Die Technik des Brennstoffzellen-Transporters von Quantron

Das Augsburger High-Tec-Spin-off Quantron hat Anfang Oktober auf der Nutzfahrzeugmesse NUFAM in Karlsruhe mit dem Q-Light FCEV einen Brennstoffzellen-Transporter vorgestellt. Das Fahrzeug wurde in Zusammenarbeit mit AE-Driven-Solutions aus Aachen entwickelt. Quantron setzt eigenen Angaben zufolge auf eine zuverlässige und bewährte Antriebsstrangtechnologie, die bereits in über 400 Fahrzeugen in Europa im Einsatz ist. Die Nutzlast des Q-Light FCEV ist analog zu der eines vergleichbaren Dieselfahrzeugs. Auch die Tankzeit lässt sich laut Quantron mit der eines Dieselfahrzeugs vergleichen.

Antriebsstrang

Basis des Brennstoffzellen-Transporters von Quantron ist ein Iveco Daily Chassis. Das betrifft das Fahrwerk, den Rahmen, die Fahrerkabine inklusive Interieur sowie die Ladefläche. Quantron tauscht jedoch den kompletten Antriebsstrang, jedoch bleibt auch das Hinterachsdifferenzial sowie die Kühlung, die jetzt der Brennstoffzelle dient, original.

Die sogenannte Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEM-Fuel-Cell) sitzt im Motorraum, das Tanksystem (Type IV Tanks, 700 bar) zur Aufnahme des gasförmigen Wasserstoffs hinter dem Fahrerhaus. Der e-Motor befindet sich zentral unter dem Leiterrahmen, die gekürzte Kardanwelle überträgt das Antriebsmoment auf das Hinterachsdifferenzial. Die Batterie sitzt unterhalb des Fahrerhauses, zum Übergang zur Pritsche. Ein DC/DC-Wandler bringt die Spannung der PEMFC das auf Spannungsniveau der Hochvoltbatterie. Ergänzt wird das Antriebssystem durch die Kühlung und die Luftaufbereitung (Balance of Plant) des Brennstoffzellensystems.

Was das Entwicklungsfahrzeug angeht, welches auch auf der NUFAM zu sehen war, hat Quantron die Kühlkreisläufe noch getrennt gehalten. Das Brennstoffzellensystem verfügt über eine eigene Kühlung auf Basis des Iveco-Dieselfahrzeugs. Die Leistungselektronik und die e-Maschine werden über einen zusätzlichen Kühler versorgt. Die Batterie selbst wird nicht aktiv durch Flüssigkeit gekühlt.

Plug-in-Hybrid

Tatsächlich spricht Quantron beim Q-Light FCEV von einem Plug-in-Hybrid. Der Grund: Das batterieelektrische Fahrzeug wird um einen Brennstoffzellen-Range-Extender ergänzt. „Wir sind in der Lage auf der Fahrerseite Elektrizität zu ‚tanken‘ und auf der Beifahrerseite Wasserstoff“, erklärt Danny Bernstein, Systemingenieur für Brennstoffzellen bei der AE Driven Solutions GmbH in Aachen. Dabei gibt Quantron die rein elektrische Reichweite mit einer Batteriekapazität von 37 kW mit bis zu 100 km an, durch das Mitführen von 8,4 kg H2 verlängert sich die Strecke bis auf 400 km zusätzlich. Das ergibt eine Gesamtreichweite von bis zu 500 Kilometern. Die Abwärme der Brennstoffzelle kann laut Quantron darüber hinaus zum Beispiel zum Heizen des Innenraumes genutzt werden, sodass zusätzlich Strom eingespart werden kann.

Service

Was das Brennstoffzellen-System angeht, so sollte einmal im Jahr oder jede 1.000 Betriebsstunden der Luftfilter getauscht werden. Dies gilt auch für den Ionentauscher des Kühlmittels. „Dadurch können wir das Kühlmittel wesentlich länger fahren, da wir gewährleisten können, dass es immer unter dem Schwellwert an Leitfähigkeit liegt“, erläutert Bernstein. Was die Sicherheit der Hochdruckanlage beziehungsweise die wasserstoffführenden Komponenten betrifft, sollten diese im Rahmen einer jährlichen Inspektion einer Druckprüfung unterzogen werden. Bisher gab es jedoch noch keinerlei Probleme bezogen auf sicherheitsrelevante Bauteile oder einen ungewollten Austritt von Wasserstoff.

Die gekühlte Leistungselektronik ist seitlich unter dem Fahrzeugrahmen untergebracht. Bild: Georg Blenk

Q-Light FCEV von Quantron: Die Brennstoffzelle von Elring Klinger liefert eine Leistung von 15 kW. Bild: Georg Blenk

Ein zusätzlicher Kühler an der Seite des Q-Light FCEV sorgt für die Temperierung der Leistungselektronik und der E-Maschine. Rechts ist die Ladedose zu erkennen. Bild: Georg Blenk

Die Brennstoffzelle selbst ist laut Bernstein wartungsarm. Man sollte jedoch auf die service-relevanten Komponenten im Gesamtsystem achten. Zusätzlich spielt die Wasserstoffqualität sowie die Degradation (Membranverschleiß) eine Rolle. Dabei ist nochmal zu unterscheiden, ob es sich um eine reversible beziehungsweise eine irreversible Degradation, beziehungsweise Beschädigung der Membran handelt. „Alles in allem ist das System auf Langlebigkeit ausgelegt und erreicht eine Lebensdauer von über 20.000 Stunden beziehungsweise eine Nutzungsdauer von 10 Jahren“, so Bernstein.

Im Übrigen: Quantron ist Partner des AllTruck-Servicenetzwerkes. Den Kunden stehen somit europaweit rund 700 Servicestationen zur Verfügung.

Individualisierung, Varianten

Durch eine breite Auswahl an Aufbauten ist der Q-Light FCEV laut Quantron flexibel einsetzbar, etwa in der Logistikbranche oder als Lieferfahrzeug – durch den leisen Antrieb auch nachts. Je nach Bedarf kann das Fahrzeug mit bis zu vier Wasserstoff-Tanks ausgestattet werden. Damit erreiche man die genannte Reichweite von bis zu 500 km. „Auch die Leistung der Brennstoffzelle wird zukünftig skalierbar sein, sodass das Fahrzeug in verschiedenen Ausführungen, wie zum Beispiel auch als 7,2-t-Variante, angeboten werden kann“, ergänzt Bernstein.

Den Beitrag finden Sie auch in der Print-Ausgabe 4/21 der Krafthand-Truck.

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Georg Blenk, 08247 / 3007-45 | georg.blenk@krafthand-medien.de