ElEktrischEs AbfAllsAmmElfAhrzEug mit rAngE ExtEndErMit dem Metropolis zeigt MAN auf der IAA 2012 einen Lkw, der schwere Transportaufgaben in der Stadt ohne

Emissionen und besonders geräuscharm erledigen kann. Mit regenerativ erzeugtem Strom aus der Steckdose

kann er ohne den Ausstoß von CO2 fahren und arbeiten. Der Energiespeicher, eine modular aufgebaute Lithium-

Ionen-Batterie, ist unterhalb des Fahrerhauses angebracht. Ein effizienter und geräuscharmer Dieselmotor von

Volkswagen sorgt bei Bedarf für die Stromerzeugung an Bord und sichert die Reichweite des schweren Lkw. Der

MAN Metropolis wird ab Ende 2012 als Abfallsammelfahrzeug in einen zweijährigen Praxiseinsatz gehen.

4

Aktuell

HerAusforderung MegAcitys

Die logistische Ver- und Entsorgung von Städten steht vor neuen Herausforderun-gen. In Zukunft werden immer mehr Men-schen in Großstädten und sogenannten Megacitys leben und arbeiten. Die Städte müssen die Herausforderungen meistern, die mit dem schnellen Bevölkerungszu-wachs bei gleichzeitig steigenden Anforde-rungen an Luftreinheit und Lärmreduzie-rung einhergehen.

Es ist absehbar, dass mehr und mehr Ballungszentren in Zukunft Null-Emissi-onszonen einführen werden. Dann wer-den nur noch solche Fahrzeuge in diese Zonen einfahren dürfen, die in der Lage sind, eine definierte Fahrtstrecke emissi-onsfrei und besonders lärmarm zurückzu-legen. Die Belieferung beispielsweise bei Nacht oder die Müllentsorgung in den frü-hen Morgenstunden würde außerdem zur Entzerrung des Stadtverkehrs beitragen.

scHwerer Hybrid-lkw

Mit dem Metropolis erforscht MAN in Zu-sammenarbeit mit Benteler Engineering Services die technische Realisierbarkeit ei-nes Fahrzeugkonzepts, das diese zukünfti-gen Anforderungen an schwere Lkw im ur-banen Umfeld erfüllt. Dafür wurde eine völlig neuartige Antriebsarchitektur für schwere Lkw realisiert: Das Fahrzeug ist ein elektrisch angetriebener Lkw auf Basis ei-nes MAN TGS 6x2-4. Der 203 kW starke Elektromotor treibt über ein Zweigang- Automatikgetriebe die Hinterräder des Lkw an. Auch die Nebenaggregate wie Servolen-kung, Luftpresser und Hydraulikpumpe so-wie die Klimaanlage werden elektrisch be-trieben und über das Energiemanagement bedarfsabhängig und damit energiesparend

gesteuert. Ein Farbbildschirm im Cockpit informiert den Fahrer über die aktuellen Energieparameter, beispielsweise Energie-rückgewinnung, Batteriezustand und Lade-modus, 1. So kann er das Fahrzeug beson-ders effizient und umweltfreundlich fahren.

Die Energie liefert eine modulare Lithi-um-Ionen-Batterie mit maximal 105 kWh Speichervermögen, die sich dank Plug-in-Funktion einfach und bequem an der Steck-dose aufladen lässt, 2. Der Energiespeicher ist unter dem Fahrerhaus über der Vorder-achse angeordnet – also dort, wo in kon-ventionellen Lkw der Dieselmotor platziert ist. Die Batteriemasse liegt dadurch auf der Vorderachse, die Hinterachsen können wie bisher das Gewicht von Aufbau und Trans-portgut tragen. Die Gewichtseinsparung durch den Entfall von konventionellem Lkw-Motor und -Getriebe kompensiert das Mehrgewicht des Hybridsystems, sodass das Fahrzeug eine identische Nutzlast auf-weist wie der serienmäßige TGS 6x2-4.

Die Energiedichte von Fahrzeugbatterien entwickelt sich durch neue Technik stetig weiter, dennoch stellen diese auf absehba-re Zeit einen erheblichen Gewichtsfaktor

dar. Eine Batterie, welche die gesamte er-forderliche Energiemenge für den Betrieb eines schweren Lkw vorhalten müsste, würde einen erheblichen Teil der Nutzlast aufzehren. Deshalb hat das Forschungs-fahrzeug einen Range Extender an Bord, der bei Bedarf über einen Generator elekt-rische Energie an die Batterie liefert.

