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 wurde 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 äußerst effizienten Antriebsleistung.

Der hohe Individualisierungsgrad von Fahrzeugen in kommunalen Anwendungen begünstigt den Einsatz einer modularen, elektrischen Antriebstechnik, da ohne 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.

Bisher erreichte Ergebnisse:

Der EMPA-Trac Demonstrator wurde Ende 2020 als 6×4 fertig aufgebaut und bis zum Projektende im Mai 2021 in einer ersten Test- und Erprobungsphase sehr erfolgreich eingesetzt und zum Abschluss im Rahmen einer Presseveranstaltung präsentiert.

Vollständig realisierte Projektziele:

Komplett segmentierter Zentral-Kastenrahmen bestehend aus drei identische Achsmodulen, zwei baugleichen Batteriesegmenten und zwei E-PTO-Modulen (elektrische Zapfwellen).

Fahrerhaus mit schwenkbarem Steuerstand für wahlweise links- oder rechtsgelenkte Arbeitsaufgaben.

EUR-2-Kuppelplatte vorne und hinten; identische E-PTO-Boxen vorne und hinten.

Traktionsmotoren und Nebenabtriebe (E-PTO) sind identisch und werden über eine gemeinsame 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 88% aller Bauteile mehrfach am Fahrzeug. Identische Teile reduzieren die Produktions- und Stückkosten ganz erheblich. Auch die Ersatzteilbewirtschaftung wird ressourcenschonend optimiert.

Vollluftfederung mit höchstem Fahrkomfort und drei programmierbaren Fahrhöhen für unterschiedliche Einsatzbedingungen.

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, wodurch auch das Recycling über bestehende Anlagen sicherstellt ist.

Seit Projektende haben wir zahlreiche weitere Testfahrten absolviert und auch Kooperationsgespräche geführt, um den EMPA-Trac wie geplant zur Serienreife weiterzuentwickeln. Eine Entscheidung darüber wird nicht vor 2023 fallen, da wir noch zwei konstruktive Änderungen am Fahrzeug selbst vornehmen wollen: elektrifizierte Einzelradlenkung und Akku-Wechselsystem.

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 am Ende die sinnvollste ist, ob große Batterien, Biomethangas-Range-Extender oder die Brennstoffzelle, wird davon abhängen, wie wir in einer ökologischen Gesamtbetrachtung die Lithiumgewinnung im Tagebau bewerten oder ob es gelingt, Wasserstoff in Zukunft nicht mehr zu 96% aus fossilem Erdgas zu generieren. Denn „lokal emissionsfrei“ bedeutet nicht automatisch, dass das Gesamtkonzept einer Mobilitätslösung wirklich ökologisch korrekt ist. Wir haben 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