Der Elektro-Wohnwagen von Dethleffs heißt E.HOME. Er ist als variabel aufbaubarer, einachsiger Anhänger mit eigenem elektrischen Antrieb konzipiert. Die Bauweise mit einem modularen, kastenförmigen Grundrahmen, einer Deichsel mit Standard-Kugelkopfkupplung und Auflauf-Bremseinrichtung sowie zentraler Gummifederachse ermöglicht neben dem Wohnaufbau auch andere Aufbauarten und unterschiedlichste Auf-baulängen. Achse und Batterien sind so positioniert, dass sich die Gewichte der zentral angeordneten Elektromotoren und der Batterie-Pakete gleichmäßig verteilen und dadurch die Stützlast und die Nutzlastverteilung denen eines herkömmlichen Wohnanhängers entsprechen.
Die Anforderungen an das Fahrgestell des E.HOME Caravan unterscheiden sich grundlegend von denen an ein konventionelles Wohnwagenchassis. Vielmehr ähnelt es in Aufbau und Funktion eher einer Karosserie für einen Elektro-PKW. Antriebsstrang samt Traktionsbatterie, Sensorik und Steuerungselektronik, Verkabelung, Verschlauchung und Kühlung sind dabei sämtlich im Chassis untergebracht.
Der Innenrahmen des Chassis nimmt die Akku-Module des Antriebs auf. Die Zweiteilung der Traktionsbatterie ermöglicht dabei ein genaues Austarieren der Stützlast. Der Außenrahmen umgibt den Innenrahmen mit einigem Abstand und bietet Platz für weitere Antriebskomponenten wie Wechselrichter, Ladegerät oder das Steuergerät und dient zudem als Installationsraum für Kabel und Schläuche, ähnlich wie ein Funktionsboden in einem Wohnmobil. Der Außen-rahmen dient darüber hinaus als Schutz vor äußeren Einflüssen und Unfällen. Im Heck des Chassis hat Dethleffs sogar sogenannte Crash-Waben integriert, die bei einem Aufprall die Batterien und sonstigen Antriebskomponenten vor Beschädigung schützen sollen. Dabei haben die Entwickler erstmals in einem Anhänger Crashprüfungen nach automotivem Standard wie der ECE 34 „Sicherheit von Energiespeichern“ berücksichtigt. Modernste Konstruktionsmethoden und Simulationen gewährleisten die maximale Stabilität des Rahmens und Funktionssicherheit in allen Fahrsituationen.
Im E.HOME Caravan Prototypen für die E.HOME Alpen Challenge hat Dethleffs zwei Batterie-Module mit je rund 40 kWh Kapazität verbaut, welche jeweils vor und hinter der Achse installiert sind. Zusammen bringen sie etwas weniger als 600 Kilogramm Gewicht auf die Waage. Wie die Ergebnisse der E.HOME Alpen Challenge belegen, reicht eine solch hohe Akku-Kapazität selbst für anspruchs-vollste Touren über die Alpen. Um das Zusatzgewicht des gesamten elektrischen Antriebs auf unter 400 Kilogramm zu reduzieren, sollen in der Serie Batteriemodule mit niedrigerer, bedarfsgerechter Kapazität zum Einsatz kommen. Damit trägt Dethleffs den maximalen Zuglasten aktueller Elektrofahrzeuge Rechnung, die sich bei den wenigen Fahrzeugen mit Anhängerkupplung meist zwischen 1.200 und 1.800 Kilogramm bewegen.
Wie das Fahrgestell entsprechen auch die Batteriemodule neuesten automotiven Standards und damit allen wichtigen internationalen Sicherheitsnormen, die für Elektrofahrzeuge gelten.
Dank des eingebauten Spannungswandlers kann die Traktionsbatterie auch andere Verbraucher im Aufbau mit Strom versorgen, wie beispielsweise Licht, Warmwasserbereiter oder die Klimaanlage. Dabei sollte dem Betreiber bewusst sein, dass die Nutzung zusätzlicher Verbraucher, insbesondere einer Klimaanlage, die verfügbare Kapazität für den Antrieb und damit die Reichweite deutlich reduzieren kann. Im Camping-Betrieb lässt sich der Verbrauch jedoch über Solarpanels auf dem Dach oder über einen Netzanschluss nachladen, was auch Kochen mit einem Elektrokochfeld ermöglicht, sodass kein Gas an Bord mehr notwendig ist.
