Seinen neuen Elektrobus E-Citaro fuel cell, der auf eine Brennstoffzelle zur Erhöhung der Reichweite setzt, hat Bushersteller Mercedes-Benz erstmals im Juni auf dem UITP-Kongress in Barcelona präsentiert. Vor dem Serienstart hat der E-Bus zahlreiche Funktions- und Sicherheitstests absolviert, unter anderem eine winterliche Alpenüberquerung.
Dazu hatte sich ein Team von Test-Ingenieuren Anfang 2023 mit dem E-Citaro fuel cell von Neu-Ulm nach Südtirol aufgemacht, um das Kaltstartverhalten des E-Busses bei winterlichen Temperaturen zu testen und das neu entwickelte Thermomanagement zu erproben. Zugleich sollten die Fahrten auf Höhen jenseits von 1700 Metern Erkenntnisse über die Funktion des Brennstoffzellensystem in extremen Höhen liefern.
Darüber hinaus musste das neue Antriebssystem bei anspruchsvollen Passfahrten mit Steigungen und Gefällen von bis zu 15 Prozent seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen. Und nicht zuletzt sei auch der Energieverbrauch bei diesen herausfordernden Bedingungen von großem Interesse gewesen.
Rekuperationsleistung auf 285 kW begrenzt
Die mehrtägige Testfahrt begann mit einer Alpenüberquerung von Neu-Ulm über Füssen, den Fernpass, den Reschenpass bis nach Bozen. Die Kombination aus Batterie und Wasserstoff sollte die 360 Kilometer lange Strecke bewältigen können, so der Bushersteller, doch habe sich schwer abzuschätzen lassen, wie sich der Energieverbrauch auf den langen und steilen Pässen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt entwickeln würde.
Doch auf dem Weg über den Fernpass wurde schnell klar, dass der E-Bus die anspruchsvolle Strecke besser meistern würde als erwartet. „Trotz der Steigung arbeitet die Brennstoffzelle im effizientesten Leistungsbereich von 20 bis 30 kW“, erklärte Rainer Bickel, einer der Test-Ingenieure. „Zudem nutzt das neue Thermomanagement die Abwärme der Brennstoffzelle gewinnbringend für die Temperierung des Innenraums. Die Elektroheizung kommt daher kaum zum Einsatz und der Energieverbrauch aller Nebenaggregate, wie Heizung, Lenkung und Kompressor zusammen bleibt daher auf sehr niedrigem Niveau.“
Bergab zeigte sich, dass sich bei den Bremsvorgängen die Rekuperation auf bis zu 285 kW erhöhte. Die insgesamt vier Motoren der beiden Antriebsachsen arbeiten jetzt als Generatoren und laden die Batterien mit bis zu 285 kW auf – fast doppelt so viel wie eine Schnellladesäule. „Mehr geht nicht“, sagte Rainer Bickel. „Um die Batterien nicht zu sehr zu strapazieren, haben wir die Rekuperationsleistung auf 285 kW begrenzt.“
Die positive Energiebilanz setzte sich bis zum Ziel der Alpenüberquerung in Bozen fort: Nach 368 Kilometern und einer Zwischenladung von rund 55 kWh zeigt die Batterieladeanzeige noch immer 56 Prozent SoC (State of Charge). Und auch die Wasserstofftanks waren mit 42 Prozent noch gut gefüllt.
"Die Brennstoffzelle arbeitet selbst auf langen und steilen Steigungen überwiegend im effizientesten Bereich zwischen 20 und 30 kW."
Shahrukh Javed, Projektleiter für den E-Citaro fuel cell
Alpenfahrt mit Bravour bestanden
Die Wintererprobung sei nur einer von mehreren Tests gewesen, die der E-Citaro fuel cell durchlaufen muss, bevor er ab Sommer in Serie geht, erklärte Shahrukh Javed, Projektleiter für den E-Citaro fuel cell. „Die vielen verschiedenen Messergebnisse und Erkenntnisse, die wir aufgrund der großen Höhen, der steilen Strecken und der niedrigen Temperaturen auf dieser Fahrt gewinnen können, sind durch nichts zu ersetzen“, verwies Javed auf die große Bedeutung der Praxistests.
Für die Alpenüberquerung und die Testfahrten auf alpinen Pässen zog der Projektleiter eine positive Bilanz: „Der E-Citaro fuel cell hat die Herausforderungen dieser Alpenfahrt mit Bravour bestanden. Dank des neuen Energiemanagement arbeitete die Brennstoffzelle selbst auf langen und steilen Steigungen überwiegend im effizientesten Bereich zwischen 20 und 30 kW. Das neue Thermomanagement erwies sich als wichtiger Baustein für die Energieeffizienz, weil es die Abwärme der Brennstoffzelle optimal für die Temperierung des Fahrgastraums einsetzte.“
Javeds abschließendes Fazit lautete daher: „Der E-Citaro fuel cell hat auf dieser anspruchsvollen Testfahrt unsere Erwartungen an die Reichweite wie auch an die Effizienz des Antriebs und des Brennstoffzellensystems übertroffen.“