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Die Zukunft der Elektrifizierung bei mittleren und schweren Nutzfahrzeugen

Juni 20, 2023 in EV

Von Richard Demirjian

Der Vorstoß zur Elektrifizierung verändert die gesamte Transportindustrie, von Personenfahrzeugen bis hin zu mittelschweren und schweren Lastkraftwagen.

Und das Tempo des Wandels beschleunigt sich weiter. Im April hat die Umweltschutzbehörde zwei neue Vorschläge zur Verringerung der Emissionen in den USA vor. Der erste Vorschlag gilt für Personenkraftwagen, Lieferwagen und leichte Nutzfahrzeuge. Der zweite, ähnlich den Vorschriften in Kalifornienwürde für größere Fahrzeuge gelten und bis 2032 zur Elektrifizierung von mehr als der Hälfte der schweren Nutzfahrzeuge führen.

Hinter den Kulissen und "unter der Motorhaube" muss viel getan werden, um diesen historischen Wandel Wirklichkeit werden zu lassen. Auch wenn einige der Hürden aus der Umstellung von Pkw und leichteren Fahrzeugen bekannt sind, ist die technologische und logistische Umsetzung bei mittleren und schweren Lkw eine noch größere Herausforderung.

Schritte zur Elektrifizierung mittlerer und schwerer Nutzfahrzeuge
Mittlere und schwere Nutzfahrzeuge erfüllen unterschiedliche Zwecke und stellen besondere Anforderungen an die Elektrifizierung.

Mittelschwere Lkw werden in der Regel für berufliche Anwendungen, Wartungsarbeiten in Städten und innerstädtische Lieferungen eingesetzt, während schwere Lkw für den Langstreckentransport konzipiert sind. Aufgrund kürzerer täglicher Routen und der Möglichkeit, zum Aufladen zu den Depots zurückzukehren, ist der Übergang für mittelschwere Lkw hinsichtlich der Infrastrukturanforderungen für die Elektrifizierung unkomplizierter.

Andererseits müssen schwere Nutzfahrzeuge wie Kipper und Sattelschlepper große Entfernungen ohne Aufladen zurücklegen und sind mit der bekannten Reichweitenangst" konfrontiert, die viele Besitzer von Elektroautos kennen. Weitere Herausforderungen sind die Stimmung der Käufer, die Preisgestaltung und die Umgestaltung der Lieferketten für eine elektrische Zukunft.

Hier sind vier wichtige Schritte, die die Industrie unternehmen kann, um mittlere und schwere Nutzfahrzeuge erfolgreich zu elektrifizieren:
1. Öffentlich-private Partnerschaften: Die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen, Regierungen und Bildungseinrichtungen ist entscheidend für die Förderung von Innovationen und die Einführung von Elektrofahrzeugen im Nutzfahrzeugbereich. Durch die Zusammenarbeit mit Universitäten und Forschungseinrichtungen können private Unternehmen Zuschüsse und Finanzmittel erhalten, um neue Technologien zu entwickeln und die für eine solche Umstellung erforderlichen Arbeitskräfte auszubilden.

Bildung ist ein wichtiger Teil des Puzzles. In Illinois haben wir gesehen, wie lokale, staatliche und bundesstaatliche Regierungen mit Community Colleges und Wirtschaftsentwicklungsgruppen zusammenarbeiten, um Unterrichtsräume in einer Fertigungsanlage zu unterstützen. Auf diese Weise können Universitäten Lehrveranstaltungen abhalten, Forschungen zu Effizienzsteigerungen im Bereich der Elektrifizierung durchführen und die Arbeitskräfte für die elektrifizierte Industrie der Zukunft schulen.

Die Ministerium für Verkehr und das Verteidigungsministerium stellen Universitäten Forschungsgelder zur Verfügung, um Herausforderungen wie die Ladeinfrastruktur zu lösen, und private Unternehmen erhalten dringend benötigte Anreize für den Aufbau von Fabriken in den USA.

2. Partnerschaften mit Lieferanten: Alle Beteiligten innerhalb der Lieferkette müssen aufeinander abgestimmt sein. Da der technologische Fortschritt schneller denn je voranschreitet, ist es wichtig, Zusammenarbeit und Partnerschaften zu nutzen. Navistar hat sich das klare Ziel gesetzt, bis 2030 50 % und bis 2040 100 % der neuen internationalen Lkw und IC-Busse Vertrieb emissionsfrei zu produzieren. Das Unternehmen setzt sich für eine emissionsfreie Zukunft ein, um einen Ort zu schaffen, an dem künftige Generationen gedeihen können. Um die Anforderungen an die Umgestaltung, die für das Erreichen dieser Zukunft notwendig sein werden, zu antizipieren und zu bewältigen, haben Navistar und TCCI ihre Partnerschaft nutzen, um die Technologie für batterieelektrische Nutzfahrzeuge schnell, sicher und effizient zu implementieren.

