Det är i början av mars och det är svinkallt. Snövidderna glittrar runtom i morgonsolen. På bergshotellet Carezzas vidsträckta parkeringsplats i de sydtyrolska alperna har en gul låggolvsbuss brett ut sig. Här uppe på 1.750 meters höjd över havet verkar stadsbussen ha hamnat fel på något sätt. En förbipasserande fotgängare stannar och betraktar förundrad det lilla vita molnet som långsamt kommer ut ur takpåbyggnaderna.
Testkörning i Alperna.
Med eCitaro fuel cell på provkörning mitt i vintern.
Full fart framåt.
Det är faktiskt vattenånga som kondenserats i den kalla bergsluften – ett otvetydigt tecken på att bränslecellen på bussens tak är igång. Med hjälp av syre från luften och väte alstras elektricitet med vattenånga som enda biprodukt.
Ledbussen är en av fyra prototyper av eCitaro fuel cell. Den första elbussen från Mercedes-Benz, i vilken ett bränslecellssystem förlänger räckvidden, befinner sig på en testkörning genom Alperna.
”Testingenjörerna övervakar ständigt ett stort antal mätpunkter och data under körningen.”
Ute på vägarna med Daimler Buses.
Omnibus Magazin är ute på vägarna med ett team av testingenjörer från Mercedes-fabriken i Mannheim. ”Här i Alperna vill vi framför allt testa bränslecellens kallstartsegenskaper och hur väl eCitaro fuel cells helt nykonstruerade temperaturstyrning fungerar vid vintertemperaturer”, säger testledaren Jonas Steinki. Samtidigt skall körningarna på höjder på över 1 700 meter över havet ge kunskaper om bränslecellssystemets funktion på hög höjd. Dessutom kan det nya drivsystemets prestanda prövas vid krävande körning i bergstrakter i uppåt- och nedåtlutningar på upp till 15 procent.
”Under körningen övervakar testingenjörerna ständigt ett stort antal mätpunkter och data”, förklarar Steinki. Förutom temperaturerna hos batteriet, bränslecellen, motorerna och i passagerarutrymmet är det bland annat energiförbrukningen hos drivningen och uppvärmningen, men även hos andra sekundärförbrukare såsom indikeringen av batteriernas laddningsnivå eller indikeringen av vätetankarnas påfyllningsnivå. Testingenjörerna Rainer Bickel, Stephan Lutz och Hannes Mayer övervakar alla viktiga parametrar kontinuerligt på sina bildskärmar, söker efter avvikelser och jämför data med de beräknade börvärdena.
Långa och branta bergspass.
Flerdagarstestet börjar med en alpöverfart från Neu-Ulm via Füssen, Fernpass, Reschenpass till Bolzano. Kombinationen av fyra batteripaket på 98 kWh vardera och 30 kg väte ombord bör enligt beräkningarna räcka mer än tillräckligt för den 350 kilometer långa sträckan. Trots detta är det svårt att uppskatta energiförbrukningen i förväg för de långa och branta passen vid temperaturer runt fryspunkten. Teamet beslutar sig därför för att inte ta några risker och för säkerhets skull ladda batterierna till en SoC (engelska: State of Charge = laddningsstatus) på 93,5 procent på rastplatsen i Allgäuer Tor.
”Med hjälp av temperaturstyrningen utnyttjas bränslecellens spillvärme på ett lönsamt sätt för att värma kupén.”
Redan på vägen genom Fernpass står det klart att: eCitaro fuel cell utmärker sig på den krävande sträckan. ”Trots stigningen arbetar bränslecellen i det effektivaste effektområdet från 20 till 30 kW”, förklarar Rainer Bickel och pekar på motsvarande värde på bildskärmen. ”Med hjälp av den nya temperaturstyrningen utnyttjas dessutom bränslecellens spillvärme på ett lönsamt sätt för att värma kupén. Elvärmen kommer därför knappast till användning och energiförbrukningen för alla tillbehör som värmesystem, styrning och kompressor tillsammans är i genomsnitt mycket låg."
Höggradig regenerering i nedförsbackar.
Men eCitaro fuel cell utmärker sig inte bara i uppförsbackar utan även med bra prestanda i nedförsbackar . När testföraren Andreas Hoffmann bromsar in före kurvorna, stiger värdet för regenereringen upp till 280 kW på kontrollskärmen. Det innebär att: De sammanlagt fyra motorerna på de båda drivaxlarna nu arbetar som generatorer och laddar batterierna med en effekt på upp till 280 kW, vilket är nästan dubbelt så hög som på en snabbladdningsstation. ”Det går inte att ladda dem snabbare”, säger Rainer Bickel. ”För att inte slita på batterierna för mycket har vi begränsat regenereringseffekten till 280 kW.”
Vid en så hög regenereringseffekt är det inte förvånande att batterierna efter den 22 kilometer långa nedfärden fram till Imst uppvisar nästan 12 procent högre SoC än på Fernpass. 78,5 procent laddning efter mer än hälften av den sammanlagda sträckan till Bolzano är en lovande energibalans.
Vid ankomsten till Bolzano efter 368 kilometer och en mellanladdning på ca 75 kWh visar batteriladdningsindikeringen fortfarande 56 procent. Även vätgastankarna är fyllda till 42 procent, vilket är tillräckligt för att eCitaro fuel cell gott och väl skulle ha klarat de ytterligare 100 kilometrarna fram till Gardasjön.
Bolzano är en väte-hotspot.
Det var inte utan anledning som testteamet valde Bolzano som målpunkt för vintertestkörningen. För Bolzano har nämligen en av Europas bästa H2-infrastrukturer. Dessutom erbjuder dolomiterna, som ligger runt Bolzano, många krävande bergssträckor och högt belägna vägsavsnitt som möjliggör höjdtestning av bränslecellssystemet och ytterligare tester vid temperaturer långt under fryspunkten.
”Vintertesterna är dock bara några av flera tester som eCitaro fuel cell måste genomgå innan den börjar serietillverkas i sommar”, betonar projektledaren Javed Shahrukh. ”Framför allt har vätgastankarna och bränslecellssystemet klarat omfattande säkerhetstester på ett framgångsrikt sätt, vilka delvis går långt utöver de tester som lagen kräver.” Hit hör slag- och skaktester samt slädtest med fästsystem som simulerar en olyckssituation.
För att testa under varma betingelser kördes eCitaro fuel cell först in i lastbilskollegornas klimatkammare i Wörth. Denna är utrustad med en provställning med rullande landsväg och vindtunnel, så att realistiska körsituationer kan simuleras och stressituationer för temperaturstyrningen kan testas under extrema förhållanden.
Att det trots klimatkammaren med provställning med rullande landsväg fortfarande är nödvändigt att köra under verkliga förhållanden råder det fortfarande inget tvivel om för Shahrukh: ”De många olika mätresultaten och insikterna, som vi har kunnat samlat på oss på med hjälp av de höga höjderna, de branta sträckorna och de låga temperaturerna på den här resan, skulle vi inte kunna ha ersatt med något annat.” Inte förrän testfordonet klarar testerna lika bra som eCitaro fuel cell.