Das Laden der Batterien erfolgt bei dem Prototyp wie bei einem Elektro-Pkw an der heimischen Wallbox oder unterwegs an einer Ladesäule. Dafür ist der E.HOME Caravan mit einem handelsüblichen Stecker des Typ2 CCS ausgestattet. Laden mit Wechselstrom bei 7,2 kW Ladeleistung wie auch Laden mit Gleichstrom mit bis zu 50 kW Ladeleistung sind möglich. Mit einem Adapter lässt sich der E.HOME Caravan auch am 230-Volt-Netz an einer Haushaltssteckdose laden. Bei einer Absicherung mit mindestens 10 Ampere ergibt sich dann eine maximale Ladeleistung von 2,1 kW. Damit lassen sich auf einem Campingplatz in 24 Stunden rund 50 kWh für den täglichen Verbrauch und die Rückreise nachladen.
Bei der Achse des E.HOME Caravan greift Dethleffs auf bewährte Technik zu-rück: eine robuste und langlebige Gummifederachse. Einige Modifikationen waren jedoch notwendig, um die Antriebskomponenten unterzubringen. So schafft die gekröpfte Bauweise der Achse ausreichend Bauraum für die mittige Anordnung der Antriebseinheit. Abtriebswellen übertragen die Antriebsleistung an die Räder.
Den Antrieb des E.HOME Caravan Prototypen übernimmt eine von ZF entwickelte Antriebseinheit, die aus zwei leicht versetzt angeordneten Elektromotoren besteht, die über jeweils 30 kW Dauerleistung (90 kW maximale Leistung) verfügen. Dabei handelt es sich um robuste 330-Volt-Asynchronmaschinen mit einem maximalen Drehmoment von 90 Nm. Dank der zweistufigen Übersetzung des integrierten Getriebes auf ein Übersetzungsverhältnis von 16:1 ergibt sich ein maximales Drehmoment von 1.440 Nm am Rad. Dies reicht, um beispielsweise über einen vier Zentimeter hohen Bordstein zu fahren. Für eine mögliche Variante einer zukünftigen Serienlösung sieht ZF die Verwendung eines hauseigenen, auf Hochvolttechnologie basierenden Zentralantriebs in einer achsparallelen Ausführung, vor.
Wie in Elektrofahrzeugen üblich, lassen sich auch beim E.HOME Caravan die Elektromotoren im Schubbetrieb als Generatoren nutzen. Dabei bremsen sie nicht nur das Fahrzeug bei Bergabfahrt sanft ab, sie speisen dabei auch Strom in die Batterien zurück und verlängern so die Reichweite.
Der Schlüssel zur intelligenten Antriebsregelung des E.HOME Caravan liegt in der aktiven Zuglastbegrenzung. Anders ausgedrückt regelt das Steuergerät der Trailer Mobility Control (TMC) in jeder Fahrsituation genau so viel Vortrieb zu, dass die Anhängekupplung mit einer stets gleichmäßigen Zuglast belastet ist. Auf einer ebenen Rolletappe bedarf es dafür nur wenig, an einem Alpenpass entsprechend mehr Antrieb. Geht es bergab und schiebt dabei der Anhänger, setzt die Antriebsregelung die Elektromotoren als Generatoren ein, die den Anhänger abbremsen, dabei Energie erzeugen und diese in die Batterie rückspeisen. Auch hier achtet die Steuerungselektronik darauf, dass die Zuglast den eingestellten Wert weder unter- noch überschreitet. Um dies zu gewährleisten haben die Entwicklungsingenieure die Auflaufeinrichtung in der Deichsel mit einem Zuglastsensor ausgerüstet, der kontinuierlich seine Daten an das TMC meldet.
Die Kraftmessung des Sensors in Verbindung mit der zentralen Steuerung (TMC) ermöglicht eine permanente Streckung des Gespanns und damit eine dauerhafte Verbesserung der Fahrsicherheit. Die zentrale Steuerung erkennt zudem Querkräfte, etwa bei Seitenwind oder Kurvenfahrt, und kann auf diese sehr schnell und exakt reagieren – ein weiterer Beitrag für mehr Fahrstabilität.
