Mercedes-Benz eActros 300. Jak się TYM jeździ?

O ciężarówkach elektrycznych napisano już sporo. Czas zerknąć „pod maskę” i trochę nimi pojeździć. Czym różni się Mercedes-Benz eActros od klasycznej ciężarówki? Łatwiej powiedzieć które elementy są wspólne lub podobne. Budując elektryczny ciągnik siodłowy wykorzystano kabinę dzienną M z opuszczaną leżanką, 24-voltową instalację elektryczną, przednią oś, zawieszenie pneumatyczne, część układu hamulcowego, zmodyfikowany tylny most i oczywiście siodło…

A gdzie rama? Otóż z potrzeby upchnięcia trzech pakietów baterii, konieczne było zwiększenie rozstawu osi o 30 cm przy zachowaniu tej samej długości ramy. Dokonano tego… skracając ramę od podwozia trzyosiowego. Przesunięto także ku jej końcowi siodło. W samochodzie nie znajdziemy silnika ani skrzyni biegów. Brak także wału napędowego. W miejscu silnika Diesla zamontowano tzw. frontbox. W specjalnym stelażu znalazło się miejsce na dwa zwykłe akumulatory, przetworniki napięcia (z 400 V na 24 V i z 24 V na 12 V), pompy płynów chłodzących, chłodnice, dwie pompy hydrauliczne do wspomagania kierownicy czy sprężarkę powietrza układu hamulcowego.

Kiedy prądu jest za dużo…Tuż za kabiną zamontowano dwie olbrzymie chłodnice z wentylatorami oraz rurowe rezystory hamowania. Układ ten działa w sytuacji, gdy akumulatory są w pełni naładowane, a samochód hamuje, produkując prąd, z którym nie ma co zrobić. „Zbędny prąd” trafia do rezystorów z radiatorami. Te, zanurzone w cieczy, rozgrzewają się i nagrzewają płyn chłodzący, który trafia do chłodnic. System jest w stanie przyjąć nawet 180 kW mocy ciągłej. Konstruktorzy przewidzieli, że w tak krytycznej sytuacji, temperatura pracy może gwałtownie wzrosnąć do nawet 100° C.

Montaż tak rozbudowanego układu chłodzenia wymusił zastosowanie przedłużonej kabiny dziennej z opuszczaną leżanką o szerokości 60 cm zamiast długiej sypialnej, znanej z ciągników Actros. Co prawda spełniono przepisy o odpoczynku kierowcy, ale o wygodzie należy zapomnieć. Walcząc o kilogramy, zdecydowano się także na kabinę o szerokości 230 cm. To dowód na to, że jak na razie, nie jest to auto na dalekie trasy.

Elektryczne serce

Sercem elektrycznego ciągnika są trzy pakiety akumulatorów litowo-jonowych o pojemności 112 kWh każdy i napięciu podczas pracy od 216 do 452V. W każdym pakiecie jest 216 ogniw. Zaś masa jednego pakietu wynosi aż 740 kg. Jednym słowem, same baterie ważą ponad 2 tony. Wewnątrz pakietów krąży płyn chłodzący, utrzymujący nieustannie temp 25° C. Każdy z pakietów wyposażony jest w system sterowania i magazynowania energii.

Układ napędowy to praktycznie jeden element: tylna oś ZF-a (zmodyfikowana oś HL6) wraz ze zblokowanymi dwoma silnikami elektrycznymi i dwubiegową przekładnią planetarną połączoną z mechanizmem różnicowym. Dwa silniki trójfazowe, synchroniczne, o mocy szczytowej 400 kW i mocy ciągłej 300 kW, z racji swej charakterystyki momentu obrotowego typowej dla silników elektrycznych, zapewniają osiągi porównywalne, jak silnik wysokoprężny (a w przypadku przyśpieszenia dużo lepsze, gdyż moment obrotowy jest stały i dostępny od startu). Moduł napędowy ma własne smarowanie i jest wpięty w układ chłodzenia. Tylny most to element, z którego Mercedes jest dumny. Dzięki nowej osi, możliwa stała się rezygnacja z wału napędowego oraz powstało niczym nieograniczone miejsce na pakiety baterii.

