KTEG ZE150W
Zielsetzung
In diesem innovations-orientierten Projekt befasste sich SUNCAR gemeinsam mit KTEG mit der Entwicklung und Markterprobung eines batterieelektrischen Mobilbaggers der 15-Tonnen-Klasse. Diese Maschinen werden vorzugsweise für innerstädtischen Baustellen eingesetzt, da sie sich mit entsprechender Zulassung auf öffentlichen Strassen bewegen dürfen.
Das Ziel des Projekts war es, die Effizienz des Mobilbaggers durch ein tiefgreifend überarbeitetes Antriebskonzept elektrisch zu optimieren und eine ressourcensparende und umweltfreundliche Alternative zu dieselbetriebenen Maschinen zu schaffen. Der lokal emissionsfreie Betrieb und die signifikante Geräuschreduktion sind dabei zentrale Vorteile, die den urbanen Einsatz besonders attraktiv machen. Zudem wirkt sich die Elektrifizierung positiv auf die Benutzererfahrung aus, da für jede Bewegung immer ungeteilte Leistung zur Verfügung steht. Der verringerte Energiebedarf widerspiegelt sich auch in noch tieferen Betriebskosten und reduzierte Wartungsaufwände im Vergleich zu Dieselbaggern.
Vorgehensweise und technologische Ansätze
Im Rahmen des Projekts wurden von SUNCAR und KTEG zwei Prototypen mit unterschiedlichen elektrischen Ausbaustufen entwickelt. Dadurch konnten verschiedene Antriebskonzepte miteinander verglichen werden: ein voll-hydraulisches, elektrohydraulisches und quasi vollelektrisches System. Ein wesentlicher Bestandteil der Optimierung lag in der Verbesserung des Antriebskonzepts, um die eingesetzte Energie effizienter zu nutzen und eine Rückspeisung in hydraulische sowie elektrische Speicher zu ermöglichen. Dies bringt verschiedenste neue Herausforderungen mit sich, insbesondere weil die übrigbleibende Hydraulik weiterhin wie gewohnt funktionieren soll.
Im Weiteren wurde besonderes Augenmerk auf die Batterietechnologie gelegt. Die Wahl der Batterie beeinflusst nicht nur die Reichweite und die Leistung des Baggers, sondern auch die Ladezeiten und die Gesamtlebensdauer des Systems. Daher wurden verschiedene Batterietypen und deren Einsatzmöglichkeiten analysiert.
Herausforderungen und Lösungen
Eine der grössten Herausforderungen stellte die begrenzte Verfügbarkeit von elektrischen und mechanischen Bauteilen dar. Lange Lieferzeiten und wenig ausgereifte Produktlinien führten zu einem aufwendigen Selektionsprozess. Zudem wurde teilweise eine umfassende Neugestaltung der Hydraulikverlegung erforderlich, um die neuen Systeme zu integrieren, wobei nicht unnötig viel Platz dafür verwendet werden sollte. Auch das Temperaturmanagement der Batterie wurde optimiert, da die Effizienz der Batteriezellen stark von den Betriebsbedingungen abhängt. Eine gezielte Kühlung und ein verbessertes Energiemanagementsystem wurden implementiert, um die Batterielebensdauer zu maximieren und eine konstante Leistung sicherzustellen.
Trotz der vielen neuen Aspekte des Projekts und den einhergehenden Herausforderungen konnte schlussendlich eine Komponentenarchitektur entwickelt werden, die einen vollen Arbeitstag mit nur einer Batterieladung ermöglicht. Dies stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber bisherigen Elektrobaggern dar, die oft kürzere Einsatzzeiten aufweisen. Durch den modularen Aufbau der Batterieeinheit kann das System an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden, was eine hohe Flexibilität im Baustellenbetrieb gewährleistet.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen
Die Tests der Prototypen zeigten bisher eine signifikante Reduktion des Energieverbrauchs. Insbesondere die Konfiguration mit dem direkten elektrischen Antrieb erzielte eine Einsparung um rund 40 Prozent im Vergleich zu einer rein elektrohydraulischen Variante. Neben der Energieeinsparung wurden auch Lärmmessungen durchgeführt, um die Vorteile der elektrischen Antriebstechnologie in urbanen Baustellen weiter zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten eine deutliche Reduktion der Lärmbelastung, was vorwiegend in dicht besiedelten Gebieten ein entscheidender Vorteil ist.
Zudem wurden Praxistests mit unterschiedlichen Fahrmodi durchgeführt, um die optimale Balance zwischen Leistung und Energieeffizienz zu finden. Die gesammelten Daten flossen in die Weiterentwicklung der Steuerungsalgorithmen ein, um den Energieverbrauch weiter zu minimieren und die Betriebssicherheit zu maximieren. Eine besondere Bedeutung hatten dabei auch die Ladezyklen und die Integration in bestehende Ladeinfrastrukturen. Es wurde evaluiert, wie Schnellladesysteme und Wechselbatterien den Betrieb weiter verbessern könnten.
Abschliessend kann festgestellt werden, dass batterieelektrische Mobilbagger eine vielversprechende Lösung für den nachhaltigen Bauwesen-Sektor darstellen. Die Kombination aus hoher Energieeffizienz, reduzierten Emissionen und verbessertem Arbeitskomfort macht sie zu einer innovativen und wirtschaftlichen Alternative für den städtischen Baustellenbetrieb. Langfristig wird eine steigende Nachfrage nach solchen Maschinen erwartet, da immer mehr Städte emissionsfreie Baustellen fordern. Die gewonnenen Erkenntnisse aus diesem Projekt bilden eine solide Basis für die Weiterentwicklung und Serienproduktion dieser neuen Mobilbagger-Generation.
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