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EMPA-Trac

EMPA-Trac – Electric Modular Platform Architecture – Tractor: Entwicklung und Erprobung eines modularen, batterieelektrischen Trägerfahrzeugs für Kommunaltechnik und Agrarsektor bis 7,5 Tonnen Gesamtgewicht. Der Schwerpunkt der Entwicklung liegt auf dem Modulkonzept, welches es ermöglichen soll, unterschiedlichste Fahrzeugkonfigurationen aus identischen, voll integrierten Segmenten aufzubauen. Es können zwei-, drei- oder auch vierachsige Varianten realisiert werden.

Im Rahmen des EMPA-Trac-Projekts wird eine modulare E-Drive-Plattform für Kommunalfahrzeuge auf der Grundlage einer Gleichteilestrategie sehr effizient entwickelt. Die Kernkompetenz der Antriebsplattform ist der rein elektrische Triebkopf, welcher die Vorteile der präzisen Traktionskontrolle des Elektroantriebs, der gewichtsoptimierten Kraftverteilung im Fahrzeug und der Gleichteilestrategie zur Minimierung der Produktionskosten vereint. Die Entwicklung nutzt alle ökologischen Vorteile der emissionsfreien Mobilität, versteht jedoch die elektrische Antriebstechnik als Grundlagentechnologie für eine deutliche Reduktion des Gesamtgewichts sowie einer effizienten Traktionskontrolle.

Der hohe Individualisierungsgrad von Fahrzeugen in kommunalen Anwendungen begünstigt den Einsatz einer modularen, elektrischen Antriebstechnik, da ohne großen zusätzlichen Entwicklungsaufwand zwei-, drei- oder sogar vierachsige Versionen aus den gleichen Modulen aufgebaut werden können. Mittels elektrischer Nebenabtriebe (E-PTO) kann das Fahrzeug präzise an die tatsächlichen Einsatzanforderungen angepasst werden. Dadurch werden die Herstellungskosten der Fahrzeughardware wesentlich reduziert, was eine Kompensation der Kosten des Batteriepakets ermöglicht.

Das Demonstrationsfahrzeug wurde noch im Rohbau im Rahmen der Hausmesse bei TOBIAS erstmals Mitte Januar 2020 als dreiachsige Version mit zwei gelenkten Vorderachsen präsentiert. Anschließend wurde das Fahrzeug wieder auf zwei Hinterachsen in der Konfiguration als 6×4 umgebaut und wird derzeit wieder komplettiert. Bedingt durch die Corona-Krise konnten wesentliche Änderungen der Batterien und der Bremsanlage erst mit erheblicher Verspätung realisiert werden, so dass der Beginn der Erprobungsphase nun auf Oktober 2020 verschoben werden musste.

Bisher erreichte Ergebnisse:

  • Vollständige Segmentierbarkeit durch drei identische Achsmodule, zwei baugleiche Batteriesegmente und zwei optionale E-PTO-Module (elektrische Zapfwellen)
  • Fahrerhaus mit schwenkbarem Steuerstand für wahlweise links- oder rechtsgelenkte Ausführung
  • EUR-2-Kuppelplatten vorne und hinten; identische E-PTO-Boxen vorne und hinten
  • Traktionsmotoren und Nebenabriebe sind identisch und werden über eine einzige, zentrale VCU gesteuert.
  • Durchgängiges Gleichteileprinzip: Von den Traggelenken über die Verglasung, von den Traktionsmotoren bis zu den elektrischen Nebenantrieben, letztlich bis zu den Achsmodulen und Batterieblöcken finden sich die meisten Bauteile mehrfach am Fahrzeug. Identische Teile reduzieren die Produktions- und Stückkosten ganz erheblich. Auch die Ersatzteilbewirtschaftung wird ressourcenschonend optimiert.
  • Vollluftfederung mit drei programmierbaren Fahrhöhen für unterschiedliche Einsatzbedingungen.
  • Vollständige Erfassung und Analyse der Bewegungs- und Einsatzdaten der Kommunalfuhrparks von Tulln und St.Andrä-Wördern. Einsatzprofildefinition und Batteriekapazität des EMPA-Trac decken annähernd 90% aller erkannten Tageseinsätze ab.
  • Die beiden 45kWh Li-Ionen Batterieblöcke sind vollständig zerlegbar und können im Reparaturfall oder bei Teilersatz bis auf 4 Rundzellen (= kleinste Einheit) rein mechanisch wieder abgebaut werden.

Projektleiter Peter Kainz:

“Dem Elektroantrieb gehört definitiv die Zukunft, denn er ermöglicht völlig neue, modulare und beinahe frei kombinierbare Fahrzeugarchitekturen, was speziell in Nischensegmenten von größter Bedeutung ist. Welche Energiespeichertechnologie jedoch am Ende die sinnvollste ist, ob große Batterien, Biomethangas-Range-Extender oder die Brennstoffzelle, wird nicht zuletzt davon abhängen, wie wir in einer ökologischen Gesamtbetrachtung den Lithiumabbau in Bolivien oder Australien bewerten und ob Wasserstoff in Zukunft nicht mehr zu 96% aus fossilem Erdgas generiert wird. Denn „lokal emissionsfrei“ bedeutet nicht automatisch, dass das Gesamtkonzept einer Mobilitätslösung wirklich ökologisch korrekt ist. Hier haben wir noch viel Arbeit vor uns!”

Vier Konsortialpartner: 
AIT Austrian Institute of Technology GmbH,
Hellpower-Energy e. U.,
TÜV Austria Automotive GmbH
Adolf TOBIAS Gesellschaft m.b.H.

Konsortialführer:
Adolf TOBIAS GesmbH
Eduard Klinger-Straße 15
A-3423 St. Andrä-Wördern

Projektleiter:
Peter Kainz
Project Manager Prototypes 
T:0043(0)664-1498002
F:02242/38100 211
peter.kainz@stmk.or.at
kainz@tobias.at
www.tobias.at