Są biegi i silniki, musi być też ich sterowanie. Podobnie jak w klasycznym ciągniku, kierowca ma do dyspozycji trzy tryby jazdy. Tryb „Economy” obniża prędkość na tempomacie do 85 km/h i ogranicza moc do 85%. Jest to program „zwykły”. Bardziej oszczędny jest program „Range” (Zasięg). Tutaj moc obniżona jest do 70%, a prędkość maksymalna na tempomacie i pedale gazu to 80 km/h. Jest to tryb typowy na trasę i wyraźnie odczuwalny pod pedałem „gazu”. Auto jest zdecydowanie mniej dynamiczne. Dla lubiących moc przewidziany jest tryb „Power”, który wyciska z auta pełną moc bez ograniczeń. Odbywa się to jednak kosztem sporego zużycia prądu. Jest jeszcze jeden sposób sterowania autem i przepływem energii, pomyślany o jeździe miejskiej. Po jego aktywowaniu, pedał gazu służy jako gaz i hamulec. Puszczenie pedału powoduje hamowanie, trzymanie w ok. 1/3 sprawia, że auto się toczy, zaś zdecydowane dodanie gazu rozpędza auto. Jednak nie jest to zbyt intuicyjne i należy się do tego przyzwyczaić.

Dwie instalacje, trzy napięcia

Dla prawidłowej pracy eActrosa niezbędne są dwie, niezależne i całkowicie oddzielone instalacje elektryczne, które pracują pod trzema napięciami. Do zasilania silników trakcyjnych, sprężarki powietrza, kompresora klimatyzacji czy ogrzewania wnętrza, wykorzystywana jest instalacja prądu zmiennego o napięciu maksymalnie 470 V. 24 V, podobnie jak w zwykłym Actrosie, wykorzystywane jest do zasilania np. świateł, układu kierowniczego i hamulcowego, dmuchawy, migaczy, itp. 12 V to napięcie pracy kilku układów bezpieczeństwa i zarządzania energią (inwerter hamowania, bezpiecznik pirotechniczny, sterowanie akumulatorami wysokiego napięcia).

Taki podział służy z jednej strony obniżeniu kosztów produkcji (instalacja ze zwykłego Actrosa) z drugiej zapewnia bezpieczeństwo pracy. Bez napięcia wstępnego 24V, nie jest możliwe „odpalenie” baterii trakcyjnych. Takie napięcie steruje również całym procesem ładowania i zarządzania energią w bateriach. W ten sposób łatwiej ograniczyć miejsca o wysokim napięciu, niebezpiecznym dla samochodu lub człowieka)

Chłodzenie, rekuperacja, ładowanie

Układ chłodzenia w aucie na baterie? I to nie jeden. Nie licząc układu klimatyzacji, eActros zaopatrzony został w aż trzy niezależne układy chłodzenia o różnych temperaturach pracy. Pierwszy z nich o temperaturze pracy ok. 60°C, odpowiada za chłodzenie silników elektrycznych i oleju w tylnym moście, chłodzenie elektroniki (inwerter napędu i przetwornik prądu stałego/zmiennego) oraz sprężarki powietrza. Ogrzewa także kabinę. Drugi układ, odpowiadający za chłodzenie latem i grzanie zimą pakietów baterii ma za zadanie utrzymać wewnątrz baterii trakcyjnych i w układzie ładowania prądu stałego temperaturę ok. 25° C. Ostatni, trzeci układ chłodzenia, umożliwia odprowadzenie ciepła z rezystorów i inwerterów hamowania.

Jazda „elektrykiem” to także (a może przede wszystkim) stała troska o rekuperację, czyli odzyskiwanie energii kinetycznej i przekształcanie jej na prąd. Takie chwilowe doładowywanie potrafi w znacznym stopniu wydłużyć zasięg ciągnika. Pomaga w tym 5-stopniowy zwalniacz, którego siła hamowania jest po prostu zaskakująca. Im mocniej hamujemy – tym więcej prądu wytwarzamy. W praktyce, możliwe jest niemal całkowite zrezygnowania z pedału hamulca. Wystarczy się do tego przyzwyczaić.

„Tankowanie” prądem to temat nieco drażliwy. Producent podaje, że auto można doładować do 80% w około godzinę. Ale musi być do tego ładowarka o mocy 160 A. W ramach testów i u większości dealerów, do dyspozycji pozostają ładowarki o mocy ok. 30 A. Oznacza to, że aby naładować auto do pełna potrzeba 10 godzin.

Jest siła!

Podczas postoju na parkingu, ze strony innych kierowców zawsze pada to samo pytanie: no i jak się TYM jeździ? Zgodnie z filozofią produkcji, elektryczny Actros powinien prowadzić się podobnie jak wersja spalinowa, aby każdy kierowca mógł wsiąść do auta i bez długotrwałego przeszkolenia ruszyć w trasę. Po kilku dniach obcowania z eActrosem można pokusić się o kilka uwag. Jazda solo jest bajeczną zabawą. Dodanie gazu i po szybkiej zmianie biegu na drugi (w okolicach 30 km/h), samochód przyśpiesza jak wyścigowy Melex. Po prostu to czuć. Płynność i dynamika jazdy zachęca do szybkiej jazdy, wręcz zero-jedynkowej. To czysta przyjemność. Za taką frajdę przychodzi jednak gorzki rachunek w postaci zauważalnego i bolesnego ograniczenia zasięgu ciągnika.
Jeśli trzymamy fantazję na wodzy i delikatnie operujemy pedałem gazu oraz przy każdej okazji korzystamy z rekuperatora, wtedy czeka nas nagroda w postaci „wydłużenia” zasięgu.

