 495/45 R 22,5. Die maximal zulässige Achslast der Antriebsachse beläuft sich auf 11,5 t und liegt damit auf gewohntem Niveau.

Elektromotoren: Volle Durchzugskraft bereits vom Start weg

Die Entwickler haben von der ursprünglichen Niederflurachse für den Urban eTruck die Antriebsmodule mit je einem flüssigkeitsgekühlten hochtourigen Asynchron-Dreiphasenmotor pro Seite übernommen. Die Nennspannung beläuft sich auf 400 V, die Maximalleistung auf 2 x 125 kW. Die Motoren erreichen ein maximales Drehmoment von 2 x 500 Nm. In Verbindung mit der Übersetzung erreicht das Drehmoment am Rad 11 000 Nm. Ein entscheidender Vorteil von Elektromotoren: Da die volle Durchzugskraft technisch bedingt bereits aus dem Stand voll zur Verfügung steht, liegt die Fahrdynamik des Urban eTruck auf dem Niveau eines vergleichbar starken Lkw mit Dieselmotor.

Batterie sichert bis zu 200 km Reichweite

Wichtig für die Praxistauglichkeit des Elektroantriebs ist die Reichweite, definiert vor allem durch die Batteriekapazität. Sie ist beim Urban eTruck modular aufgebaut und trägt damit den unterschiedlichsten Ansprüchen Rechnung. Als Basisbestückung des Urban eTruck dient ein Batteriepaket aus drei Modulen mit einer Gesamtkapazität von 212 kWh. Daraus resultiert eine Reichweite von bis zu 200 km. Das ist üblicherweise ausreichend für eine Tagestour im Verteilerverkehr. Verwendet werden Lithium-Ionen-Akkus. Sie sind gleichermaßen leistungsstark wie langlebig. Hinzu kommt im Fahrbetrieb als Aufladung Rekuperation, also die Umwandlung von Bremsenergie in Strom. Beim Bremsen dienen die Elektromotoren des Urban eTruck als Generatoren und können so die Batterien nachladen. Durch dieses Verfahren werden gleichzeitig die Betriebsbremsen geschont.

Die durchdachte Konstruktion des Urban eTruck ermöglicht auch andere Varianten der Batteriebestückung. Ist weniger Reichweite erforderlich, kann der Urban eTruck mit einem kompakten Batteriesatz mit niedrigerer Kapazität bestückt werden. Wünschen Kunden eine höhere Reichweite, ist ein zusätzliches Batteriepaket möglich. Somit kann jeder Nutzer den Urban eTruck auf das individuelle Einsatzprofil auslegen und sein passendes Gleichgewicht aus Reichweite, Nutzlast und Anschaffungskosten definieren.

Das Design des Urban eTruck: Aufregend und vernünftig zugleich

Das Design des Urban eTruck ist ebenso innovativ wie sein elektrischer Antrieb. Sein Auftritt verkörpert die Design-Philosophie der Marke Mercedes-Benz. Sie steht unter der Überschrift sinnliche Klarheit – ein Begriff, der perfekt auf den Urban eTruck zutrifft. Die Formen seiner Fahrerkabine sind weich und fließend, extrem reduziert und schnörkellos – keine sichtbare Fuge stört das Bild. Über dem Dach verbindet ein formschlüssig gestalteter, dreidimensionaler Spoiler die Kabine mit dem Aufbau. Er lässt vorn einen breiten Schlitz als Lufteintritt für das hinter dem Spoiler verborgene Kühlaggregat des Frischdienst-Aufbaus frei. Ebenso wie der Dachspoiler schließen auch die seitlichen Schürzen der Kabine aerodynamisch günstig nahezu bündig mit dem Aufbau ab. Die Windschutzscheibe des Urban eTruck ist optisch nach unten verlängert. Zu den besonderen Merkmalen des Urban eTruck zählen ebenfalls Mirrorcams anstelle herkömmlicher Außenspiegel.

