Mercedes-Benz eCitaro fuel cell: H2-Mode: Neuer Betriebsmodus für reinen Wasserstoff-Betrieb

• eCitaro fuel cell: große Reichweite, hoher Rekuperationsnutzen, hohe Antriebsleistung
• Lösung für Wasserstoff als bevorzugte Energiequelle
• Neu im eCitaro fuel cell: drei Betriebsstrategien möglich
• Daimler Buses Systemberater unterstützen bei der Auswahl der Betriebsstrategie
• Digitales Fahrzeug-Monitoring bereits integriert
• Daimler Buses Solutions: eMobilitäts-Ökosysteme schlüsselfertig aus einer Hand

Daimler Buses erweitert die Einsatzmöglichkeiten des Mercedes-Benz eCitaro fuel cell. Künftig lässt sich der mit Brennstoffzelle als Range Extender ausgestattete Elektrobus in bestimmten Einsatzszenarien mit einer neuen, zusätzlichen Betriebsstrategie ausschließlich mit Wasserstoff als Energiequelle betreiben.

Bei der Umstellung auf Elektromobilität bevorzugt heute die Mehrzahl der Verkehrsbetriebe Busse mit batterieelektrischem Antrieb wie den eCitaro oder eCitaro G, weil in der Regel Netzstrom besser verfügbar und deutlich preisgünstiger erhältlich ist als Wasserstoff für Brennstoffzellenantriebe. Wenn jedoch sehr hohe tägliche Reichweiten gefragt sind und keine Zwischenladung möglich oder gewünscht ist, können Fahrzeugantriebe mit Brennstoffzelle eine Lösung sein. Denn die Brennstoffzelle erzeugt mithilfe von Wasserstoff und Sauerstoff aus der Luft während der Fahrt Strom für die Hochvolt-Batterien.

eCitaro fuel cell: große Reichweite, hoher Rekuperationsnutzen, hohe Antriebsleistung

Der Mercedes-Benz eCitaro fuel cell ist mit der aktuellen Batteriegeneration NMC3 für besonders große Reichweiten von bis zu 500 Kilometer^[1] im Gelenkfahrzeug bzw. bis zu 600 Kilometer im Solofahrzeug ausgelegt. Er ist mit einer 60-kW-Brennstoffzelle auf dem Dach ausgestattet, die jedoch nicht als Hauptenergiequelle, sondern als sogenannter Range Extender zur Verlängerung der Reichweite dient. Hauptenergiequelle im eCitaro fuel cell ist die Batterie mit mindestens 295 kWh Kapazität. Die Ladung erfolgt per Stecker im Depot.

Im Unterschied zu einem reinen Wasserstofffahrzeug mit kleiner Pufferbatterie ist der eCitaro fuel cell deutlich besser in der Lage, die beim Bremsen über die Rekuperation zurückgewonnene Energie vollständig und nutzbringend in den großen Batterien zu speichern. Gerade im Stadtverkehr mit seinen häufigen Verzögerungsvorgängen, ganz besonders aber bei anspruchsvoller Topografie, trägt dies zur Gesamtwirtschaftlichkeit des eCitaro fuel cell bei. Nicht zuletzt ermöglicht die große Batteriekapazität zudem den Abruf hoher Antriebsleistungen über längere Strecken – etwa an Steigungen – ohne dass die Brennstoffzelle im oberen, ineffizienten Leistungsbereich arbeiten muss.

Lösung für Wasserstoff als bevorzugte Energiequelle

Einzelne Verkehrsbetriebe bevorzugen jedoch den Einsatz von grünem Wasserstoff statt Netzstrom als Energiequelle für ihren Zero-Emission-Vehicle-Fuhrpark, beispielsweise weil sie über eine sehr günstige H2-Quelle verfügen oder weil sie im 24-Stunden-Betrieb auf lange Ladezeiten verzichten und stattdessen die Vorteile sehr kurzer Tankzeiten, wie sie mit Wasserstoff möglich sind, nutzen wollen.

