ZF versnelt elektrificatie met centraalmotor CeTrax

In de elektrificatie van het busvervoer kiezen steeds meer busfabrikanten voor een elektrische aandrijflijn. ZF ontwikkelt en produceert, naast de portaalas AxTrax AVE met naafmotoren, sinds eind 2020 ook de centraalmotor CeTrax. Eerste ervaringen vanuit Zuid-Korea en Polen stemmen positief.

De CeTrax is met name geschikt voor de zogenaamde low entry-voertuigen, waarbij de achterste passagiers een hogere zitpositie hebben. Eigenlijk worden hierbij alleen de conventionele verbrandingsmotor en transmissie vervangen door de elektrische centraalmotor. Het grote voordeel hiervan is dat de busfabrikant vrijwel niets aan de specificaties van de achterasoverbrenging hoeft te veranderen, waardoor de CeTrax zonder problemen in stadsbussen kan worden toegepast.

Dat komt omdat aan de achterzijde van de CeTrax een planetaire tandwielset zit waarmee direct de juiste overbrenging aan de uitgaande flens beschikbaar is voor het differentieel.

Indien de achterasoverbrenging in het differentieel wél zou moeten worden aangepast, betekent dat een hogere en korte overbrenging en dus een kortere levensduur van de as. Maar dit planetaire tandwielmechanisme dat afkomstig is van de Ecolife, de volautomatische transmissie voor stadsbussen, is al veel beproefd.

Meer vraag naar elektrische aandrijflijn

De CeTrax wordt sinds eind 2020 als compleet systeem geleverd aan een nu nog klein aantal busfabrikanten in zowel Europa als in Azië, waaronder in Polen en Zuid-Korea. Naarmate de elektrificatie in het busvervoer doorzet, zal ook het aantal fabrikanten dat een elektrische aandrijflijn nodig heeft nog meer toenemen. ZF levert daarvoor het gehele systeem, wat betekent dat naast de CeTrax ook een omvormer en een elektronische controlunit worden geleverd. Dit biedt de nodige voordelen voor de busfabrikant: alle onderdelen zijn afkomstig van dezelfde toeleverancier en daardoor is er ook één aanspreekpunt voor de finale afstemming in het voertuig.

De CeTrax is geschikt voor een standaard stadsbus met twee assen, maar ook is deze centraalmotor geschikt om een drieassige bus met een lengte van 15 meter aan te drijven. Het vermogen is 300 kW met een maximale koppel van 4500 Nm (newtonmeter). Het gewicht van het gehele systeem is 300 kg. Net zoals de portaalas met naafmotoren kan de centraalmotor een totaalgewicht van 29 ton aandrijven. Een gelede 18-meterbus met één CeTrax behoort daardoor dus ook tot de mogelijkheden.

De definitieve keuzes welke configuraties worden gebruikt, maakt de busfabrikant in overleg met ZF. Het spreekt voor zich dat de CeTrax geschikt is voor verschillende aandrijfconcepten, zoals accu’s, brandstofcellen met waterstof en de bovenleiding van een trolley.

Waarom twee e-aandrijfsystemen van één leverancier?

De keuze voor ZF om zowel de elektrische portaalas (AxTrax AVE) als ook de centraalmotor (CeTrax) in het productgamma te hebben, heeft ermee te maken dat een busfabrikant zelf kan blijven kiezen hoe hij de bus aan wil drijven en welke asconfiguraties (low entry of low floor) daarmee verbonden zijn.

Praktijkervaringen

Na de productiestart aan het einde van 2020 zijn de eerste honderd CeTrax’s aan een Aziatische busfabrikant geleverd, die deze in combinatie met een brandstofcel heeft ingezet. De fabrikant heeft in de planning om in 2021 zeshonderd systemen te bestellen, waarvan het merendeel accutechnologie als energiebron heeft en de rest een brandstofcel. De Koreaanse busfabrikant laat weten dat de eerste ervaringen erg positief zijn en de voertuigen boven verwachting presteren.

Ook een Poolse busfabrikant is te spreken over de centraalmotor van ZF. De fabrikant gebruikt de CeTrax in haar low entry-stadsbussen van 15 meter. In februari van dit jaar liet de busfabrikant de nieuwe bussen met elektrische aandrijflijn testen door vijf ervaren buschauffeurs. Er werd onder meer getest op energiegebruik, geluidsniveau, accelereren en remmen. En in maart ging de bus voor het eerst met passagiers de weg op, in Noorwegen, waardoor ook zij in aanraking kwamen met deze elektrische aandrijflijn. Ook die ervaringen zijn allemaal erg goed, meldt de Poolse busfabrikant.

Energiemanagementsystemen

Als aanvulling op de levering van de twee types elektrische aandrijflijnen, levert ZF ook nog een energiemanagementsysteem (EMS). Het energiemanagementsysteem regelt de volledige energiestroom in de geëlektrificeerde bussen. Omdat dit door software wordt aangestuurd is er verder geen extra controlunit nodig.

Met een centrale rol in de elektrische of geëlektrificeerde aandrijflijn, kan het ZF-EMS alle hulpapparatuur besturen, zoals luchtcompressoren en stuurpompen. Ook beheert en coördineert het  thermisch en de energiebehoefte van de aandrijflijn.

Deze geïntegreerde aanpak kan helpen om de energiehuishouding van elektrisch aangedreven bussen efficiënter te maken: het energieverbruik per kilometer kan worden verminderd, wat resulteert in een overeenkomstige toename van bereik en een mogelijk positieve invloed op de levensduur van de accu’s. Daarnaast heeft dit positieve invloed op het onderhoud, de diagnose en uiteindelijk lagere batterijkosten.

Dit artikel is eerder gepubliceerd in OV-Magazine 2/2021. Wilt u OV-Magazine voortaan in print of digitaal ontvangen? Neem dan een abonnement.