Als Range Extender kommt ein moder-ner kompakter Pkw-Dieselmotor zum Ein-satz. In dem Lkw sorgt ein V6-TDI-Motor von Volkswagen zusammen mit einem Generator für die effiziente Stromproduk-tion. Der Motor schöpft aus 3 l Hubraum eine Leistung von 150 kW (204 PS). Das Motormanagement stellt sicher, dass der Dieselmotor stets im verbrauchseffizien-testen Bereich läuft.

forscHungsfAHrzeug Ab ende 2012 iM PrAxistest

Um das Fahrzeugkonzept auf seine Alltags-tauglichkeit und wirtschaftliche Machbar-keit zu untersuchen, wurde eine der här-testen Einsatzfälle für einen schweren Lkw im urbanen Umfeld ausgewählt: Der Metro-polis wird als Abfallsammelfahrzeug bei dem international tätigen Umweltdienst-leister Suez Environnement in der Region Antwerpen-Brüssel für rund zwei Jahre in Betrieb gehen. Dafür wurde das Fahrzeug mit einem Aufbau von Faun ausgerüstet: Der Kompressions-Hecklader mit Lifter ist eine speziell für den vollelektrischen Be-trieb entwickelte Ausführung mit einem Fassungsvermögen von insgesamt 22 m³.

Im sogenannten Low-noise-Modus fährt das Abfallsammelfahrzeug rein elektrisch; der Antrieb zum Heben der Müllbehälter und Komprimieren des Abfalls erfolgt elekt-rohydraulisch. Dank des elektrischen Fahrt-

1 Der Farbbildschirm im Cockpit informiert den Fahrer übersichtlich über die aktuellen EnergieparameterThe colour display in the cockpit informs the driver about the current energy status

2 Die 105 kWh starke Lithium-Ionen-Batterie kann an jeder Elektrotankstelle geladen werdenThe 105 kWh lithium-ion battery can be recharged at any charging station

Oktober 2012 5

uNTERThEMA ThEMA

cHAllenges of MegAcities

The logistics systems for delivering goods and disposing of waste in cities are facing new challenges. In future, more and more people will be living and working in large urban centres and in so-called megacities. These cities will have to overcome the problems presented by the rapid growth in population and, at the same time, in-creasingly stringent air purity and noise reduction regulations.

More and more conurbations are ex-pected to introduce zero-emission zones in future. Only vehicles which can cover a specific route ultra-quietly and without producing emissions will be allowed to enter these zones. In addition, delivering goods at night or removing waste in the early hours of the morning could help to spread urban traffic more evenly over the whole day.

HeAvy-duty Hybrid truck

MAN is collaborating with Benteler Engi-neering Services to research into the tech-nical feasibility of a vehicle concept that will meet these future requirements for heavy trucks in an urban environment. Among other things, it has created a com-pletely new drive architecture for trucks. The Metropolis is an electrically-powered truck based on a MAN TGS 6x2-4. Its 203-kW electric motor drives the truck’s rear wheels via a two-speed automatic gearbox.

The auxiliary units, such as the power steering, air compressor, hydraulic pump and air-conditioning system, are also oper-ated electrically and are demand-controlled via the energy management system, which helps to save energy. A colour display in the cockpit informs the driver about the current energy status, including energy re-covery, battery level and charge mode, 1. This means that the vehicle can be driven highly efficiently with a minimal impact on the environment.

Energy is supplied by a modular lithi-um-ion battery with a maximum capacity of 105 kWh. The battery’s plug-in func-tion allows it to be recharged easily and conveniently from the nearest mains sup-ply, 2. The battery is mounted under the cab, above the front axle, where the die-sel engine of a conventional truck is lo-cated. This means that the weight of the battery is on the front axle, leaving the rear axles to support the weight of the body and of the goods being transported. The weight saving achieved by dispens-ing with the conventional truck engine and gearbox helps to offset the additional weight of the hybrid system. Therefore, the vehicle has exactly the same payload as the standard MAN TGS 6x2-4.