Auch wenn die Betriebsbremse im Normalfall wenig beansprucht wird, gehen die Entwickler des E.HOME Caravan keine Kompromisse ein. Da die Bremse im Vergleich zu klassischen Anhängerchassis im Bremsfall deutlich höhere Energien abbauen muss, ist hier eine hydraulisch betätigte Scheibenbremse verbaut. Diese kann – wie bei einem PKW– im Notfall nicht nur die Anhängermasse, sondern auch die vollständige Antriebsleistung abbremsen. Zudem lässt sich die Bremskraft bei einem hydraulischen Bremssystem sehr präzise dosieren. Die Verwendung von Scheibenbremsen statt Trommelbremsen sichert zudem ein geringes Bremsfading und damit eine zuverlässige Bremsleistung auch bei wiederholten Bremsvorgängen. Gerade bei der Alpenüberquerung mit ihrem langen Bergab-Passagen ist dies ein wichtiger Sicherheitsaspekt.
Eine mechanische Feststellbremse mit automatischer Notarretierung bei Ausfall der Antriebselektrik oder -steuerung vervollständigt das Bremssystem.
Wer, wie der E.HOME Caravan, seinen eigenen Elektro-Antrieb an Bord hat, profitiert auch unabhängig vom Zugfahrzeug davon. Für Rangieraufgaben auf dem Campingplatz oder dem heimischen Abstellplatz lässt sich der Antrieb über eine Smartphone-App aktivieren und exakt steuern. Hier kommen die Vorteile des Antriebskonzepts ein weiteres Mal zum Tragen. Ermöglicht doch die elektroni-sche Steuerung nicht nur den Antrieb, sondern auch die Lenkung des einachsigen Caravans auf engem Raum und damit eine exakte Positionierung auf dem Stell-platz – nur mit der Bewegung einer Fingerkuppe.
Der E.HOME Caravan mit elektrisch angetriebener Achse ist nach den derzeit geltendem, europäischen Zulassungsbestimmungen noch nicht zulassungsfähig. Eine Fahrzeugkategorie „Anhänger mit Antrieb“ ist aktuell nicht definiert. Zu-dem ergeben sich aufgrund des Mehrgewichts durch den Antrieb zusätzliche Fragen, etwa nach der Anrechnung des Gewichts der Antriebskomponenten auf die zulässige Anhängelast des Zugfahrzeugs oder nach der Führerscheinklasse, die für das Ziehen angetriebener Anhänger gefordert ist.
Um diese Fragen gemeinsam mit anderen an der Elektromobilität beteiligten Unternehmen und Institutionen zu klären und darauf hinzuwirken, dass die ge-setzlichen Grundlagen für den Einsatz elektrisch angetriebener Anhänger – nicht nur für den Caravan-Einsatz – geschaffen werden, arbeitet die Erwin Hymer Group (EHG) als E.HOME-Projektpartner aktiv in drei Verbänden mit. Der Cara-vaning Industrie Verband e. V. (CIVD) hat eine Verbandsinitiative zum e-Caravan gestartet und erhält hierfür bereits Unterstützung vom Bundesverkehrsministe-rium, in dessen Auftrag die für Zulassungsverfahren zuständige Bundesanstalt für Straßenwesen bereits Fahrversuche plant.
Auch der Verband der Automobilindustrie (VDA), in dem die EHG seit wenigen Jahren aktiv ist, setzt sich für Anhänger mit Elektroantrieb ein und hat dieses Jahr, unterstützt durch die European Association of Automotive Suppliers (CLEPA), eine Initiative in die Europäische Kommission eingebracht, für Anhä-nger auch angetriebene Achsen zuzulassen. Die EHG hat sich hier speziell für die Zulassungsklasse O2, Anhänger von 0,7 bis 3,5t eingebracht.
Im Bundesverband für Elektromobilität (BEM) gibt es ergänzend die Initiative zur Definition elektrisch angetriebener Anhänger, sogenannter e-Trailer, als eigene Fahrzeugklasse. Neben anderen Aspekten soll in dieser Fahrzeugklasse das Mehrgewicht des Elektroantriebs auf das Gesamtgewicht etwa für die Bestim-mung der Fahrerlaubnisklasse angerechnet werden.
