Vollelektrische Stadtbusse mit Allradlenkung
Pressemitteilung - Vollelektrische Stadtbusse mit Allradlenkung (heavyduty 01_2020)
Anfragen
MOTOREN
Emissionen reduzieren
/// INTERVIEW S. Edwards und A. Skipton-Carter [Ricardo] /// GASTKOMMENTAR T. Herlitzius [TU Dresden]
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März 2020
|
MOTOREN
01 März 2020 | 13. Jahrgang
heavyduty
ON- UND OFFHIGHWAY-NUTZFAHRZEUGE
heavyduty
ISSN (Print) 2524-8782 | ISSN (Online) 2524-8790
Zur Verbesserung der Luftqualität lassen immer mehr Gemeinden
heute nur noch elektrifizierte Fahrzeuge im Stadtverkehr zu. Eine
weitere wichtige Maßnahme bezüglich Umwelt ist die Anpassung
der öffentlichen Verkehrsmittel an das Aufkommen des Personen-
verkehrs. Tribus hat diese Notwendigkeit als Chance für sich erkannt
und den Citybus Movitas entwickelt. Bei dem Bus kommt eine aktiv
gelenkte Hinterachse zum Einsatz, wodurch das Fahrzeug auch bei
beengten Platzverhältnissen eingesetzt werden kann. Die Hinterachs-
lenkung übernimmt das System Ehla Optimal von Mobil Elektronik.
NEUE TRANSPORTKONZEPTE
LIEGEN IM TREND
Ein bekannter Schritt zur Vermeidung
von Emissionen im öffentlichen Nah-
verkehr ist die Elektrifizierung der
Fahrzeuge. Viele Gemeinden sind
den Schritt schon gegangen und las-
sennur noch vollelektrisch angetrie-
beneöffentliche Verkehrsmittel in
das Stadtzentrum. Ein weiterer, wich-
tiger Schritt ist auch die Anpassung der
Verkehrsmittel an das Aufkommen des
Personenverkehrs, da kaum besetzte
Stadtbusse ein vielfach wahrzuneh-
mendes Phänomen außerhalb der
Rushhours sind. Dem Trend hin zu
kleineren Bussen folgend, hat Tribus
auf der Busworld im Oktober 2019
den Citybus Movitas präsentiert.
Das Fahrzeug ist in seiner kleinsten
Version 8,2 m lang und 2,3 m breit und
nach Angaben des Herstellers modular
aufgebaut, sodass es in drei Längen
undzwei Breiten konfiguriert werden
kann. Aufgrund des durchgehend fla-
chenBodens des Citybusses und opti-
mierte Anordnung der Türen und Sitz-
gelegenheiten können deutlich mehr
stehende Passagiere befördert werden
AUTOR
Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Stadie
ist Leiter Vertrieb & Marketing
bei der Mobil Elektronik GmbH
in Langenbrettach.
Elektromobilität
42
ENTWICKLUNG ELEKTROMOBILITÄT
© Tribus
alsbei einem Standardbus mit gleichen
Ab messungen. Neben der 100-%-Elektri-
fizierung verfügtder Bus über eine sehr
hohe Energie-Effizienz, BILD 1. So wird
die Abwärme des Elektroantriebs mittels
Wärmetauscher für die Fußbodenheizung
genutzt und das Dach des Fahrzeugs mit
Foto voltaikpaneelen ausgestattet. Ein wei-
teres Ziel war es, das ohnehin schon kom-
pakteFahrzeug noch manövrierfähiger
zu gestalten, was den Einsatz bei sehr
engen Straßenverhältnissen ermöglicht.
Das Resultat ist eine aktiv gelenkte Hin-
terachse, welche so gut wie keinen Über-
hang des Hecks aufweist.
HINTERACHSLENKUNG
Für die Hinterachslenkung kam das Sys-
tem Ehla Optimal von Mobil Elektronik
zum Einsatz, BILD 2. Generell muss jedes
Hilfslenksystem so konzipiert sein, dass
das Fahrzeug im Falle eines Fehlers oder
gar Systemausfalls weiterhin beherrsch-
bar ist und keine Gefährdung darstellt.
Bei zweiachsigen Fahrzeugen ist die
Sicherheitsbetrachtung von besonderer
Bedeutung, da keine Starrachse vorhan-
den ist, die zusätzliche Seitenführungs-
kräfte aufnehmen könnte. Als Konse-
quenz daraus ist die Rückfallebene der
Lenkung so definiert, dass die Hinter-
achse des Busses im Fehlerfall zentriert
und gesperrt wird, sodass sie sich wie
eine Starrachse verhält. Damit geht zwar
die Manövrierfähigkeit auf das Niveau
eines normalen zweiachsigen Fahrzeugs
zurück, aber das Fahrzeug bleibt weiter-
hin voll beherrschbar.
Der Lenkwinkel der Hilfslenkachse
wird aktiv geregelt, wobei der Sicherheits-
Lenkcomputer (SLC) die zentrale Kern-
komponente bildet. Der SLC erfasst alle
Informationen, die für das Lenksystem
erforderlich sind und als Eingangssig-
nale(Vorderachslenkwinkel, Fahrzeug-
geschwindigkeit, Lenkprogramme) oder
Fahrzeugdaten (Abmessungen, maximale
Achswinkel, Achsabstände) vorliegen.
Zusätzliche Kundenanforderungen kön-
nen hierbei berücksichtigt werden. Auf
Basis dieser Informationenregelt der SLC
den Lenkwinkel der Hilfslenkachse.
