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ZF und Freudenberg wollen ein hochintegriertes, hybrides Brennstoffzellen-Batterie-Antriebssystem entwickeln

Wasserstoff statt Diesel
ZF und Freudenberg kooperieren im Bereich Nutzfahrzeuge

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ZF Friedrichshafen und Freudenberg wollen eine einfach integrierbare Komplettlösung für Brennstoffzellen- und E-Antriebe im Lkw, Stadt- und Reisebus wie auch für Off-Highway-Anwendungen entwickeln. Bild: ZF/Freudenberg

Der Technologiekonzern Freudenberg und die ZF Friedrichshafen AG haben bereits 2021 das Forschungsprojekt „HyFleet“ zur Entwicklung eines Brennstoffzellenantriebs für neue Fernbusplattformen gestartet. Jetzt legen beide Unternehmen nach und bündeln ihre Kompetenzen auch langfristig. Ziel ist es, ein hochintegriertes, hybrides Brennstoffzellen-Batterie-Antriebssystem und die funktionskritischen Balance-of-Plant (BoP)-Komponenten speziell für schwere Nutzfahrzeuge zu entwickeln.

Die heute im Markt befindlichen Brennstoffzellensysteme wurden ursprünglich für PKW und die entsprechenden Lastprofile entwickelt. Für Heavy-Duty-Anwendungen müssen jedoch alle Aspekte des Systems auf hohe Lebensdauer und höchstmögliche Systemeffizienz ausgelegt werden.

Während PKW im Rahmen des Fahrzeuglebens zirka 8.000 Betriebsstunden unterwegs sind, laufen LKW mindestens 35.000 Stunden. Zudem ist eine möglichst hohe Gesamteffizienz des Systems besonders wichtig.

Daher haben ZF Friedrichshafen und Freudenberg e-Power Systems die gemeinsame Entwicklung von nachhaltigen E-Antriebstechnologien speziell für schwere Nutzfahrzeuge vereinbart. Die sogenannten „Powerpacks“, bestehend aus Brennstoffzelle und Antriebssystem, bieten eine Komplettlösung für die Elektrifizierung des Nutzfahrzeugsektors.

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Derzeit läuft die Pilotphase des gemeinsamen Projekts, in der verschiedene Lkw- und Bus-Prototypen entwickelt werden. Ein Teil dessen ist auch die bereits verkündete „HyFleet“-Zusammenarbeit zwischen ZF, Freudenberg und Flixbus. 
Bild: ZF/Freudenberg

Das soll sich zunächst auf Truck- & Bus-Anwendungen konzentrieren, sich später jedoch auch auf Schienen-, Sonderfahrzeugsysteme wie beispielsweise Bau- und Landwirtschaftsfahrzeuge sowie Marineanwendungen übertragen lassen.

Die Brennstoffzellen-Experten von Freudenberg wollen eine Gesamteffizienz bei Nominallast und unter Berücksichtigung des Energiebedarfs der BoP von branchenführenden 50 Prozent erzielen. Schließlich sorgt eine hohe Effizienz des gesamten Antriebsstrangs für weniger Kraftstoffverbrauch, was wiederum die Total Cost of Ownership, also die Gesamtbetriebskosten, reduziert.

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Auf hohe Lebensdauer und höchstmögliche Systemeffizienz ausgelegt: Brennstoffzellen von Freudenberg sind von Anfang an für Schwerlastanwendungen konzipiert.
Bild: Freudenberg/ZF

Freudenberg bringt skalierbare E-Power-Kits mit einer großen Bandbreite an Ausgangsleistungen in die Partnerschaft ein. Das Unternehmen besitzt bei Batterie- und Brennstoffzellen-Systemen eine in der Industrie einzigartige Wertschöpfungstiefe:

  • Die Herstellung von Gasdiffusionslagen, permeationsoptimierten Dichtungsmaterialien und Katalysatoren im eigenen Hause bildet die Grundlage für eine vollintegrierte Membrane-Electrode-Assembly (MEA) und den Ausgangspunkt für die kommerzielle und technische Wettbewerbsfähigkeit der LKW-Brennstoffzelle.
ZF Friedrichshafen Cetrax 2
ZF CeTrax 2: eMobility der nächsten Generation für Nutzfahrzeuge
Bild: ZF Friedrichshafen AG

ZF stellt einen kompletten elektrischen Antriebsstrang mit bis zu 360 kW Dauerleistung und einem Spitzendrehmoment von 24.700 Nm. Technische Basis ist dabei CeTrax 2, der kürzlich vorgestellte elektrischen Zentralantrieb für schwere Nutzfahrzeuge.

Die kompakte One-Box-Lösung ermöglicht es Kunden, innerhalb einer Fahrzeugplattform sowohl konventionell wie elektrisch angetriebene Modelle auf den Markt zu bringen und bestehende Plattformen einfach und rasch zu elektrifizieren.

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Wilhelm Rehm, Vorstandsmitglied bei ZF für Commercial Vehicle Solutions, Industrietechnik und Materialwirtschaft
Bild: ZF

„Indem wir die Entwicklungs- und Projektkosten der Hersteller reduzieren, werden unsere Powerpacks dazu beitragen, auch die Total Cost of Ownership zu senken.“
– Wilhelm Rehm, ZF

„Die Dekarbonisierung ist ein wichtiges Ziel der Transportindustrie, und die Brennstoffzellentechnologie wird in diesem Zusammenhang eine maßgebliche Rolle spielen“, sagt Wilhelm Rehm, Vorstandsmitglied bei ZF für Commercial Vehicle Solutions, Industrietechnik und Materialwirtschaft.

Gemeinsam mit Freudenberg könne man eine ‚One-Stop-Shop‘-Lösung anbieten, die es den Herstellern ermöglicht, E-Mobilitätslösungen schnell auf den Markt zu bringen und den Wandel der Branche hin zu einer nachhaltigeren Zukunft zu unterstützen.

Rehm weiter: „Die Kooperation von ZF und Freudenberg wird hochintegrierte Brennstoffzellen-E-Antriebslösungen für die Nutzfahrzeugindustrie entwickeln. Indem wir die Entwicklungs- und Projektkosten der Hersteller reduzieren, werden unsere Powerpacks dazu beitragen, auch die Total Cost of Ownership zu senken.“

„Wir haben das komplette Technologieverständnis bei den funktionskritischen Komponenten im eigenen Unternehmen, angefangen vom Rohstoff bis hin zum fertigen System.“
– Dr. Max Kley, Freudenberg e-Power Systems

„Unser Ziel ist es, das Brennstoffzellen-Batterie-Antriebssystem für eine lange Lebensdauer und reale Schwerlastprofile auszulegen. Dadurch profitieren unsere Kunden nicht nur von einer nachhaltigen, emissionsfreien Lösung im Schwerlastverkehr, sondern es rechnet sich auch wirtschaftlich für sie über die Laufzeit der Systeme“, fasst Dr. Max Kley, CEO von Freudenberg e-Power Systems, zusammen.

„Wir haben das komplette Technologieverständnis bei den funktionskritischen Komponenten im eigenen Unternehmen, angefangen vom Rohstoff bis hin zum fertigen System“, so Kley.

„Die Kombination unserer umfassenden Brennstoffzellenexpertise mit über 25 Jahren Erfahrung in der Großindustrialisierung der wesentlichen Komponenten erlaubt es uns, die Entwicklung einer ganzen Branche hin zur emissionsfreien Mobilität maßgeblich mitzugestalten.“ (eve)



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