Umrüstung von Diesel- und Benzin-LKWs auf Elektromotore
Der Kunde
Ein deutsches Automobilunternehmen, das Lösungen für die Elektrifizierung von Lkw und deren Ausstattung mit Zusatzgeräten für öffentliche Versorgungsbetriebe und andere Kunden anbietet.
Die Herausforderung
Umrüstung von Diesel- und Benzin-Lkw auf Elektromotoren.
Die Lösung
1. Konzeptentwicklung
Bei der Umrüstung eines Lkw auf Elektroantrieb werden Verbrennungsmotor und Getriebe aus dem Fahrzeug entfernt und durch Batterie und leistungselektronische Module ersetzt.
Das Projekt umfasste die folgenden Schritte:
- Reverse Engineering
- Datenanalyse und Dokumentation: Untersuchung und Beschreibung, wie sich die Fahrzeugeinheiten verhalten, wo die benötigten Signale erzeugt werden, welche Daten bereits verwendet werden und welche Daten für Weiterentwicklung noch fehlen
- Erstellung der Schaltungsdokumentation
- Codierung von Schnittstellen
- Entwicklung kundenspezifischer CAN- und LIN-Treiber
- Code-Optimierung zur Verbesserung der Leistung
- Hinzufügen neuer Funktionen
- Entwurf eines Geräts zur Emulation von Signalen entfernter Sensoren
- Hinzufügen von Diagnosefunktionen
- Testen der System-Interoperabilität
- Auslieferung an den Kunden
Das Reverse Engineering ist notwendig, um sicherzustellen, dass bei der Umrüstung der Lkw auf Elektroantrieb alle Funktionen erhalten bleiben und die originalen Steuergeräte nach dem Abschalten von Motor, Getriebe und Abgasanlage nicht gestört werden. Für die Modifikationen wurden CAN/LIN-Analysatoren von PEAK-System eingesetzt.
2. Softwareentwicklung
Unser Kunde stellte sein System zur Steuerung des elektrischen Lkw zur Verfügung: Batterie, Ladegerät und einen Elektromotor. Unser Team hat dieses System verfeinert und verbessert, um die Integration in den LKW zu ermöglichen.
Die Integration sollte sicherstellen, dass auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs keine Fehler angezeigt werden. Unsere Ingenieure haben Daten von Sensoren emuliert, die in einem Fahrzeug mit Elektromotor nicht verwendet werden, wie z. B. Öltemperaturanzeigen. Das System erhielt das Signal, dass diese Anzeigen normal waren, und das Fahrzeug konnte dann gefahren werden.
Unser Team hat die Komponenten des Fahrzeugs einzeln installiert und so konfiguriert, dass sie korrekt zusammenarbeiten: Wir haben dafür gesorgt, dass das Fahrzeug die richtigen Signale vom neuen System erhielt (Drehzahl, Temperaturen, interne Parameter) und auch die richtigen Daten übermittelte (Stellung der Pedale, Bewegung des Fahrzeugs usw.).
Das Ergebnis war, dass alle Einheiten funktionsfähig blieben: Bremssystem, Sicherheitsassistenten, Kamera und Radar. Wir haben sichergestellt, dass sie korrekt funktionieren und dass die Signale auch nach dem Ausbau von Motor, Getriebe und Auspuffanlage übertragen bzw. ausgelesen werden.
3. Hardware-Design
Unser Ingenieurteam hat eine Zusatzplatine entwickelt, um die Signale der Sensoren zu emulieren, die zusammen mit dem Motor entfernt wurden. Mit diesem System ist es möglich, das Fahrzeug mit elektrischem Strom zu betreiben. Das System funktioniert folgendermaßen: Der Fahrer betätigt zum Beispiel eine Kupplung, und unsere Ingenieure bestimmen, welches Signal zu welchem Zeitpunkt eintrifft, um die Schaltung zu emulieren. Auf diese Weise erhält der Lkw die für seinen Betrieb notwendigen Signaldaten, auch wenn das Signal selbst nicht vorhanden ist.
In ähnlicher Weise haben wir mit allen entfernten Sensoren und den entsprechenden Signalen gearbeitet: Motordrehzahl, Lichtmaschinendrehzahl, Kupplungspedalstellung und zwei Getriebesensoren.
Der wirtschaftliche Nutzen
Unser Kunde erhält vier elektrische Nutzfahrzeuge mit integrierter Heizung, Klimaanlage, Rekuperation, Berganfahrhilfe und DC/AC-Lademöglichkeit.
Durch die Umrüstung von Diesel- und Benzin-Lkw auf Elektroantrieb kann das Unternehmen unseres Kunden nicht nur in der DACH-Region, sondern auch in der EU neue Kunden gewinnen: In europäischen Städten sind elektrisch angetriebene Nutzfahrzeuge gefragt, denn die EU hat eine Umweltzonen-Verordnung erlassen, die die Zulassung großer Diesel- und Benzinfahrzeuge einschränkt.
