Glossar: Begriffe und Komponenten aus der Welt der Elektromobilität kurz erklärt

Batteriezellen

Die Zellen von Lithium-Ionen-Batterien können unterschiedliche Formen haben, Rundzellen, Pouch-Zellen und prismatische Zellen. Mercedes-Benz hat sich für Batterien mit prismatischen Zellen entschieden. Sie haben etwa Form und Größe eines Taschenbuchs, verfügen jeweils über ein eigenes Gehäuse, sind stabil und leicht zu verarbeiten.

Elektromotor

Während ein Verbrennungsmotor flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff durch Verbrennen in mechanische Leistung umwandelt (üblicherweise in eine Hub­bewegung), wandelt ein Elektromotor elektrische Energie in eine mechanische Leistung um. Stromdurchflossene Spulen erzeugen Magnetfelder, deren gegenseitige Anziehungs- und Abstoßungskräfte in rotierende Bewegung umgesetzt werden. Mercedes-Benz verwendet im Citaro wassergekühlte Asynchronmotoren. Sie sind robust und drehzahlfest, haben einen hohen Wirkungsgrad und kommen ohne Bürsten aus, die während des Betriebs verschleißen.

Emissionsfreies Fahren

Vollelektrisch angetriebene Fahrzeuge sind lokal emissionsfrei, sie emittieren vor Ort keine Abgase. Emissionen entstehen allerdings je nach Erzeugung des Stroms, zum Beispiel bei Kohle- und Gaskraftwerken. Auch ein vollelektrisch angetriebener Stadtbus ist deshalb nicht völlig emissionsfrei, sondern lokal emissionsfrei.

Entladetiefe

Sie bezeichnet das Verhältnis der entnommenen Menge zur Gesamtkapazität einer Batterie. Eine sehr große Entladetiefe (auch DoD = Depth of Discharge) erhöht die Reichweite, wirkt sich jedoch negativ auf die Lebensdauer aus. Im Citaro kann daher die Entladetiefe für definierte Anwendungsprofile gewählt werden.

Hochvolttechnik

Ab einer Gleichstromspannung von mehr als 60 Volt spricht man von Hochvolt. Hochvoltkomponenten sind speziell gekennzeichnet, und Hochvolt-Leitungen sind durch eine orangene Ummantelung erkennbar. In vollelek­trisch angetriebenen Nutzfahrzeugen sind Spannungen von 600 Volt und mehr üblich. Je nach Tätigkeit sind deshalb für Servicetechniker Einweisungen und Schulungen unterschiedlichen Umfangs vorgeschrieben.

Ladestandard nach ISO 15118

Er sichert die Kommunikation zwischen der Ladestation und dem bordeigenen Ladesteuergerät. Damit bildet er die Basis für eine aktive und intelligente Ladesteuerung – wichtig zur Vermeidung zu großer und teurer Lastspitzen bei einem Fuhrpark – und für Abrechnungssysteme.

Ladestecker

Die europäische Industrie favorisiert den Combo-2-Stecker als Standard. Er ist kommunikationsfähig für hohe Ladeleistungen und Schnellladen (CCS = Combined Charging System) geeignet. Er ermöglicht Ladeleistungen bis zu 150 kW und Stromstärken bis zu 200 A.

Ladungsausgleich

Durch Ladungsausgleich – auch Battery Balancing genannt – werden die Zellen einer Batterie auf einem gleichen Spannungslevel gehalten. Das ist die Basis für einen effizienten Betrieb und eine lange Lebensdauer der Batterie.

Leistungselektronik

Sie enthält in einem Gehäuse mehrere Komponenten. Der Inverter oder Wechselrichter, auch AC/DC-Wandler genannt, wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um. Er ist notwendig, weil die Batterien das HV-Bordnetz mit Gleichstrom versorgen, Elektromotoren jedoch mit Wechselstrom betrieben werden. Der Konverter oder Spannungswandler, auch DC/DC-Wandler genannt, wandelt eine eingehende Gleichspannung in eine höhere oder niedrigere Gleichspannung um.