Black-Panel-Grill verbindet Lkw und Umgebung

Ein klassischer Lufteinlass entfällt beim Urban eTruck aufgrund des elektrischen Antriebs. Stattdessen verbindet ein Black-Panel-Grill als kommunikatives Element den Lkw mit seiner Umgebung. Er ist transparent und wird durch hochauflösende LED hinterleuchtet. Hier sind unterschiedliche optische Szenarien denkbar. So können die LED zum Beispiel den bekannten Diamantgrill von Mercedes-Benz nachbilden, den Betriebszustand signalisieren oder den Ladezustand der Batterien. Insgesamt erzeugt die Polarität zwischen „hot & cool“ die für das Mercedes-Benz-Design charakteristische Spannung: Die sinnliche Modellierung der Flächen ist „hot“ und kontrastiert aufregend mit den sehr technisch und präzise, „cool“ gestalteten Details der eingeschnittenen Leuchten, Mirrorcams oder eben dem Black-Panel-Grill. Das futuristisch wirkende Fahrerhaus des Urban eTruck ist nicht etwa eine realitätsferne Designstudie, sie basiert auf der Kabine des serienmäßigen Verteiler-Lkw Mercedes-Benz Antos.

Der Aufbau: Kühlkoffer für den Lebensmittel-Verteilerverkehr

Ebenso realistisch wie die Fahrerkabine des Urban eTruck ist auch der Aufbau des dreiachsigen Verteiler-Lkw. Er trägt einen typischen 7,4 m langen Kühlkoffer für den Frischdienst-Einsatz zur Belieferung von Supermärkten und Einzelhandelsgeschäften mit Lebensmitteln. Eine Seitenverkleidung unterstützt das harmonische geschlossene Bild und verbessert die Aerodynamik.

Reibungslos funktionierendes Gesamtsystem durch Vernetzung

Fahrzeuginformationen des Urban eTruck, Umgebungsdaten, Telematik und Antriebssteuerung, Fahrer und Disposition – diese intelligente Vernetzung ermöglicht ein reibungslos funktionierendes Gesamtsystem. Es sichert mit seiner Antriebs- und Energiesteuerung maximale Leistungsfähigkeit und höchstmögliche Reichweite im Verteilerverkehr. Den Fahrer unterstützen bei seiner Tätigkeit revolutionäre Anzeige- und Bedienelemente.

Revolutionäre Anzeige- und Bedientechnik mit Zentraldisplay

An die Stelle herkömmlicher Instrumente tritt im Urban eTruck auf der Basis von zwei Displays eine vollkommen neue Anzeige- und Bediensystematik. Der Fahrer blickt direkt auf ein Zentraldisplay im Format 12,3 Zoll. Es bietet auf übersichtliche Weise alle wichtigen Informationen. An die Stelle der klassischen Daten zur Kontrolle und Überwachung des Fahrzeugs treten im Urban eTruck detaillierte Daten und Fakten zur Route. Sie basieren auf hinterlegten dreidimensionalen Karten mit allen wesentlichen Informationen zur Routenführung einschließlich Kurvenverlauf und Topografie sowie Verkehrsschilderkennung, und sie sind mit der Antriebssteuerung des Urban eTruck vernetzt.

Im mittleren Segment des Zentraldisplays wird auf der linken Seite die Geschwindigkeit angezeigt. Die zentrale Anzeige besteht aus einer stilisierten Straße. Hier sind vielfältige Informationen zusammengefasst, beginnend mit der Streckenführung: Die Form der Straße gibt den realen Verlauf der unmittelbar vorausliegenden Strecke wieder, einschließlich der Kurven. Vorausfahrende Fahrzeuge werden mit ihrem Abstand und ihrer aktuellen Geschwindigkeit angezeigt. Dank der hinterlegten Karte werden auch bevorstehende Brems- und Beschleunigungsphasen der automatischen Antriebssteuerung des Lkw frühzeitig signalisiert, ebenso anstehende Ereignisse wie Ampeln. Auf Basis einer Verkehrsschilderkennung passt der Urban eTruck seine Geschwindigkeit automatisch an.

Der Fahrer hat die Batteriekapazität stets im Blick

Der obere Bereich des Displays informiert den Fahrer mit einer farbigen Horizontlinie, ob die aktuelle Batteriekapazität der Planung entspricht. Sollte eine vorab kalkulierte Toleranzschwelle unterschritten werden, wechselt die Farbe der Anzeige von grün auf rot. In diesem Fall kann der Urban eTruck von sich aus Gegenmaßnahmen einleiten und die Fahrstrategie verändern. Sollte der Energievorrat so weit sinken, dass ein Erreichen der nächsten Ladestation in Gefahr ist, leuchtet eine zusätzliche Warnung auf. Sowohl der Fahrer als auch der Disponent können nun frühzeitig eingreifen und das Antriebsmanagement auf den reichweitenorientierten Eco-Modus umstellen. Zusätzlich kann der Disponent die Routenplanung optimieren.