Przykładowo: ruszając w trasę (solo), z niemal w pełni naładowanymi bateriami, komputer pokazywał zasięg 245 km, a po przejechaniu 170 km, zasięg wynosił 145 km (prędkość przelotowa ok. 85-90 km/h i lekki wiatr od czoła). Gdy jazda była spokojniejsza (80-85 km/h), a lekki wiatr wiał z tyłu, ruszając z w pełni naładowanymi akumulatorami, po przejechaniu 140 km, zasięg zmalał ledwie o 60 km! Wystarczy jechać płynnie, nie za szybko oraz korzystać z rekuperacji energii. Na pierwotną, wyższą prognozę wpływ miał wcześniejszy styl jazdy, bowiem w trasie zużycie prądu było niższe niż w pracy dystrybucyjnej w mieście. Podczas testu, niemal do końca wyczerpaliśmy akumulatory. Zasięg zbliżał się niebezpiecznie do „zera”. Jednak udało się dotrzeć do punktu ładowania. A gdyby się nie udało? Wtedy zostaje laweta lub holowanie po wcześniejszym wykręceniu półosi (przypomnijmy, że wału nie ma). Trwają rozważania czy problem mógłby zostać rozwiązany przez mobilne „power banki”. Ale to niepewna melodia przyszłości.

Jazda z naczepą nie jest może tak imponująco dynamiczna, jednak eActros nadal jest dużo bardziej żwawy niż jego dieslowski odpowiednik. Płynność ruszania i rozpędzania jest nie do pobicia. Auto płynie i jest bardzo ciche. Aby bez problemów korzystać z nowej technologii, kierowca musi wyrobić nowe nawyki i mieć z tyłu głowy, że każde przyhamowanie to okazja do podładowania baterii.

Naczepa: wszystko od Schmitza

Testowy ciągnik miałem okazję prowadzić z naczepą chłodnią Schmitz Cargobull S.KO Cool. Zarówno naczepa, jak i agregat pochodziły od Schmitza. Na tle innych producentów Schmitz stanowi pewien wyjątek, bowiem spora część podzespołów jego pojazdów nosi logo słonia. Po co kupować, jak można samemu wyprodukować i zarobić? Przy produkcji masowej, typowej, ma to sens. Prezentowana chłodnia zbudowana jest jako konstrukcja samonośna kontenera (z paneli FERROPLAST pokrytych od zewnątrz warstwą metalu, który powlekany jest plastikiem, opatentowanych przez Schmitza), z podwoziem modułowym z ramą pośrednią oraz produkowanymi od 20 lat własnymi, 9-tonowymi osiami z hamulcami tarczowymi serii Rotos.

Kilka lat temu Schmitz Cargobull zrobił kolejny krok. Rzucił wyzwanie wielkim producentom z obszaru chłodnictwa, wprowadzając na rynek agregat chłodniczy własnej konstrukcji. Szaleństwo? Nie, raczej chłodna kalkulacja. Dobre podzespoły, dobrze działająca sieć serwisowa i przede wszystkim własne naczepy – to baza do rozwoju. Aby móc konkurować na rynku postawiono na trwałość. Agregat chłodniczy Schmitz to konstrukcja bazująca na podzespołach renomowanych dostawców. Sercem jest czterocylindrowy diesel firmy Perkins, zblokowany z włoskim agregatem prądotwórczym Mecc Alte oraz amerykańską sprężarką śrubową Emmerson. Nad całością czuwa oprogramowanie Schmitza. Agregaty występują w wersji Mono i MultiTemp. Co ciekawe, od początku produkcji uzyskały one dopuszczenia do transportu farmaceutyków, a to w świecie chłodniczego transportu certyfikat najwyższej jakości. Po wyeliminowaniu kilku wad wieku dziecięcego (m.in. osadzenie łożysk wentylatorów), produkt zyskał opinię równie trwałego, jak Thermo King czy Carrier. Schmitz Cargobull poczuł się na tyle pewnie, że w zeszłym roku, zadebiutował na bardzo hermetycznym rynku amerykańskim. Obecnie już 30% naczep opuszczających fabrykę zamontowane ma agregaty Schmitza.