Lithium-Ionen-Batterie

Eine Lithium-Ionen-Batterie ist ein wiederaufladbarer Energiespeicher, der elektrische Energie in chemische Energie umwandelt und diese speichert, um sie bei Bedarf wieder als elektrische Energie abzugeben. Bei der Ladung der Batterie bewegen sich die Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode, bei der Entladung von der Anode zur Kathode. Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch eine hohe Energiedichte aus und sind deshalb Stand der Technik für vollelektrisch angetriebene Fahrzeuge.

Stromabnehmer

Der Stromabnehmer oder Pantograf überträgt elektrische Energie von einer Ladestation zu einem Fahrzeug. Bei batterieelektrischen Stadtbussen dient er zur stationären Versorgung vor allem bei Zwischenladungen (Opportunity Charging), seltener bei Depotladung. Möglich ist eine fahrzeugfeste Montage auf dem Dach des Busses oder eine stationsfeste Montage an Ladestationen. In beiden Fällen wird der Stromabnehmer zu Beginn der Aufladung ausgefahren und verbindet dann Fahrzeug und Ladestation.

Peakleistung

Die Peakleistung eines Elektromotors ist vergleichbar mit der Angabe der Nennleistung eines Verbrennungsmotors. Sie bezeichnet die kurzfristig mögliche Maximalleistung. Ein weiterer Wert ist die Dauerleistung, welcher der maximal auf Dauer abrufbaren Leistung entspricht.

Powermeter

Ein Anzeigeinstrument in der Instrumententafel anstelle des bei Verbrennungsmotoren üblichen Drehzahlmessers. Der Powermeter zeigt die aktuell abgerufene Leistung der Fahrantriebe. Beim Bremsen oder im Schubbetrieb zeigt er die Leistung der Rekuperation bzw. Bremsenergie-Rückgewinnung.

Radnabennaher Motor

Im Unterschied zum Verbrennungsmotor kann ein Elektromotor weitgehend frei im Fahrzeug platziert werden. Bei Stadtbussen gibt es unterschiedliche Anordnungen. Mercedes-Benz hat sich für eine kompakte Bauweise entschieden - die bewährte Antriebsachse ZF AVE 130 mit radnabennahen Motoren, die bereits in anderen Citaro-Varianten zum Einsatz kam. In dieser Elektroportalachse sitzt an jedem Rad ein wassergekühlter Asynchronmotor. Die Motoren leisten jeweils 125 kW, insgesamt also 250 kW. Das Drehmoment beträgt daher aus dem Stand 2 x 485 Newtonmeter, wegen des Übersetzungs­verhältnisses liegt an den Rädern sogar ein Drehmoment von ca. 2 x 11 000 Newtonmeter an. Den freiwerdenden Bauraum von Verbrennungsmotor und Getriebe links im Heck nutzt Mercedes-Benz zur Unterbringung von Batteriemodulen.

Rekuperation

Rekuperation ist auch als Bremsenergie-Rückgewinnung oder regeneratives Bremsen bekannt. Dabei wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Die radnabennahen Elektromotoren arbeiten in diesem Fall als Generatoren. Dies führt zu einem Bremsmoment. Die entstehende elektrische Energie wird in den Batterien gespeichert und steht dann für den Fahrzeug­antrieb wieder zur Verfügung.

SORT

Reproduzierbarer Straßentestzyklus zur Ermittlung vergleichbarer Kraftstoff­verbrauchswerte für Stadtbusse. SORT (Standardised On-Road Test Cycles) basiert auf Vereinbarungen zwischen Verbänden, Verkehrsbetrieben und führenden europäischen Busherstellern. SORT bildet unterschiedlich anspruchsvolle Stadtverkehre ab (SORT1, SORT2, SORT3). SORT-Werte können beispielsweise bei Ausschreibungen als Kriterium festgelegt werden.

Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe nutzt die physikalischen Effekte des Übergangs von Flüssigkeiten in eine gasförmige Phase und umgekehrt. Bekannt ist das Verfahren von modernen stationären Heizungsanlagen in Immobilien. Bei vollelektrischen Fahrzeugen werden Wärmepumpen als alternative Quelle zum energiesparenden Beheizen bzw. Kühlen des Fahrzeugs verwendet.