Tablet informiert über Energiefluss, Reichweite und Verbrauch

Ein zusätzliches Tablet – ähnlich dem bekannten Fahrer-Tablet DispoPilot.guide von FleetBoard – übermittelt dem Fahrer weitere nützliche Daten. So erhält er vor seiner Abfahrt detaillierte Informationen über seine Tour. Er erkennt die berechneten Fahrzeiten zu den Ladestellen und die voraussichtliche Aufenthaltsdauer dort. Auch die vorgeschriebene Lenkzeitpause ist bereits eingetragen.

Range Potato: Reichweite in Form einer Streckenkarte

Die geplante Tour wird außerdem in einem „Range Potato“ innerhalb einer Umkreiskarte präsentiert. Sie zeigt dem Fahrer über seine Tour hinaus die maximale Reichweite mit der aktuellen Batterieladung. Die dynamische Anzeige passt sich fortlaufend den Gegebenheiten an. Die Berechnungen orientieren sich an realen Straßenverbindungen, einschließlich Topografie. Auf diese Weise kann der Fahrer die Reichweite mit den aktuellen Energiereserven erkennen.

Realistische Vorschau auf den Energiebedarf der kompletten Tour

Die dritte Darstellung präsentiert eine dynamische Vorschau des Energiebedarfs während der Tour. Hier ist in Form von zwei Linien eine Bandbreite angegeben, innerhalb derer sich der Stromverbrauch bewegen kann, damit Fahrer und Urban eTruck ihre Tour vollständig beenden können. Eine farbige Kennzeichnung unterstützt die Darstellung. Bewegt sich der Urban eTruck im „grünen Bereich“, bestehen keinerlei Risiken. Sollte sich der tatsächliche Energiebedarf außerhalb dieses Bandes bewegen, wird der Fahrer durch eine rote Kennzeichnung gewarnt. Die entsprechenden Berechnungen erfolgen fortlaufend auf Basis der aktuellen Betriebsstrategie, der dreidimensionalen Karte, der Routenplanung sowie der Verkehrssituation.

Auto, agile oder eco: Drei Modi für die Fahrstrategie wählbar

Die Fahrstrategie und der damit verbundene Energieverbrauch lassen sich durch unterschiedliche Fahrmodi beeinflussen. Im Normalfall ist der Urban eTruck im „auto“-Modus unterwegs. Er regelt den Energieverbrauch so, dass der Urban eTruck die vorgegebene Tour problemlos zu Ende bringen kann. Abhängig vom tatsächlichen Energieverbrauch werden die Einstellungen in diesem Modus fließend verändert. Somit ist ein Gleichgewicht aus Reichweite und verfügbarer Leistung gesichert. Der Fahrer kann in diesem Modus mehrere Parameter verändern. Um nicht in die Kühlkette der Ladung einzugreifen, bleiben Eingriffe in die Kühlung des Aufbaus jedoch tabu.
Der zweite Modus Namens „agile“ entspricht einer „Power“ -Stellung – hier steht volle Leistung zur Verfügung. Das kann – genug Reichweite vorausgesetzt – in gebirgigen Regionen nützlich sein, oder wenn zugunsten des Zeitplans die Geschwindigkeit erhöht werden soll.

Ist maximale Reichweite erforderlich – zum Beispiel bei unerwartet hohem Energieverbrauch – wird der Energiespar-Modus „eco“ gewählt. Hier wird das Drehmoment des Motors zugunsten eines minimalen Verbrauchs und maximaler Reichweite deutlich reduziert und die Rekuperationsleistung angehoben, also die Rückgewinnung von Energie beim Bremsen. Auch werden Nebenverbraucher heruntergefahren. Auf Tastendruck hat der Fahrer ebenfalls den Energiefluss detailliert im Blick. Zum aktuellen Stand der Batteriekapazität gesellen sich hier Anzeigen für den Abfluss von Energie in Kilowatt zur Kühlung des Aufbaus, für Nebenverbraucher im Fahrerhaus sowie vor allem zu den beiden Antriebsmotoren.

