HABEN ELEKTROBAGGER EINE ZUKUNFT IM BAU?

Da die Welt mit der Klimakrise konfrontiert ist, muss die Bauindustrie Wege finden, um umweltfreundlichere Energielösungen zu entwickeln. Es ist eine entscheidende Herausforderung, sicherzustellen, dass das Momentum der Transformation zur Senkung der Bauemissionen nicht nachläuft.

Cummins entwickelt einen Weg zu nachhaltigerem Bauwesen
2018 gaben Jeundai-Baumaschinen und Cummins bekannt, gemeinsam elektrische Minibagger entwickeln zu wollen. Seitdem wurden Prototypen der Minibagger entwickelt, und die beiden Unternehmen haben erste Markt-Rückmeldungen erhalten und das Produkt für die Kunden-Einsatzfälle weiter verfeinern.

Hyundai und Cummins bringen diese langfristige, produktive Partnerschaft jetzt in ihre nächste Phase – die Feldtests.

Während dieser Phase werden Prototypen eines Produktionsabsichtsdesigns an Kunden ausgeliefert, um reale Erfahrungen zu sammeln und die Adoptierbarkeit von elektrischen Minibaggern zu testen und zu validieren, die den Anforderungen dieser Kunden entsprechen. Feldtests spielen eine wesentliche Rolle bei der Bereitstellung erstklassiger Lösungen, die die Langlebigkeits- und Zuverlässigkeitserwartungen erfüllen oder übertreffen, für die Hyundai und Cummins in der Branche anerkannt sind.

Feldtests sind ein wesentlicher Faktor bei der Bereitstellung erstklassiger Lösungen und demonstrieren, wie wir immer innovativ in Bezug auf Sicherheit und Leistung sind. Indem wir reale Umgebungstests unter den Betriebsbedingungen und Arbeitszyklen von Hyundai duplizieren, überwachen wir die Einsatzfähigkeit, Leistung und Zuverlässigkeit der Minibagger.

Warum sind Bagger ein guter Kandidat für die Elektrifizierung?

Emissionsfrei
Da weiterhin strengere Standards für Null-Emissionen auftreten, haben selbst Off-Highway-Anwendungen den Antrieb zur Reduzierung ihrer CO2-Emissionen gespürt. Städte haben mit der Einführung von Null-Emissions-Zonen (ZEZ) begonnen, die jedes Fahrzeug, On- oder Off-Highway, zur Einhaltung der Vorschriften des Gebiets vorschreiben. Aus diesem Grund haben Bauzonen in Großstädten elektrifizierte Produkte wie elektrische Bagger entwickelt, die der Zuverlässigkeit und Leistung ihrer Diesel-Pendants entsprechen oder übertreffen. Diese elektrischen Bagger gelten heute als von unschätzbarem Wert für Innenbaustellen, auf denen die Diesel-Gegenstücke aufgrund von ausgestoßenen Dämpfen und unzureichender Belüftung nicht funktionieren konnten.

Lärmbelästigung
Da immer mehr Städte ZEZs implementieren, hat sich die Lärmbelastung deutlich verringert. Was einst eine Maschine war, die beim Einschalten einen belastenden Ruckus verursachte, ist jetzt beim Betrieb genauso leise wie bei ausgeschaltetem Betrieb. Die Reduzierung der Lärmbelastung erfüllt nicht nur die Umliegenden der Baustelle, sondern in vielem kann eine Verringerung des Umweltlärms positive Auswirkungen auf die Gesundheit der Passanten haben. Unabhängig vom Geräuschpegel wünschen sich Bauunternehmen die Gewissheit, dass diese elektrifizierten Bagger die Arbeit erledigen können.

Ein zusätzlicher Vorteil der Reduzierung der Lärmbelastung ist die verbesserte Kommunikation zwischen dem Betreiber des Baggers und anderen Arbeitern vor Ort. Durch die Entfernung der motorindikierten Vibrationen können sich sowohl der Bediener als auch die Bediener, die den Bediener leiten, besser hören.

Interoperabilität
Betreiber haben festgestellt, dass es keinen Unterschied in der Maschineninteroperabilität zwischen elektrischen und Diesel-Gegenstücken gibt. Die Leistung eines elektrischen Baggers passte leicht an die Leistung von Dieselfahrzeugen. Die Reaktion seines Motors auf Lastunterschiede ist aufgrund der Konnektivitätsgeschwindigkeit zwischen dem Elektrischen Modul und der Batterie schneller, was eine bessere Betriebsleistung und Gefühl ermöglicht.