3. Prüfung und Validierung: Im Zuge der Umstellung der Industrie auf elektrische Energie müssen Testeinrichtungen die Ladefähigkeiten, die Reichweite und die Emissionen von E-Fahrzeugen unter einer Vielzahl von Bedingungen bewerten. Dazu müssen spezielle Prüfeinrichtungen entwickelt werden, die eine breite Palette von Fahrzeugen - von Bussen bis hin zu Schwerlastwagen - aufnehmen können und Schnellladetechnologien unterstützen. Durch die Gewährleistung umfassender Prüf- und Validierungsverfahren werden sich Qualität und Leistung von Elektrofahrzeugen für mittlere und schwere Nutzfahrzeuge weiter verbessern.

Viele Prüfkanäle und -kammern sind auf Personenkraftwagen ausgerichtet. Moderne Prüfkanäle und -kammern sollten jedoch auch für die Prüfung von Schwerlastfahrzeugen geeignet sein und Wind, Geschwindigkeit, Temperatur und mehr berücksichtigen. Die fortschrittlichsten Modelle können die Ladegeschwindigkeit auch unter den extremsten Bedingungen testen, von -20 Grad bis über 100 Grad.

4. Fortschrittliche Kompressor Technologien: Kompressor ist eine entscheidende Komponente im Kühlsystem von Elektrofahrzeugen, die für die Aufrechterhaltung optimaler Batterietemperaturen und die Gewährleistung der Fahrzeugreichweite verantwortlich ist. In mittelschweren und schweren Elektrofahrzeugen muss Kompressoren die erhöhten thermischen Belastungen bewältigen, die mit schnelleren Ladevorgängen einhergehen. Dies erfordert eine Umstellung von herkömmlichen Kolben Kompressoren und Kupplungen auf effizientere Scrollmotoren Kompressoren mit integrierten Motoren und Reglern.

Das traditionelle riemengetriebene Produkt besteht in der Regel aus einem Kolben Kompressor und einer magnetisch betätigten Kupplung, aber Kompressor Technologie ändert sich. Die neuesten Kompressoren haben eine Schnecke, bei der Motor und Steuerung in einem Stück sind.

Der Übergang zur Elektrifizierung im Bereich der mittelschweren und schweren Nutzfahrzeuge bringt sowohl Herausforderungen als auch Chancen mit sich.

Der historische Wandel wird sich mit der Verschärfung der Umweltvorschriften in der ganzen Welt fortsetzen. An manchen Orten wird er schneller vonstatten gehen. In Europa zum Beispiel werden strenge Lenkzeitvorschriften für Lkw-Fahrer die Elektrifizierung von schweren Lkw erleichtern, die während der vorgeschriebenen Pausen aufgeladen werden können.

Natürlich werden nicht alle Entscheidungen von den Regierungen getroffen. Auf der Ebene des Fuhrparks müssen die Betreiber bei der Umstellung auf Elektroantrieb Faktoren wie Fahrzeugkosten, Ladeinfrastruktur und Reichweite berücksichtigen.

Durch die Konzentration auf öffentlich-private Partnerschaften, Tests und Validierung und Kompressor Technologien kann die Branche diese Hürden überwinden und sich auf eine sauberere, nachhaltigere Zukunft zubewegen.

Wenn die Beteiligten zusammenarbeiten und die Herausforderungen angehen, können sie sicherstellen, dass der Übergang zur Elektrizität sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch sinnvoll ist.

Lesen Sie den Artikel auf EV Design & Manufacturing.

EV

Kara Demirjian Huss arbeitet mit führenden Vertretern der EV-Branche zusammen, um sich für verbesserte Emissionsstandards einzusetzen.

"Der rasche Anstieg der Kohlendioxidemissionen im Verkehrssektor treibt die Umstellung von fossilen Kraftstoffen auf eine vollständige Elektrifizierung voran, insbesondere bei mittelschweren und schweren Lastkraftwagen, die den größten Teil des Verkehrsaufkommens ausmachen.

Kara Demirjian Huss von TCCI und der Präsident des Richland Community College, Dr. Cris Valdez, waren kürzlich live bei Byers & Co. auf der Farm Progress, um über die Ausbildung von Arbeitskräften in der Landwirtschaft zu sprechen.