Vernetzung und der Telematikdienst FleetBoard for urban distribution

Hinter den Anzeigen verbergen sich Mechanismen, die alle Komponenten und alle Beteiligten intelligent vernetzen und so die notwendige Transportleistung, die Routenplanung und die Reichweite in einen Gleichklang bringen. Einen maßgeblichen Beitrag liefert Daimler FleetBoard mit dem zukunftsweisenden Telematikdienst „ FleetBoard for urban distribution“. Das Daimler-Tochterunternehmen gehört zu den europaweit führenden Anbietern von Telematiklösungen. Derzeit sind rund 180 000 Fahrzeuge bei rund 6000 Kunden mit FleetBoard unterwegs. Durch den Telematikdienst FleetBoard for urban distribution sind Fahrer und Spedition per FleetBoard App auf dem Tablet verbunden. Hier findet die von FleetBoard gewohnte Kommunikation zwischen Fahrer und Disposition statt. Sie umfasst die Übermittlung von Nachrichten, Tourenplanung, Ladeinformationen und die Navigation.

Aber FleetBoard for urban distribution leistet mehr: Erstmals werden Telematik und die Steuerung des Antriebsstrangs miteinander vernetzt. Damit wachsen Fahrer, Fahrzeug und die Disposition mehr denn je zu einer Einheit zusammen. Das beginnt bereits in der Disposition: An die Stelle klassischer fester Touren aus der Lebensmittel-Logistik tritt mit dem Urban eTruck und FleetBoard for urban distribution ein flexibles System. Es stellt sicher, dass alle vorgesehenen Transportaufgaben des Fuhrparks erledigt werden können und die Reichweite der Lkw dabei weder überstrapaziert noch unzureichend ausgenutzt wird.

Touren werden durch die Disposition jeden Tag neu zusammengestellt. Variablen sind dabei neben den vorliegenden Aufträgen die Palettenplätze der Lkw und das Ladungsgewicht, die Reichweite der Fahrzeuge sowie die erlaubten Lenkzeiten der Fahrer. Sofern sich aus den Berechnungen mehrere mögliche Varianten für unterschiedliche Lkw ergeben, schlägt das Telematiksystem eine Priorisierung vor. Die für eine Tour am besten geeigneten Fahrzeuge werden am Bildschirm des Disponenten farbig markiert. Das System verarbeitet für eine exakte Planung sogar Wetterdaten – schließlich spielt für den Energieverbrauch eines Frischdienst-Aufbaus neben der Öffnungsdauer der Türen zum Laderaum auch die Außentemperatur eine wichtige Rolle: Je heißer es ist, desto höher ist der Kühlbedarf für die Ladung.

Das Telematiksystem arbeitet mit einem zusätzlichen Programm, einem virtuellen Beobachter. Er greift ein, falls sich durch unvorhersehbare Ereignisse die Reichweite verändern sollte, zum Beispiel durch unerwartete Rückladungen. Stößt der Lkw dadurch an seine Reichweitengrenzen, gibt der virtuelle Beobachter einen Warnhinweis. Dann übernimmt entweder ein weiterer Lkw mit ausreichender Reichweite die Zusatzleistung oder sie wird für die nächste Tour fest mit eingeplant.

Wettbewerbsfähige Gesamtkosten durch smart energy services

Neben mangelnder Reichweite hielt bisher die fehlende Gesamtwirtschaftlichkeit den Durchbruch des elektrischen Antriebs im Verteilerverkehr mit Nutzfahrzeugen auf. Eine wichtige Rolle in der Kostenkalkulation spielt dabei die Energieversorgung der eTrucks im Betrieb des Spediteurs. Daimler Trucks betrachtet dabei den gesamten Energiekreislauf und ermittelt individuell für jeden Kunden die wirtschaftlichste Lösung. Stromversorgung und Stromtarife sind ein hochkomplexes Thema. Auch darf der Einsatz von Lkw nicht von Uhrzeiten günstiger Stromtarife abhängen – Frischdienstfahrzeuge müssen zeitgenau Waren ausliefern. Erschwerend: Wenn Flotten die Batterien mehrerer elektrisch angetriebener Lkw gleichzeitig aufladen, kann die Stromversorgung eines Unternehmens in die Knie gehen. Bei einer Ladeleistung von bis zu 150 kW pro Fahrzeug ist bei zehn Lkw bereits eine Gesamtleistung von 1,5 Megawatt erforderlich – das entspricht einem kompakten Kraftwerk.