Cichy, prosty, niezawodny

To czym może pochwalić się niemiecki producent to cicha (na tle konkurentów) praca agregatu, prostota jego budowy, a także tylko jeden moduł sterujący pracą urządzenia. W innych rozwiązaniach spotkać można aż do 5 różnych modułów i programów. Po otwarciu pokryw agregatu, uwagę zwraca bardzo duża miska olejowa, niewielkiego, 2-litrowego silnika Diesla i karykaturalnie wielki filtr oleju. Pojemność układu smarowania to aż 14,5 litra oleju, ale dzięki temu interwał wymiany wydłużono do 3000 godzin pracy lub co 2 lata!

W ofercie jest także własna telematyka Trailer Connect SCB. Wśród funkcji, które zwracają uwagę są m.in.: stały podgląd stanu naczepy i ładunku, zdalne zarządzanie temperaturą (tylko z agregatami Schmitz) z funkcją alarmu w czasie rzeczywistym, historia zdarzeń, temperatur i lokalizacji chłodni, prosty eksport danych czy dokumentacja zdarzeń technicznych i informacje o sposobie rozwiązania problemu.

Niewątpliwie zaletą tego, że i naczepa i jej agregat pochodzą od tego samego producenta jest możliwość naprawy czy serwisowania w jednym miejscu, mając gwarancję, że będzie to usługa zgodna z jego standardami. Jeśli dodamy do tego ogólnoeuropejską sieć serwisową w 40 krajach, infolinię w języku polskim i dostawę części w ciągu 24 godzin, to transport owoców czy mięsa przestaje mocno stresować, gdyż zawsze można liczyć na fachową pomoc i serwis, szczególnie wtedy, gdy przewoźnik zdecyduje się na kontrakt serwisowy realizowany w całej Europie.

Plusy i minusy

Jazda eActrosem to także sprawdzian, czy jesteśmy gotowi na nowe technologie, reorganizację logistyki transportu. Jeśli kierowca będzie „oporny” to z całą pewnością wykaże, że elektryczny ciągnik to fatalna opcja dla firmy. A czy tak jest? Za elektryczną ciężarówką może przemawiać kwestia ekologii, niższych opłat drogowych, możliwości jeżdżenia po buspasach, kwestie wjazdu do centrów miast (niebawem) oraz obowiązków ustawowych wobec np. firm komunalnych. Do argumentów przeciwnych zaliczyć można trzykrotnie wyższą cenę zakupu, nieznaną wartość rezydualną, nieznane koszty serwisów czy trwałości baterii i podzespołów oraz konieczność posiadania dużej mocy przyłączeniowej wraz z ładowarką oraz, jak na razie, długi czas ładowania baterii.

eActros 300, 4×2		Porównywalny Actros 1845 4×2
Długość	6158 mm	6158
Rozstaw osi	4000 mm	3700 mm
Masa własna	8451 kg	8074 kg
DMC	19.000 kg	18.000 kg
DMC zestawu	40.000 kg	40.000 kg
Kabina	M Classic Space/tunel silnika 17 cm/wszer. 230 cm	L, StreamSpace/tunel silnika 12 cm/szer. 250 cm
Naciski na oś/zawieszenie pneumatyczne (t)	8,0/11,5	7,5 / 11,5 t (zaw. pneum/mech)
Moc silnika elektrycznego (moc szczytowa/ciągła)	400/330 kW (544/448 KM)	–
Moc silnika spalinowego	–	310 kW (448KM) – poj. 12,8 l
Liczba pakietów akumulatorów	3	–
Pojemność akumulatorów	315 kWh	–
Zasięg deklarowany	Do 220-250 km	–
Maksymalna moc ładowania	maks. 160 kW	–
Czas ładowania (przy mocy 160 A/30 A)	ok. 2/10 godz.	–

Do rozwiązania jest pojawiający się na dalekim horyzoncie problem odpowiednio rozbudowanej (czytaj: licznej) infrastruktury do ładowania ciężarówek. Zobaczmy ile zestawów, każdego wieczora stoi na każdym z parkingów autostradowych w całej Europie. Są to miliony pojazdów ciężarowych. Czy starczy do nich ładowarek, mocy przyłączeniowej, wydajności sieci elektroenergetycznych? Trudno powiedzieć. Ale są to pytania na które należy się potencjalnym użytkownikom odpowiedź.

Na razie, elektryczne ciężarówki to produkt bardzo ciekawy technicznie, niskoemisyjny, ale o zdefiniowanej przydatności do transportu na krótkie i średnie odległości. Czy będzie to dominująca technologia jutra? A może pojazdy elektryczne obsługiwać będą aglomeracje, a transport dalekobieżny zawojują całkiem inne rozwiązania?

Tekst i zdjęcia: Wojciech Mackiewicz