Komatsu onthult volledig elektrische lader aangedreven door Moog Construction op Bauma 2022

Net zoals we hebben gedaan met andere volledig elektrische machines die we hebben besproken, zoals de T7X compacte rupslader van Bobcat, is het belangrijkste punt bij deze Komatsu wiellader dat er geen hydrauliek op deze machine zit.

In plaats daarvan heeft Moog de hydrauliek vervangen door een systeem met elektrische cilinders voor de hef-, kantel- en stuurfuncties. Komatsu zegt dat het volledig elektrische stuursysteem op deze lader het sturen van de machine veel gemakkelijker en efficiënter heeft gemaakt dan een hydraulisch aangedreven lader.

Snelheid en finesse

Omdat er geen transmissie is op deze machine, beheert het stuursysteem ook de aandrijving via een elektrische actuator en een elektrische tractiemotor en omvat het verschillende softwarematig gegenereerde overbrengingsverhoudingen om het aandrijvingsgevoel dat machinisten gewend zijn te benaderen, terwijl het sturen van de machine veel responsiever en minder vermoeiend wordt. Tenminste voor deze eerste elektrische laders zegt Komatsu dat ze het stuursysteem aan het fine-tunen zijn om een gevoel te geven dat sterk lijkt op dat van een hydraulisch aangedreven machine. Het verschil is dat Komatsu door middel van software een fijnere besturing van de machine kan bieden met een hogere snelheid.

De elektrische tractiemotor is een bijzonder interessant aspect van dit systeem omdat Komatsu hiermee automatiseringselementen naadlozer in de bediening van de machine kan integreren. Als de machine bijvoorbeeld merkt dat een machinist tegen een paal duwt, start de lader een wrijvingsregeling of een antislipfunctie waardoor je soepeler in de paal kunt graven en een bak efficiënt kunt vullen.

Hoewel joysticks niet zo populair zijn op compacte laders als op de grotere laders, maakt het herontwerpen van de elektrische architectuur van de machine het mogelijk om over te stappen van stuurautomaatbediening naar E/H-bediening. Het systeem omvat ook vermogenselektronica, een systeembesturingscomputer en natuurlijk een accu en accumanagementsysteem.

Batterij

Komatsu zegt dat het zijn werk aan elektrische machines begint met een compacte lader vanwege de kosten van de inkoop van batterijen. Omdat accu's nog steeds zo duur zijn, vindt Komatsu het op dit moment alleen zinvol om de technologie in kleinere machines te implementeren.

Over de accu in deze machine gesproken: die werd geleverd door Moog als onderdeel van het retrofitwerk van het bedrijf aan deze machine.

Moog is een zeer populaire leverancier binnen de markt voor bouwmaterieel geworden omdat het met meerdere OEM's heeft samengewerkt - waaronder Bobcat en Komatsu - om hun materieel te elektrificeren. Desondanks noemt Moog zichzelf power agnostic.

De wortels van het bedrijf liggen eigenlijk in de hydraulica en het bedrijf produceert vandaag de dag nog steeds hydraulische onderdelen in Duitsland. Ze hebben echter veel pionierswerk verricht op industrieel gebied met elektromotoren, zoals in de luchtvaart om hydraulische onderdelen te vervangen door elektrisch aangedreven onderdelen. 

Maar ze hebben ook veel werk verricht op het gebied van robotica en protheses en hebben veel ervaring met het maken van elektronische motoren die soepele, voorspelbare bewegingen maken, zelfs op veel kleinere schaal.

Het elektrificatieproces van Moog

In wezen benadert een OEM Moog met interesse in het elektrificeren van een machine, waarna Moog aan het werk gaat om alle componenten van de verbrandingsmotor en hydraulische componenten te verwijderen en een volledig elektrische oplossing te ontwikkelen voor de bestaande machine.

Voor deze Komatsu-lader verbond Moog zijn engineeringteam met dat van Komatsu om niet alleen de uitdagingen te identificeren van het implementeren van elektrische energie in deze machine, maar ook om te identificeren welke nieuwe uitdagingen een elektrische lader kan bieden aan klanten in hun specifieke toepassingen.

Zodra de twee engineeringteams een gemiddelde bedrijfscyclus hebben vastgesteld van de machine die ze elektrificeren, begint Moog met het herontwerpen van de architectuur van de machine, waarbij een geïntegreerd platform van Moog hardware en software wordt gecreëerd.

Een volledig geïntegreerd platform

De software fungeert als het brein van het systeem en Moog zegt dat het "acties in de machine verbindt en intelligent coördineert, terwijl de volledig elektrische actuators en motoren de spieren leveren".

En die integratie van hardware en software, dat is waar de echte kracht van elektrificatie vandaan komt.

Bij elektrische machines richten veel mensen zich alleen op de looptijd van het voertuig. De mogelijkheid om de bestuurbaarheid van het voertuig te verhogen stelt bestuurders echter in staat om dezelfde taken in veel minder tijd uit te voeren.

Wanneer wordt het verzonden?

Wanneer kun je deze elektrische Komatsu-lader op de markt verwachten? Hij moet nog verschillende stappen doorlopen op weg naar commerciële haalbaarheid.

Nu er een werkend prototype is, gaat Moog aan de slag om een versie te maken die in productie kan worden opgeschaald naar ongeveer de eerste 100 machines. Die machines zullen dan in het veld worden getest bij geselecteerde Komatsu-klanten.

Als het dan tijd is voor grootschalige productie op lange termijn, zal Moog ondersteuning blijven bieden door belangrijke onderdelen te produceren die Komatsu in de productie zal integreren. Komatsu zegt dat dit proces waarschijnlijk drie jaar in beslag zal nemen.

In de tussentijd zal Komatsu ook moeten beslissen over een partner voor de batterijtechnologie in het hart van de lader. Moog leverde de batterij in het prototype dat je in deze video ziet, maar Komatsu zegt dat ze waarschijnlijk een deal zullen onderzoeken met Proterra, een Amerikaanse fabrikant van commerciële batterijen waar het bedrijf al een relatie mee heeft.