smart energy services: Kosten senken, Verfügbarkeit steigern

Die simpelste Variante der Energieversorgung für Elektrofahrzeuge ist mit Blick auf die Stromrechnung auch die teuerste: Wer den Urban eTruck oder andere elektrisch angetriebene Fahrzeuge bei Bedarf einfach an die Steckdose hängt, muss den Strom besonders teuer bezahlen. Deutlich günstiger wird es, wenn der Betreiber die Ladung intelligent regelt und über definierte Ladezyklen teure Lastspitzen vermeidet. In einigen Fällen wird die Stromrechnung nochmals deutlich günstiger bei der Kombination von geregelter Ladung in Verbindung mit einem stationären Batteriespeicher. Er kann kontinuierlich und ohne Lastspitzen geladen werden, wenn der Strom am günstigsten ist. Die Aufladung der Antriebsbatterien der Lkw-Flotte erfolgt dann ganz nach Bedarf. Damit sinken die Kosten und die Verfügbarkeit steigt. Unabhängig davon, ob im individuellen Fall ein Batteriespeicher sinnvoll ist, können die Kosten eines Elektrofahrzeugs in Verbindung mit smarten Energielösungen deutlich günstiger liegen als bei einem Lkw mit Dieselantrieb.

Fahrzeuge plus Stromspeicher aus einem Konzern

Für den bei Bedarf passenden stationären Batteriespeicher entwickelt Daimler individuell zugeschnittene Lösungen. Verantwortlich dafür zeichnet die Mercedes-Benz Energy GmbH. Sie bezieht die Energiespeicher von der Daimler Tochter Deutsche Accumotive. Dabei handelt es sich um hochwertige Lithium-Ionen-Batterien. Sie werden je nach Einsatz und Leistungsanforderung individuell kombiniert. Zum Einsatz können dabei auch Batterien als Zweitverwertung aus elektrisch angetriebenen Fahrzeugen kommen. Sie verfügen noch über ca. 80 Prozent ihrer Ausgangskapazität. Während damit die Grenze für den mobilen Einsatz erreicht ist, sind die Batterien beim Einsatz in Stationärspeichern über viele Jahre verwendbar.

Stromkosten verringern - der Weg zum Energiedienstleister

Der Einsatz von stationären Batteriespeichern eröffnet zahlreiche Möglichkeiten. Als Puffer vermeiden sie teure Spitzenleistungen und senken so die Stromkosten. Dies wird besonders beim Einsatz einer ganzen Flotte von Fahrzeugen spürbar, die gleichzeitig geladen werden muss. Schließlich kann ein Unternehmen, das batterieelektrische Lkw einsetzt, sogar selbst als Energiedienstleister auftreten. Etwa an Wochenenden oder Feiertagen, wenn die Fahrzeuge nicht im Einsatz sind und selbst keine Versorgung benötigen. Dabei werden entweder die Batterien der Fahrzeuge – man spricht dann von „vehicle2grid“ – oder der ggf. vorhandene Stationärspeicher genutzt, um mit Energiedienstleistungen Geld zu verdienen. So wird auch mit dem stehenden Fahrzeug Umsatz generiert.

Weitere Möglichkeiten für Stationärspeicher ergeben sich, wenn diese nicht nur aus dem öffentlichen Netz geladen werden, sondern auch durch selbsterzeugten Strom von Solaranlagen auf den großflächigen Dächern von Lagerhäusern. Somit können Betreiber von Lkw-Flotten ihre Fahrzeuge zum Teil mit eigener Energie versorgen und gewinnen damit nochmals erheblich an Unabhängigkeit.

32 Bilder Fotostrecke | Weltpremiere Mercedes-Benz Urban eTruck: Mercedes revolutioniert den Gütertransport in der City: emissionsfrei, leise und vernetzt #01 #02