Eaton bringt unterstützende Komponenten für 48 auf den Markt

Die Elektrifizierung von Fahrzeugen muss nicht immer mit Reichweitenangst und teuren Ladesystemen einhergehen.

Wie Eaton diese Woche an das Commercial Carrier Journal erinnerte, kann die Mildhybridisierung durch ein 48-Volt-System Emissionen reduzieren und Kraftstoff sparen, während gleichzeitig die höheren Kosten einer rein elektrischen Umstellung sowie die zusätzlichen Herausforderungen der Reichweitenangst und der Suche nach dem nächsten Ladegerät für Elektrofahrzeuge vermieden werden.

Auch Carl Smith, kaufmännischer Leiter Vertrieb, Vertriebsinnendienst und Anwendungstechnik bei Eaton, wies darauf hin, dass für ein 48-Volt-System keine teuren Lithium-Ionen-Batterien erforderlich seien. Blei-Säure-Batterien, unabhängig davon, ob es sich um absorbierte Glasmatten-, herkömmliche Nass- oder Tiefzellenbatterien handelt, können für den Antrieb von Zubehör wie kraftstoffhungrigen Klimaanlagen, Servolenkungen, Hebesystemen usw. in einer breiten Palette hart arbeitender Fahrzeuge, einschließlich Langstreckentraktoren der Klasse 8, verwendet werden.

„Wir sehen ein enormes Interesse [an 48-Volt-Systemen]“, sagte Smith.

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Um Flotten bei der Umstellung auf 48 Volt zu unterstützen, hat Eaton diese Woche Niederspannungs-Stromversorgungskomponenten für Nutz- und Off-Highway-Fahrzeuge eingeführt. Es ist jedoch am besten, die Umstellung den OEMs und Zulieferern zu überlassen.

„Es muss OEM- und Zulieferer-orientiert sein“, sagte Smith, der ein Gremium des Technology and Maintenance Council zu 48-Volt-Systemen leitete. „Was ich damit meine, ist meiner Meinung nach, dass OEMs und Zulieferer an einem Strang ziehen müssen, um Systeme zu entwickeln, die als integriertes System im Fahrzeug zusammenarbeiten, da es Anlasser, Lichtmaschinen, Batteriebänke, Kabel usw. gibt.“

„Sie können auf einer modifizierten Plattform testen, aber Sie müssten diese wirklich für ein Grundsystem entwickeln, das 48 Volt integriert“, fuhr Smith fort.

Zu den Vorteilen der Verwendung von 48 Volt im Vergleich zu 12 Volt gehören neben der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen auch kleinere Kabelquerschnitte, die Kosten, Größe und Gewicht von Kabelbäumen und unterstützenden Komponenten wie der Lichtmaschine reduzieren. Zu den Herausforderungen gehört die Möglichkeit einer Zunahme fehlerhafter Erdungen aufgrund erhöhter Korrosion und gefährlicher Lichtbögen.

Da jedoch die Kraftstoffkosten mit den Emissionsanforderungen steigen, sieht Smith ein wachsendes Interesse an der 48-Volt-Hybridisierung, einschließlich Langstreckenfahrzeugen der Klasse 8. Ein 48-Volt-System versorgt nicht nur die Klimaanlage eines Lkw mit Strom, während der Fahrer beispielsweise am Hafen oder an einer Laderampe wartet, sondern kann auch als effizientere Stromquelle für 110-Volt-Zubehör im Schlafwagen wie einen Kühlschrank dienen , Mikrowelle, CPAP-Gerät und andere Bedürfnisse.

„Einer der größten Stromverbraucher in einem Lkw kann ein Wechselrichter sein [der die Spannung von 12 Volt auf 110 Volt erhöht]“, sagte Smith. „Man muss etwa 12 Ampere bei 12 Volt einspeisen, um einen Ampere bei 110 Volt zu unterstützen. Aber wenn man einen 48- bis 110-Volt-Wechselrichter verwendet, verringert man seinen Eingangsstrom um den Faktor vier, denn das ist der Fall von 12 auf 48 Volt. Daher ist die Umstellung dieser Hochstromverbraucher auf 48 Volt einer der treibenden Faktoren. Ein weiterer treibender Faktor wäre die Klimaanlage. Sie können jetzt einen Klimakompressor über eine 48-Volt-Batteriebank mit Strom versorgen, anstatt den Motor die ganze Nacht laufen zu lassen, um die Lichtmaschine laufen zu lassen, um den Klimakreislauf mit Strom zu versorgen.“

Smith sagte, 48-Volt-Systeme könnten auch zur Stromversorgung der Klimaanlage in Arbeitsfahrzeugen eingesetzt werden.