Instandhaltung/Wartung
Da elektrische Bagger keinen langfristigen Betrieb mit herkömmlichem Kraftstoff haben, entfällt der Bedarf an Kühlmitteln und Ölfiltern und reduziert die Wartungsintervalle erheblich. Die Fahrzeuge verfügen außerdem über eine geringere Anzahl von Teilen, die gewartet werden müssen. Dies kann dazu führen, dass die Gesamtbetriebskosten erschwinglicher sind als ihre Diesel-Pendants.

Was sind einige der Herausforderungen, mit denen Elektrische Bagger heute noch konfrontiert sind?

Verpackung
Die Verpackung war im Elektrifizierungsraum immer ein Problem, da diese Maschinen für einen Dieselmotor und nicht für Batterien optimiert wurden. Batterien sind zwar energiedichter als herkömmliche Kraftstoffe, benötigen jedoch zusätzliche Komponenten, die ein Dieselmotor und eine Brennstoffzelle nicht benötigen, z. B. ein Wärmemanagementsystem. Die prominenteste Frage, die Ingenieure an der Beantwortung arbeiten, ist also: Wie packen Sie eine Batterie mit genug Energie und all ihren Komponenten in eine vorhandene Dieselmotor?

Kühlung und Erwärmung
Da die Bagger auf solch engen Räumen eingeschlossen und allen Witterungsbedingungen ausgesetzt sind, müssen sie bei allen Arten von Temperaturen eingesetzt werden. Aufgrund der kompakten Maschine ist das Hinzufügen einer Komponente zur Kühlung jedoch nicht immer möglich. Unter heizendem Gesichtspunkt kann die Batterie aufgrund ihrer Chemie nicht betrieben werden, wenn sie unter 0 Grad Celsius liegt.

Die Vorführ-Antriebsstranglösung von Cummins
Cummins hat einen neuen Elektroantrieb für den kleineren, kompakteren 1,9-Tonnen-Bagger entwickelt. Ähnlich wie das von Grund auf neu entwickelte Modell von 2018 verfügen diese Minibagger über einen völlig neuen Antriebsstrang, der einige der Herausforderungen der Anwendung kompensiert. Mit einem neuen Motor, Bordladegerät, integration elektrischer Hardware und einer noch nie genutzten BM8.9E-Batterie wurde dieses Modell des Baggers für die Elektrifizierung optimiert.

Bei der Entwicklung des Designs für die neuen elektrischen Minibagger mussten die Ingenieure von Cummins das Hindernisse bei der Verpackung überwinden. Neben dem Einsatz energiedichter Lithium-Ionen-Batterien haben Die Cummins-Ingenieure kreative, kompakte Designlösungen implementiert, um die Verpackung des elektrischen Antriebsstrangs im bestehenden Platzbedarf eines Dieselbaggers zu optimieren. Diese Lösungen umfassten eine kundenspezifische Kupplungsmontage von Motor und Pumpe, geteilte kompakte Lösungen für die Leistungsverteilung zur Maximierung der Platznutzung und den Austausch eines großen mechanischen Lüfters, der am Motor montiert ist, durch einen kleinen elektrischen Lüfter, der mit der Batterie läuft, um das Hydrauliköl zu kühlen. Der elektrische Lüfter verfügt außerdem über eine intelligente Funktion, mit der die Lüfter nur nach Bedarf anschalten, sodass sie nicht die ganze Zeit laufen.

Um das System weiter zu optimieren, hat Cummins zusätzliche intelligente Funktionen für mehrere Komponenten hinzugefügt, um die Effizienz zu erhöhen. Dieses neue System enthält auch Komponenten zur Regelung der Batterietemperatur – interne Batterieheizungen für das Wärmemanagement.

Was wollen wir in dieser nächsten Phase lernen?
Cummins baut 11,1,9-Tonnen batterieelektrische Minibagger. 2022 werden neun dieser Bagger an Kunden in ganz Europa und Südkorea ausgeliefert, um vor Ort zu testen, ob sie in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen traditionell dieselbetriebene Bagger eingesetzt werden.

Mit dieser neuen batterieelektrischen Lösung, die in Feldtests arbeitet, setzt Cummins darauf, den Produktmarkt, seine Anforderungen und die Auswirkungen der elektrifizierten Leistung auf die Bauindustrie besser zu verstehen. Die Testeinheiten geben Einblicke in die Arbeitszyklen, den Leistungsbedarf, die Bedienererfahrung und die zugehörigen Felddaten des Endbenutzers.

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