Het is begin maart en bitterkoud. Het besneeuwde landschap rondom glinstert in de ochtendzon. Op de uitgestrekte parking van het berghotel Carezza in de Zuid-Tiroler Alpen staat een gele bus met doorlopende lage vloer geparkeerd. Hier boven op een hoogte van 1.750 meter lijkt de stadslijnbus op de een of andere manier misplaatst. Een voorbijganger staat stil en kijkt verbaasd naar de kleine witte wolk die langzaam uit de dakopbouw stijgt.
Omnibus Tijdschrift
Testrit door de Alpen.
Met de eCitaro fuel cell in de winter een testrit maken.
Testrit door de Alpen.
Met de eCitaro fuel cell in de winter een testrit maken.
Met volle kracht vooruit.
Het is eigenlijk waterdamp die in de koude berglucht condenseert – een onmiskenbaar teken dat de brandstofcel op het dak van de bus aan het werk is. Uit waterstof en zuurstof in de lucht wordt elektriciteit opgewekt – met waterdamp als enige emissie.
De gelede bus is namelijk een van de vier prototypes van de Mercedes-Benz eCitaro fuel cell. De eerste elektrische bus van Mercedes-Benz, waarbij een brandstofcelsysteem voor een grotere actieradius zorgt, is nu bezig met een testrit door de Alpen.
‘Tijdens de rit controleren de testingenieurs voortdurend talloze meetpunten en gegevens.’
Onderweg met het testteam van Daimler Buses.
Mensen van Omnibus Magazin zijn onderweg met een team van testingenieurs uit de Mercedes-Benz fabriek in Mannheim. "We willen hier in de Alpen bij winterse temperaturen vooral het koudestartgedrag van de brandstofcel en de functionaliteit van het volledig nieuw ontworpen thermomanagement van de eCitaro fuel cell testen", zegt testleider Jonas Steinki. Tegelijkertijd moesten de ritten op hoogtes boven 1700 meter inzicht geven in de werking van het brandstofcelsysteem op extreme hoogtes. Bovendien moest het nieuwe aandrijfsysteem zijn prestaties bewijzen tijdens ritten met veeleisende bergpassen met hellingen en afdalingen tot 15 procent.
"Tijdens de rit controleren de testingenieurs voortdurend talloze meetpunten en gegevens", legt Steinki uit. Naast de temperaturen van batterij, brandstofcel, motoren en passagierscompartiment zijn dit onder andere het energieverbruik van de aandrijving en verwarming, maar ook andere nevenverbruikers, zoals de laadniveauweergave van de batterijen of de niveauweergave van de waterstoftanks. De testingenieurs Rainer Bickel, Stephan Lutz en Hannes Mayer controleren op hun monitoren continu de belangrijkste parameters, zoeken naar afwijkingen en vergelijken de gegevens met de berekende streefwaarden.
Lange en steile bergpassen.
De meerdaagse test begint met een overtocht door de Alpen van Neu-Ulm via Füssen, Fernpass, Reschenpass tot Bozen (Bolzano). De combinatie van vier batterijpakketten van 98 kWh en 30 kilo waterstof aan boord zou voor de 350 kilometer lange route rekenkundig meer dan voldoende zijn. Toch is het energieverbruik op de lange en steile bergpassen bij temperaturen rond het vriespunt vooraf moeilijk in te schatten. Het team besluit daarom geen risico te nemen en de batteijen uit voorzorg bij het wegrestaurant Allgäuer Tor nog een keer op te laden tot een SoC (Engels: State of Charge = laadtoestand) van 93,5 procent.
‘Het thermomanagement gebruikt de restwarmte van de brandstofcel op een rendabele manier voor de temperatuurregeling van het interieur.’