New technological developments mean that the energy density of vehicle batteries is constantly being improved. However, batteries will continue to represent a sig-nificant weight factor for the foreseeable future. A battery which was required to

store all the energy needed to operate a heavy-duty truck would take up a con-siderable proportion of the vehicle’s pay-load. This is why the research vehicle has a range extender on board, which supplies the battery with electrical ener-gy via a generator whenever it is needed.

The range extender is a modern, com-pact diesel engine designed for use in passenger cars. In the MAN Metropolis this is a V6 TDI engine from the Volkswagen Group. In conjunction with a generator, this engine is responsible for the efficient production of electricity. The 3 l TDI engine has a power output of 150 kW (204 hp). An engine management programme ensures that the diesel en-gine always operates within its most fuel-efficient range.

reseArcH veHicle in field testing froM tHe end of 2012

In order to test the practicality and eco-nomic viability of the vehicle concept, MAN has chosen one of the toughest types of operation for a heavy truck in an urban environment. The Metropolis will be used as a refuse collection vehicle by the international environmental services provider SUEZ Environnement in the Ant-werp and Brussels region for around two years. To make this possible, the MAN Metropolis has been fitted with a suitable body by Faun. The rear-loading refuse compactor with bin lifter has been spe-

ElEctric rEfusE collEction VEhiclE with A rAngE ExtEndErAt the Frankfurt Motor Show IAA 2012, MAN will be presenting the Metropolis, a heavy-duty truck for use

in urban areas that produces no emissions and is ultra-quiet. using mains electricity generated from renewable

sources, it can operate without producing any CO2. The truck’s modular lithium-ion battery is located under the

cab. A quiet and efficient diesel engine from the Volkswagen Group generates power as needed and functions

as a range extender for the truck. At the end of 2012, the MAN Metropolis will start a two-year field test as

a refuse collection vehicle.

lAtest news

6 October 2012

Your partner for electric actuators and mechatronic drive solutions

www.sonceboz.com

from mind to motion

Reliable robustness. Dependable precision. Accuracy always. Life demands it, and Sonceboz supplies it. No matter how harsh the environment, no matter how intricate the needed motion. Specify Sonceboz actuators. Simply : they work.

Actuatingfor life

und Sammelbetriebs wird eine erhebliche Reduktion der Betriebsgeräusche erreicht, die bei dem Fahrzeug weit unter den gängi-gen Normen zur Lärmbegrenzung in Innen-städten liegt. Somit könnten Betreiber zu-künftig Ver- und Entsorgungsleistungen in den weniger verkehrsdichten Morgen- oder Abendstunden erfüllen, ohne die Anwoh-ner zu stören oder den übrigen Stadtver-kehr zu behindern. Zusätzlich können die Müllsammel-Fahrzeuge besser ausgelastet werden. Der Elektrobetrieb ist auf eine komplette Tagesschicht ausgelegt, die aus zwei Zyklen mit je 4 h Sammeltätigkeit und 15 km Fahrstrecke im Stop-and-Go besteht. Der Range Extender kommt während der Tagesschicht nur vereinzelt zum Einsatz.

MeHr verkeHrssicHerHeit

Das Forschungsfahrzeug ist mit einem so-genannten Bird-view-System ausgestattet. Damit wird das Verkehrsgeschehen im Nahbereich rund um das Fahrzeug aus der Vogelperspektive für den Fahrer visua-lisiert. Mit dem System wird eine innova-tive Technik erprobt, um die Verkehrssi-

cherheit von Nutzfahrzeugen in urbaner Umgebung weiter zu erhöhen und das Rangieren zu erleichtern. Das System setzt die Bildinformation für den Fahrer aus vier einzelnen Kamerabildern zusam-men. Die Kameras sind jeweils mittig an den Fahrzeugseiten angebracht. Durch ei-nen Grafikrechner verschmelzen die ein-zelnen Bilder zu einem dreidimensionalen Gesamtbild, welches verschiedene Blick-winkel darstellen kann.