Auch für diese Kunden bietet Daimler Buses mit dem Mercedes-Benz eCitaro fuel cell nun eine Lösung an: die neue Betriebsstrategie „H2-Mode“. Diese ist das Ergebnis einer konsequenten Weiterentwicklung gemeinsam mit Kunden. Im neuen Betriebsmodus speist die Brennstoffzelle, intelligent gesteuert, immer so viel Energie in den Antrieb und die Batterien ein, dass der Ladestand SOC (State of Charge) der Batterien nie unter ein definiertes Niveau sinkt. Ein Nachladen mit Netzstrom an der Ladesäule kann entfallen.

Neu im eCitaro fuel cell: drei Betriebsstrategien möglich

Damit verfügt der eCitaro fuel cell nunmehr über insgesamt drei Betriebsstrategien:
– Maximum Range Mode
– Balanced Mode
– H2-Mode

In der Betriebsstrategie „Maximum Range Mode“ werden sowohl Batterieladung als auch Wasserstoff-Bevorratung maximal ausgeschöpft, die Brennstoffzelle arbeitet dabei stets im effizientesten Betriebsbereich. In diesem Modus lassen sich mit der aktuellen Batteriegeneration NMC3 im Solofahrzeug Reichweiten von bis zu 600 Kilometer5 erzielen. Mit der in 2026 lieferbaren Generation NMC4 beträgt die Reichweite dann bis zu 700 Kilometer. Der Gelenkzug erreicht, ausgestattet mit NMC4-Batterien, dann bis zu 600 Kilometer.

In der Betriebsstrategie „Balanced Mode“ liefert die Batterie den überwiegenden Teil der Energie für Antrieb und Nebenverbraucher, die Brennstoffzelle schießt nur so viel Energie zu, wie zum Erreichen der zuvor eingestellten Reichweite notwendig ist. Auch hier arbeitet die Brennstoffzelle stets im effizientesten Betriebsbereich, was bei einem Solofahrzeug mit NMC4-Batterie Reichweiten von bis zu 700 Kilometer5 ermöglicht.

Auch in der Betriebsstrategie „H2-Mode“ sind die Batterie und die Brennstoffzelle die Energiequelle für den Antrieb. Eine externe Ladung der Batterie während der Standphasen ist nicht mehr erforderlich. Sie wird jedoch nicht im Stand am Netz, sondern während der Fahrt von der Brennstoffzelle geladen. Die Brennstoffzelle wird dabei teilweise stärker gefordert als bei den anderen Betriebsstrategien, arbeitet jedoch auch hier immer im effizienten Betriebsbereich zwischen 20 und maximal 40 kW. Bei einem Wasserstoffverbrauch von 6,3kg (Solo)/9,7kg (Gelenkzug) pro 100 Kilometer5 lassen sich mit einer Tankfüllung Reichweiten von bis zu 480 bzw. 360 Kilometer5 erzielen.

Nach ausführlichen Langzeit-Praxistests im Kundeneinsatz, bei denen der eCitaro fuel cell die Funktions- und Betriebssicherheit der neuen Betriebsstrategie „H2-Mode-“ unter Beweis gestellt hat, bietet Daimler Buses den neuen Betriebsmodus ab sofort für alle neuen eCitaro fuel cell an. Voraussetzung ist jedoch eine vorherige Kundenberatung sowie eine Bewertung der jeweiligen Umläufe durch die Experten von Daimler Buses. Das ausgestellte Exponat ist ein Kundenfahrzeug der Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB), auf deren Anregung hin und sicherlich auch im Sinne anderer Busbetreiber die Weiterentwicklung erfolgte.