Al onderweg via de Fernpass wordt het duidelijk: de eCitaro fuel cell presteert uitstekend op het veeleisende traject. "Ondanks de helling werkt de brandstofcel in het meest efficiënte vermogensbereik van 20 tot 30 kW", legt Rainer Bickel uit, wijzend op de overeenkomstige waarde op de monitor. "Bovendien gebruikt het nieuwe thermomanagement de restwarmte van de brandstofcel op een rendabele manier voor de temperatuurregeling van het interieur. De elektrische verwarming wordt daarom nauwelijks gebruikt en het energieverbruik van alle nevenaggregaten, zoals verwarming, stuurinrichting en compressor, blijft daardoor op een zeer laag niveau."
Hoge recuperatie bergafwaarts.
Maar niet alleen bergopwaarts, ook bergafwaarts schittert de eCitaro fuel cell tijdens de wintertest met goede prestatiegegevens. Wanneer testrijder Andreas Hoffmann vóór de bochten afremt, stijgt de waarde voor de recuperatie op de controlemonitor tot 280 kW. Dit houdt het volgende in: de in totaal vier motoren van de beide aandrijfassen werken nu als dynamo's en laden de batterijen op met maximaal 280 kW – bijna twee keer zoveel als een snellaadstation. "Meer is niet mogelijk", zegt Rainer Bickel. "Om de batterijen niet te zwaar te belasten, hebben we het recuperatievermogen beperkt tot 280 kW."
Bij zo'n hoog recuperatievermogen is het niet verrassend dat de batterijen na de 22 kilometer lange rit tot Imst bijna 12 procent meer SoC hebben dan op de Fernpass. 78,5 procent lading na meer dan de helft van de totale afstand naar Bozen (Bolzano): een veelbelovende energiebalans.
Bij aankomst in Bozen (Bolzano) – na 368 kilometer en een tussentijdse oplading van ongeveer 75 kWh geeft de weergave van het batterijniveau nog steeds 56 procent aan. En ook de waterstoftanks zijn met 42 procent zo goed gevuld dat de eCitaro fuel cell nog goed en graag de 100 kilometer tot aan het Gardameer had kunnen afleggen.
Bozen (Bolzano) is een hotspot voor waterstof.
Niet voor niets heeft het testteam Bozen (Bolzano) gekozen als bestemming voor de winterse testrit. Want Bozen (Bolzano) beschikt over een van de beste H2-infrastructuren in Europa. Bovendien bieden de Dolomieten rondom Bozen (Bolzano) talrijke veeleisende bergpasstrajecten en hoogtes, die het mogelijk maken om het brandstofcelsysteem op hoogte te testen en verdere tests bij temperaturen ver onder het vriespunt uit te voeren.
"De wintertest is echter slechts een van de vele tests die de eCitaro fuel cell moet ondergaan voordat deze vanaf de zomer in serieproductie gaat", benadrukt projectleider Javed Shahrukh. "Met name de waterstoftanks en het brandstofcelsysteem hebben de uitgebreide veiligheidstests met succes doorstaan, waarvan sommige verder gaan dan de wettelijk vereiste tests." Daartoe behoren bots- en schudtesten en een 'sledetest' met het bevestigingssysteem, waarmee een ongeval wordt gesimuleerd.
Voor het testen onder hete omstandigheden ging de eCitaro fuel cell naar de klimaatkamer van de truckcollega's in Wörth. Deze is uitgerust met een rollentestbank en windmolen, zodat realistische rijsimulaties kunnen worden gesimuleerd en stresssituaties onder extreme omstandigheden voor het thermomanagement kunnen worden getest.
Dat het ondanks de klimaatkamer met rollentestbank echter nog steeds nodig is om onder reële omstandigheden te rijden, staat voor Shahrukh buiten kijf: "De vele verschillende meetresultaten en inzichten die we tijdens deze rit kunnen opdoen op basis van de grote hoogtes, de steile trajecten en de lage temperaturen, kunnen door niets worden vervangen." Zeker niet als het testvoertuig de tests net zo goed doorstaat als de eCitaro fuel cell.