Das berechnete Bild wird dem Fahrer auf einem Monitor dargestellt. Die Bildin-formation ergänzt dabei den Blick in den Spiegel und aus dem Fahrerhaus. Das Sys-tem wählt je nach Fahrsituation den Blick-winkel selbstständig und wertet dafür die Fahrzeuginformationen aus, beispielswei-se die Fahrtrichtung und Geschwindigkeit. Blinkt der Fahrer beispielsweise rechts, um abzubiegen, ändert sich die Perspekti-ve und visualisiert den Bereich rechts vorn, in dem sich Fußgänger oder Radfah-rer aufhalten könnten. Wertvoll ist die Rundumsicht aus der Vogelperspektive auch beim Rangieren in unübersichtlicher Umgebung.

zusAMMenfAssung und Ausblick

Mit dem Metropolis beschreitet MAN neue Wege beim Antrieb von schweren Lkw. Das Fahrzeug wird im Stadtbetrieb allein von einem 203 kW starken Elektromotor angetrieben, der aus einer Batterie gespeist wird. Der Elektrobetrieb ist auf eine kom-plette Tagesschicht ausgelegt, die aus zwei Zyklen mit je 4 h Sammeltätigkeit und 15 km Fahrstrecke im Stop-and-Go besteht.

Der Range Extender kommt während der Tagesschicht nur vereinzelt zum Ein-satz. Dadurch ergibt sich in der Gesamt-betrachtung der Bilanz von der Stromher-stellung bis zum fahrenden Fahrzeug (Well-to-wheel-Betrachtung) ein sehr gro-ßes CO

2-Einsparpotenzial, das der Feldtest ab Ende 2012 konkret beziffern und bele-gen wird. Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, eine Reduzierung der CO2-Emissi-onen um 60 % gegenüber einem konven-tionellen Dieselfahrzeug zu erreichen.

literAturHinweis[1] www.mantruckandbus.com

Andreas Fuchs(Bilder © MAN)

Oktober 2012 7

Aktuell

cially designed for fully electrical opera-tion and has a total capacity of 22 m³.

In low-noise mode, the refuse collection truck operates using only electricity. The drive system which lifts the refuse con-tainers and compacts the waste is electro-hydraulic. Because the truck is electrically powered as it moves through the city col-lecting waste, its operating noise has been significantly reduced. It is well below the usual noise limits that apply in inner cit-ies. This means that operators will in fu-ture be able to deliver goods and remove waste in the early mornings and evenings when traffic volumes are lower, without disturbing residents or slowing down other traffic. In addition, more efficient use can be made of the capacity of the collection vehicles. The truck is designed to run on electric power for a full day shift, which consists of two cycles each involving 4 h collection work and cover-ing a distance of 15 km in stop-and-go op-eration. The range extender is used only occasionally during the day shift.

increAsed roAd sAfety

The research vehicle is equipped with a so-called bird view system, which dis-plays traffic in the vicinity of the vehicle

from a bird’s eye perspective for the driv-er’s benefit. This innovative technology, which aims to further enhance road safe-ty for commercial vehicles in urban envi-ronments and simplify manoeuvring, is being tested in the MAN refuse truck. The system consolidates the information from four individual camera images. The cameras are mounted centrally on the sides of the vehicle. A graphics computer combines the individual pictures to pro-duce a three-dimensional overall image that is able to show various different viewpoints.

The resulting image is then displayed on a monitor for the driver. The image supplements the information that the driver obtains by looking out of the cab windows and using the mirror. The sys-tem automatically selects the viewing an-gle to suit the driving situation. To do this, it evaluates information such as the direction in which the vehicle is travelling and its speed. For example, if the driver indicates to turn right, the perspective changes and the system shows the area to the front and right of the vehicle, where there may be pedestrians or cyclists. The all-round bird’s eye perspective is also very useful for manoeuvring in areas where the driver has no clear view.

suMMAry And outlook

The Metropolis represents a completely new approach to powering heavy trucks. In an urban environment, the truck is powered solely by a 203 kW electric mo-tor which is supplied with electricity by a battery. The truck is designed to run on electric power for a full day shift, which consists of two cycles each involving 4 h collection work and covering a distance of 15 km in stop-and-go operation.

The range extender is used only occa-sionally during the day shift. From the perspective of the system as a whole, in-cluding the generation of electricity and the movement of the vehicle (well-to-wheel analysis), this offers significant po-tential for cutting CO

2 emissions. The field test which begins at the end of 2012 will be responsible for verifying and quantify-ing this potential. The project aims to re-duce CO2 emissions by 60 % compared with a conventional diesel vehicle.

reference[1] www.mantruckandbus.com

Andreas Fuchs

(Figures © MAN)

lAtest news

8 October 2012

DO

I: 10

.136

5/s3

5746

-012

-003

9-x