„Auch auf der Bauseite sehen wir ein ähnliches Interesse daran, die Klimaanlage des Laders oder andere Geräte mit 48 Volt betreiben zu können“, sagte er.

OEMs, die am laufenden SuperTruck-Programm des Energieministeriums teilnehmen, wie Daimler Truck North America (Freightliner, Western Star), Paccar (Kenworth, Peterbilt), Navistar und Volvo, haben 48-Volt-Hybridsysteme zur Stromversorgung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, Servolenkung und anderem eingesetzt Komponenten. Ein am Antriebsstrang montiertes Gerät wird verwendet, um kinetische Energie zu erfassen, die Zubehörteile antreibt und die Batteriebank auflädt. (Siehe Foto unten.)

Der elektrifizierte 48-Volt-Antriebsstrang wurde in einer im Juni letzten Jahres vorgestellten Jahresbewertung des SuperTruck II PACCAR 2021 als Meilenstein gewertet.

Eine Folie aus PACCARs Annual Merit Review 2021 für den SuperTruck II zeigt einen 48-Volt-Mild-Hybrid, ein Schlüsselkonzept im Truck.PACCAR

48-Volt-Hybridanwendungen sind auch in kommerziell hergestellten in- und ausländischen Autos im Einsatz. Ram bietet in Nordamerika seit einigen Jahren für seinen 1500-Pickup eine 48-Volt-Mild-Hybrid-Option an.

„Das eTorque 48-Volt-Mildhybridsystem sorgt für eine verbesserte Kraftstoffeffizienz sowohl bei den im Ram 1500 angebotenen V6- als auch V8-Motoren“, sagte ein Ram-Sprecher gegenüber CCJ. „Tatsächlich ist der Ram 1500 mit eTorque leistungsfähiger als das Vorgängermodell. Durch die Verbesserung von Kraftstoffverbrauch, Fahrverhalten, Leistung und Technologie erreichen wir eine erweiterte Kundenbasis, die bisher vielleicht noch nie über einen Pickup nachgedacht hat.“

Chevy hat für seinen Blazer im Ausland eine 48-Volt-Hybridoption angeboten. Ein Ford-Sprecher erklärte gegenüber CCJ, dass derzeit „in Nordamerika keine 48-Volt-Mild-Hybride angeboten werden“. Allerdings sind in Europa die Modelle Ford Fiesta Van, Transit, Transit Custom und Tourneo Custom mit der Spritsparoption erhältlich.

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Smith geht davon aus, dass 48-Volt-Hybride in anspruchsvolle Arbeitslastkraftwagen- und Bausektoren vordringen, in denen hydraulische Systeme auf Verbrennungsmotoren basieren. Es gibt jedoch Grenzen.

„Ich glaube nicht, dass 48 Volt jemals Bodengeräte ersetzen werden“, sagte er. „Wir haben einfach nicht die Macht dazu. Allerdings gibt es einen optimalen Punkt, an dem [48-Volt]-Elektroantrieb die hydraulische ersetzen kann, und dieser liegt derzeit im Bereich von 10 bis 30 Kilowatt.

„Ein Schaufelwagen ist in seiner Funktion einem Scherenwagen sehr ähnlich, doch viele von ihnen betreiben, auch wenn sie über Elektromotoren verfügen, immer noch eine Hydraulikpumpe“, fuhr Smith fort. „Also ja, diese Hydraulikleitungen und die Hydraulikpumpe können jetzt durch Elektromotoren ersetzt werden, um diese Hubfunktion zu übernehmen.“

Smith stellt sich außerdem vor, dass die Klasse 8 im Langstreckenverkehr eine ideale Ergänzung für den 48-Volt-Hybridantrieb darstellt, da es bei anderen aufkommenden Optionen wie reinem Elektroantrieb und Wasserstoff-Brennstoffzelle schmerzlich an der Infrastruktur für die Betankung mangelt.

„Schauen wir uns einfach ein Schlaftaxi an“, sagte er. „Derzeit gibt es keine Infrastruktur zum Aufladen eines Hochvolt-Elektrofahrzeugs oder gar eines Vollhybridfahrzeugs, wenn es von Küste zu Küste fährt und dabei alle Strecken zurücklegen muss.

„Ich kann nirgendwo in Timbuktu zu einer Tankstelle fahren und ein Stromkabel anschließen, um meine Batterien mit der Geschwindigkeit aufzuladen, die wir brauchen. „48 Volt ermöglichen viele der Vorteile eines Vollhybridsystems, jedoch mit 48-Volt-Zubehör an Bord und gleichzeitiger Nutzung eines Verbrennungsmotors für die Antriebskraft“, fuhr Smith fort.