Entwicklung des ersten vollelektrischen Kompakt-Raupenladers
Doosan Bobcat hatte eine Vision für die Entwicklung und den Bau einer vollelektrischen Maschine. Das Team war auf der Suche nach einem vollelektrischen Antrieb für seine kompakten Raupenlader. Die Suche führte das Team zu Moog, einem Unternehmen, das seit langem hydraulische Systeme auf elektrische umstellt. Das Ergebnis war der preisgekrönte Bobcat T7X, der ohne Hydraulikteile und Öl auskommt. Der T7X ist eine emissionsfreie und vollelektrische Maschine mit der Kraft und Leistung einer dieselhydraulischen Maschine, jedoch ohne Lärm, Emissionen und Hydrauliklecks. Und so haben sie es geschafft.
Das intelligente Maschinenelektrifizierungssystem besteht aus einem integrierten Software-Framework, einer hoch entwickelten elektrischen Maschinensteuerung, elektrischen Hub- und Neigezylindern, elektrischen Fahrmotoren und Leistungselektronik. Mit Hilfe dieses neuen Systems ist der T7X ein großer Schritt vorwärts für die Produktivität, Sicherheit und Nachhaltigkeit von Baumaschinen.
"Bobcat hatte eine Vision für eine vollelektrische Maschine", so Joe Baldi, Director of Strategy & Partnerships bei Moog. "Unsere Gespräche begannen mit den vollelektrischen Aktuatoren von Moog, führten aber schließlich zu dem intelligenten Elektrifizierungssystem für Maschinen. In Zusammenarbeit mit Bobcat konnten wir die Vision einer vollelektrischen Maschine innerhalb von sechs Monaten verwirklichen."
Das neue intelligente Maschinenelektrifizierungssystem half dem T7X, die Bewegung der Raupen sowie die Hub- und Kippfunktionen effizient zu steuern, was eine leistungsstarke, emissionsfreie Maschine mit längerer Laufzeit und geringeren Wartungskosten ermöglichte.
"Um unseren Beitrag zum T7X in anatomischen Begriffen zu beschreiben", fügte Baldi hinzu, "lieferten wir den Frontallappen des Gehirns (den Teil, der die Bewegung steuert), das Nervensystem, das hilft, Aktionen, Energie und Sensorinformationen zu und von den verschiedenen Teilen der Maschine intelligent zu koordinieren, und die Muskeln, die die vollelektrischen Aktuatoren und Motoren sind."
Am 4. Januar 2022 gab Doosan Bobcat in Las Vegas auf der CES 2022 bekannt, dass Sunbelt Rentals in eine Flotte von vollelektrischen T7X Kompakt-Raupenladern investieren wird. Die vollelektrischen Maschinen werden von Bobcat und Sunbelt gemeinsam gebrandet und noch in diesem Jahr verfügbar sein.
Was also macht die Lösung von Moog zu einem "automatisierungsfähigen integrierten System" im Gegensatz zu einem Satz von Komponenten für die Bewegungssteuerung und das Energiemanagement? Das digitale Software-Framework macht diese Lösung automatisierungsfähig und ermöglicht es Bobcat, digitale und softwarekonfigurierbare Maschinen für die Anwender zu bauen. Jede Achse der Maschine kann unabhängig und präzise gesteuert werden, aber sie sind mit anderen Subsystemen verbunden, was es Bobcat leicht macht, wertvolle Funktionen für seine Kunden zu entwickeln. Denken Sie daran, wie Tesla und Apple neue Funktionen durch Software-Updates einführen; Moog ermöglicht dies mit seinem System.
Das Einzigartige (oder Erste seiner Art) an dem Angebot für den Bobcat T7X ist, dass er vollelektrisch ist - keine hydraulischen Teile, kein Öl, weniger Teile als eine dieselelektrische Maschine; er ist emissionsfrei und so leise, dass die Bauarbeiter ohne Schreien oder Handzeichen kommunizieren können. Die Energiemanagementsoftware verlängert auch die Lebensdauer der Batterie, da die Maschine nur die Teile der Maschine mit Energie versorgt, die sie benötigt, und zwar in der richtigen Menge. Dies verlängert die Batterielebensdauer und macht emissionsfreie Baumaschinen möglich, da sie länger arbeiten können, bevor sie aufgeladen werden müssen.
Moog verfügt über Experten in den Bereichen Bewegungssteuerung, Automatisierung, Simulation und Modellierung für ganze Systeme und in Märkten, die von der Luft- und Raumfahrt bis zu erneuerbaren Energien reichen. Die meisten zentralisierten Systeme auf einem Baufahrzeug bestehen heute aus einem Motor und einer Pumpe, die die Hydraulikflüssigkeit verteilen; die Pumpe ist immer in Betrieb. Bei einem herkömmlichen Lader würde die Maschine auf jeder Achse Energie zum Heben, Kippen und Bewegen verschwenden - selbst wenn die Maschine stillsteht. Moog entwickelte ein effizienteres System mit dezentraler Steuerung, das nur dann Energie liefert, wenn und wo der T7X sie benötigt, z. B. beim Heben von Erde oder beim seitlichen Bewegen, so dass der T7X wenig bis gar keine Energie verschwendet.
Darüber hinaus verwaltet das Moog-Team effizient die Bewegung und die Thermodynamik des T7X-Systems, so dass alle Komponenten im richtigen Temperaturbereich arbeiten, der Energieverbrauch gesenkt und die Betriebszeit verlängert wird.
Und schließlich optimiert die neue intelligente Software die Bewegung der T7X bei der Ausführung von Aufgaben, indem sie lernt, die Bewegungen und den Betrieb der Maschine zu glätten, was die Laufzeit um mehr als 25 % erhöht. Die Maschine erzielt die gleiche Leistung und erledigt die gleiche Arbeit mit weniger Energie, da die Spitzen des Energieverbrauchs geglättet werden.
Was ist der "modulare, skalierbare, plattformbasierte Ansatz"?
Das bedeutet, dass Lösungen wie die für die Bobcat-Anwendung verwendete mit wenigen Modifikationen auf mehrere Maschinentypen skalierbar sind - so spart Bobcat Zeit und Geld bei der Entwicklung seines nächsten vollelektrischen Produkts. Da die Lösung aus modularen Hardware- und Software-Bausteinen aufgebaut ist, konnten die Ingenieure bei diesem Projekt schnell zusammenarbeiten, um die Bausteine auf verschiedene Maschinen anzuwenden. Und das Ergebnis? Emissionsfreie Maschinen kommen schneller und zu geringeren Kosten auf den Markt.
Wie viel Zeit verging von der ersten Diskussion bis zur Herstellung eines funktionierenden, vollelektrischen Laders?
Ungefähr sechs Monate.
Wie stellt der Ansatz von Moog sicher, dass Elektrofahrzeuge eine vergleichbare Kraft und ein vergleichbares Drehmoment wie hydraulische Systeme aufweisen?
Die ursprüngliche vollelektrische Lösung für den T7X wurde im Vergleich zu seinem hydraulischen Vorgänger als zu robust angesehen, aber die Intelligenz der Maschinensysteme ermöglichte verschiedene Arbeitsmodi, um die Leistung bei Bedarf zu steuern. In vielen Branchen, nicht nur im Baugewerbe, herrscht der Irrglaube, dass hydraulische Systeme stärker sind als elektrische. Es bedarf der richtigen Erfahrung, um die Vorteile dieser verschiedenen Technologien optimal auf eine Maschine anzuwenden.