Vollelektrische Stadtbusse mit Allradlenkung

Pressemitteilung - Vollelektrische Stadtbusse mit Allradlenkung (heavyduty 01_2020)

MOTOREN

Emissionen reduzieren

/// INTERVIEW S. Edwards und A. Skipton-Carter [Ricardo] /// GASTKOMMENTAR T. Herlitzius [TU Dresden]

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ANALYSE

von Langstrecken-Lkw

für das Jahr 2050

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-

sennur noch vollelektrisch angetrie-

beneöffentliche 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

undzwei Breiten konﬁguriert werden

kann. Aufgrund des durchgehend ﬂa-

chenBodens 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

ENTWICKLUNG ELEKTROMOBILITÄT

alsbei einem Standardbus mit gleichen

Ab messungen. Neben der 100-%-Elektri-

ﬁzierung verfügtder 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-

pakteFahrzeug 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 Informationenregelt 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)

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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

DATENMANAGEMENT

Torwächter der

Bordnetzkommun ikation

LEISTUNGSELEKTRONIK

Chip-Embedding von

Leistungshalbleitern

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Neues Konzept

für OTA-Updates

BRANCHENINDEX

Automotive

Electronics 2018

elektronik

Dezember 2018

CONSUMER ELECTRONICS SHOW

Software und IT auf vier Rädern

Bernhard Mattes [VDA]

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CONSUMER ELECTRONICS SHOW

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/// INTERVIEW Franco Bellil lo [BJEV] /// GASTKOMMEN TAR Bernha rd Mattes [VDA]

06 Dezember 2018 | 13. Jahrgang

DATENMANAGEMENT

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Dezember 2018

CONSUMER ELECTRONICS SHOW

AUSGABEN

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wird und somit eine Gefährdung für

diewartenden Passagiere darstellt.

DieBus-Stopp-Automatik wird durch

dasÖffnen 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-

meteran unterschiedliche Busgeome-

trien sehr einfach angepasst werden.

ZUSAMMENFASSUNG

Die Busworld gilt als wichtiger Indi-

katorfür die Busbranche. So war

es nicht verwunderlich, dass von

vielenHerstellern kleine, vollelek-

trischeCitybusse dort präsentiert

worden sind. In der Regel werden

diese Fahrzeugkonzepte von kleine-

renUnternehmen umgesetzt, die sich

dadurch von den großen bekannten

OEMs ein wenig absetzen können.

Eine gelenkte Hinterachse kann die-

senFahrzeugen einen weiterenMehr-

wertverschaffen, da das Einsatzge-

bietdieser Busse durch diese Funk-

tionnochmals erweitert wird.

BILD 3 Lenkverhalten ohne (links)

und mit Bus-Stopp-Automatik

ATZ

heavyduty 01|2020 13. Jahrgang 45

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