BATTERIEBETRIEBENE TRAKTOREN ENTWICKLUNG UND AUFBAU EINES E-TRAKTORS Vollelektrische, batteriebetriebene Fahrzeuge halten auch bei mobilen Arbeitsmaschinen immer mehr Einzug. Während bei Radladern und Traktoren meist der konventionelle Verbrennungsmotor bei gleichbleibender Fahrzeugstruktur durch einen elektrischen Antriebsstrang ersetzt wird, handelt es sich beim AVL e-Traktor um eine komplette Neuentwicklung mit neuartigen, integrierten und intelligenten Lösungen. Autoren: M.Sc. Thomas Woopen, Development Engineer Vehicle, Dr.-Ing. Stephan Hammes, Skill Team Leader Powertrain Integration, M.Sc. Paul Sander, Design Engineer Systems Electrification, AVL Tractor Engineering Germany GmbH, Neuss 24 MobileMaschinen2019/06 www.mobile-maschinen.info
Heute bereits vorgestellte elektrisch angetriebene Traktoren basieren auf dem Austausch des konventionellen Antriebsstranges durch adäquate elektrische Komponenten bei Weiterverwendung der grundsätzlichen Fahrzeugstruktur. Um dem Kunden auch wirtschaftlich eine alternative Lösung anzubieten, muss sich von der heutigen Fahrzeugstruktur gelöst werden. In dieser neuen integrierten Fahrzeugstruktur befindet sich das elektrische Leistungsmodul für einen optimalen Fahrzeugschwerpunkt in der Mitte des Chassis. Durch diese Anordnung sowie den Entfall von Dieselmotor und Getriebe wird eine ausreichend große Batteriekapazität untergebracht, die unter realen Bedingungen eine rein elektrische Nutzung von bis zu sechs Stunden ermöglicht. Aufgrund der hohen Leistungsdichte ist auch ein vollelektrisches Nutzfahrzeug vorerst mit einem Hydrauliksystem ausgestattet, um die Fahrzeugfunktionen Lenken und Bremsen hydraulisch zu betreiben und auch vorhandene hydraulisch angetriebene Maschinen für eine Übergangszeit weiterhin nutzen zu können. Zusätzlich zur Hydraulik ist für den Betrieb eines der Leistungsklasse entsprechenden luftgebremsten Anhängers optional ein pneumatisches Leistungsmodul verfügbar. Die genannten drei Leistungsmodule sind im Hauptrahmen montiert, der auch zur Aufnahme der jeweiligen Arbeitsgeräte und Systemmodule dient. Aufgrund der frei kombinierbaren Leistungsverbraucher kann auf Basis dieses Fahrgestells neben einem Traktor auch eine andere mobile Arbeitsmaschine einer vergleichbaren Leistungsklasse aufgebaut werden (vergleiche Aufmacherbild). Während die kostenintensiven, im gemeinsamen Chassis untergebrachten Leistungskomponenten wie Batterie und Antriebseinheiten anwendungsübergreifend genutzt werden, stellen unterschiedliche Systemaufbauten in Verbindung mit flexibel zu positionierenden elektrischen Nebenantrieben für jede Anwendung die ideale Fahrzeugkonfiguration her. INTEGRATION DER ANTRIEBSEINHEITEN Betrachtet man übliche Fahrzeugaufbauten im Prototypenstatus, so wird im Bereich der Antriebseinheiten meist auf am Markt verfügbare Lösungen zurückgegriffen: Ein für sich vollständig abgeschlossener und evaluierter Elektromotor wird an den restlichen Antriebsstrang angeflanscht. Zur Drehzahlanpassung wird bei Bedarf ein Reduziergetriebe zwischen Elektromotor und Antrieb eingebaut. So kann zwar die Gesamtfahrzeugarchitektur entwickelt werden, resultierend muss aber bei der Weiterentwicklung zu einem seriennahen Fahrzeug ein zusätzlicher Aufwand für ein gezieltes Packaging betrieben werden. Das Fahrzeugkonzept des e-Traktor hingegen ist von Beginn an auf die Integration aller Funktionen in den gegebenen Bauraum ausgelegt. Beim vollintegrierten Traktionsmotor wird bspw. eine Einheit aus den aktiven Komponenten, Stator und AVL stellt auf der Agritechnica, 10. – 16.11. in Hannover, in Halle 15, Stand F47, aus.