Bei rein elektrisch angetriebenen Fahr-
zeugen wird die Hydraulikversorgung in
der Regel durch ein elektrisch angetrie-
benes Hydraulikaggregat generiert, wel-
ches nicht nur eine Hydraulikversorgung
für das Hilfslenksystem, sondern auch
für andere hydraulische Verbraucher des
Fahrzeugs zur Verfügung stellt. Für den
Ausfall der elektrischen oder hydrauli-
schen Energieversorgung besitzt Ehla
Optimal eine unabhängige, redundante
Hydraulikversorgung in Form eines Hyd-
raulikspeichers, die mittels eines speziel-
len Zentrierzylinders die Hilfslenkachse
aktiv in die Geradeausstellung lenkt
und zentriert hält. Die Hilfslenkachse
verhält sich im zentrierten Zustand wie
eine Starrachse, sodass ein Weiterfahren
unkritisch ist. Das geänderte Fahrver-
halten wird dem Fahrer signalisiert.
BILD 1 Beim Citybus Movitas wird die Abwärme des Elektroantriebs mittels Wärmetauscher für die Fuß-
bodenheizung genutzt und das Dach des Fahrzeugs ist mit Fotovoltaikpaneelen ausgestattet (© Tribus)
Elektromobilität
Vollelektrische Stadtbusse
mit Allradlenkung
ATZ
heavyduty 01|2020 13. Jahrgang 43
SAFETY LEVEL
Gerade Bushersteller stellen hohe Sicher-
heitsanforderungen an die zu verbauen-
den Elektronikkomponenten, da die
Fahrzeuge in Bereichen mit hoher Per-
sonenfrequenz und dem damit verbun-
denen Risiko zum Einsatz kommen
und seit Dezember 2018 der ISO 26262
folgen müssen. Die Konsequenz lässt
sich unmittelbar aus der Hazard and
Risk Analysis (HARA) ableiten, welche
der Fahrzeughersteller in seinem Ent-
wicklungsprozess für die geplanten Sys-
teme und somit auch für das Hilfslenk-
system durchzuführen hat. In der Regel
liegen bei einem zweiachsigen Bus auf-
grund seines Einsatzgebiets, des Gefähr-
dungspotenzials und der Beherrschbar-
keit Sicherheitsziele mit ASIL C oder
sogar ASIL D für die Hilfslenkung vor.
Diese hohen Sicherheitsanforderungen
können von Mobil Elektronik durch die
neueste Generation von Sicherheits-Lenk-
computer abgebildet werden, da die kom-
plette Software- und Hardware-Architek-
tur für Sicherheitsziele bis ASIL D ausge-
legt wurde. Ein weiterer, wichtiger Faktor
für die Umsetzung dieser hohen Sicher-
heitsanforderungen ist die erfolgreiche
Etablierung eines ISO-26262:2018-kon-
formen Entwicklungsprozesses.
ZUSÄTZLICHER SCHUTZ
DURCH BUS-STOPP-AUTOMATIK
Neben der reinen Hilfslenkung hat Mobil
Elektronik noch weitere Features für die
Busbranche in die Ehla-Hilfslenksysteme
integriert. Beim hier geschilderten Movitas
sorgt die sogenannte Bus-Stopp-Automa-
tik für weiteren Schutz der wartenden
Personen, BILD 3. Wenn ein Bus von der
Haltestelle mit eingeschlagener Vorder-
achse losfährt, schwenkt das Fahrzeug-
heck stets in den Wartebereich der Passa-
giere hinein, wobei dieser Effekt durch
eine Hinterachslenkung noch verstärkt
BILD 2 Systemskizze der Hinterachslenkung Ehla Optimal (© Mobil Elektronik)
ENTWICKLUNG ELEKTROMOBILITÄT
44
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06
elektronik
ISSN 1862-1791 70934
CONSUMER ELECTRONICS SHOW
Software und IT auf vier Rädern
/// INTERVIEW Franco Bellil lo [BJEV] /// GASTKOMMEN TAR Bernha rd Mattes [VDA]
06Dezember 2018 | 13.Jahrgang
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Electronics 2018
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Software und IT auf vier Rädern
/// INTERVIEW Franco Bellil lo [BJEV] /// GASTKOMMEN TAR Bernha rd Mattes [VDA]
06 Dezember 2018 | 13. Jahrgang
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CONSUMER ELECTRONICS SHOW
AUSGABEN
KOSTENLOS!
wird und somit eine Gefährdung für
diewartenden Passagiere darstellt.
DieBus-Stopp-Automatik wird durch
dasÖffnen und Schließen der Türen
automatisch aktiviert und führt dazu,
dass die Lenkung der Hinterachse des
Movitas verzögert aktiviert wird. Als
Resultat schwenkt das Fahrzeugheck
wenige Zentimeter in den Wartebereich
hinein. Die Funktion kann über Para-
meteran unterschiedliche Busgeome-
trien sehr einfach angepasst werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Busworld gilt als wichtiger Indi-
katorfür die Busbranche. So war
es nicht verwunderlich, dass von
vielenHerstellern kleine, vollelek-
trischeCitybusse dort präsentiert
worden sind. In der Regel werden
diese Fahrzeugkonzepte von kleine-
renUnternehmen umgesetzt, die sich
dadurch von den großen bekannten
OEMs ein wenig absetzen können.
Eine gelenkte Hinterachse kann die-
senFahrzeugen einen weiterenMehr-
wertverschaffen, da das Einsatzge-
bietdieser Busse durch diese Funk-
tionnochmals erweitert wird.
BILD 3 Lenkverhalten ohne (links)
und mit Bus-Stopp-Automatik
(rechts) (© Mobil Elektronik)
ATZ
heavyduty 01|2020 13. Jahrgang 45
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