Daimler Buses Systemberater unterstützen bei der Auswahl der Betriebsstrategie

Da die Auswahl des Betriebsmodus entscheidende Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Fahrzeugs hat, unterstützen erfahrene Systemberater von Daimler Buses die Kunden bei der Entscheidung, welche der drei Betriebsstrategien für ihren Einsatz die sinnvollste ist. Das Einstellen der Betriebsstrategie erfolgt ausschließlich über die Systemsoftware. Ein Umstellen des Betriebsmodus im Fahrzeug, etwa über das Menü im Fahrerdisplay, ist nicht möglich.

Digitales Fahrzeug-Monitoring bereits integriert

Ob Betrieb mit Netzstrom oder mit Wasserstoff: Die Überwachung des Energieverbrauchs, des Batterieladestands und des Wasserstoffvorrats sowie des Fahrzeugzustandes kann die Betreiber dabei unterstützen, die maximale Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Busse sicherzustellen. Deshalb erhält der Mercedes-Benz eCitaro fuel cell bereits ab Werk alle dafür notwendigen Komponenten und erlaubt damit die einfache Integration des Fahrzeugs in das Omniplus On Portal zur Echtzeit-Überwachung der Fahrzeugfunktionen. So lassen sich unter Omniplus On monitor Füll- und Ladestände von Wasserstoff und Batterien sowie die sich daraus ergebende restliche Reichweite jederzeit ablesen. Bei Fehlfunktionen oder Unterschreiten von Mindestlade- oder Füllstandswerten erhält der Fahrdienstleiter oder Fuhrparkmanager eine entsprechende Warnung – bei Bedarf nicht nur auf dem Monitor in der Zentrale, sondern auch per SMS auf das Mobiltelefon.

Darüber hinaus lassen sich in On monitor Trends und Optimierungspotentiale beim Energieverbrauch detailliert anzeigen. Neben Diagrammen von Verbrauchswerten je Fahrzeug und Route unterscheidet On monitor auch, ob die Energie für den Antrieb oder die Fahrzeugklimatisierung verwendet wurde. So lassen sich die einzelnen Fahrzeuge gut miteinander vergleichen und bei Bedarf geeignete Maßnahmen zur Reduktion des Energieverbrauchs ableiten. Für Busunternehmen mit gemischtem Fuhrpark, die das Omniplus On Portal nicht nutzen, bietet Omniplus einzeln buchbare Omniplus On Data Packages an, welche die Integration von Fahrzeugdaten aus Bussen der Marken Mercedes-Benz und Setra in bereits vorhandene Flottenmanagement- und Leitsysteme von Drittanbietern ermöglichen – einfach und ohne Nachrüstung einer zusätzlichen Hardware.

Daimler Buses Solutions: eMobilitäts-Ökosysteme schlüsselfertig aus einer Hand

Die Daimler Buses Solutions GmbH hat sich konsequent auf die Konzeption und den Aufbau von Elektromobilitäts- und Wasserstoff-Infrastruktur spezialisiert. Daimler Buses liefert in Zusammenarbeit mit den Experten der Daimler Buses Solutions GmbH auf Wunsch das gesamte eMobilitäts-Ökosystem schlüsselfertig aus einer Hand. Die Bandbreite erstreckt sich vom individuell konfigurierten Elektrobus über softwaregestützte Machbarkeitsstudien bis zur kompletten Elektromobilitäts- und Wasserstoff-Infrastruktur für den Betriebshof – einschließlich der erforderlichen Baumaßnahmen, Elektroinstallationen, Ladegeräte, Batteriespeicher, Lademanagementsysteme und weiterer digitaler Dienste. Zudem umfasst das Portfolio Serviceleistungen rund um die notwendige Infrastruktur für den Betrieb von Bussen mit wasserstoffbasierten Brennstoffzellenantrieben oder Range Extendern. Das Unternehmen ist für Kunden europaweit im Einsatz und liefert gemeinsam mit Partnern die komplette Infrastruktur für Elektromobilität aus einer Hand.