«Мы считаем, что рыночное признание уже сейчас существует для тех конкретных применений, где требования к выбросам дизельного топлива, шуму и хранению топлива представляют собой риски для здоровья, шума и окружающей среды», — говорит Джо Скинаси, Kovaco Electric. К таким сценариям относятся внутреннее строительство, сельское хозяйство и животноводство, туризм, курорты и т. д. «В этих приложениях электрооборудование явно имеет преимущество.
«Тем не менее, мы считаем, что может потребоваться еще пять-10 лет, чтобы электрическое тяжелое оборудование обогнало дизельное топливо по проценту продаж, поскольку существуют некоторые сохраняющиеся зависимости, которые все еще необходимо учитывать», - отмечает он, такие как технология аккумуляторов, стоимость аккумуляторов, инфраструктура зарядки, уровень комфорта покупателей при использовании электрического оборудования и т. д. «Как и в случае с пассажирскими электрическими транспортными средствами, государственные стимулы и нормативные акты могут помочь ускорить внедрение тяжелого электрического оборудования».
Но потенциальные проблемы клиентов необходимо решать. «Чтобы электрооборудование стало нормой, необходимо спроектировать и доказать, что машины способны преодолеть основные опасения, высказанные скептически настроенными покупателями по поводу энергетической мощности, производительности и цены», — говорит Ларс Арнольд, менеджер по продукции электромобильности Volvo Construction Equipment.
Первые усилия Volvo по завоеванию признания клиентов были сосредоточены на-компактных колесных погрузчиках и экскаваторах с аккумуляторным питанием. «На нашем пути к электрификации мы начали с компактных машин, потому что они универсальны и пользуются большим спросом, а нынешние варианты аккумуляторов лучше всего работают на машинах меньшего размера», — говорит Арнольд. «Для более крупных машин это может быть сочетание таких решений, как рекуперация энергии, топливные элементы, кабельное электричество и альтернативные виды топлива.
«Через пять-десять лет все новые модели компактных экскаваторов и колесных погрузчиков Volvo, скорее всего, будут электрическими», — прогнозирует он. «Мы также рассматриваем возможность электрификации других типов машин. Электрификация более крупных машин остается сложной задачей, но мы активно ищем решения. Полноразмерные-модели, скорее всего, к концу этого десятилетия будут представлять собой смесь дизельных, гибридных и электрических машин».
Целостный подход
При сравнении электрических машин с их дизельными-эквивалентами необходим целостный подход.
«Электрические машины имеют более высокую закупочную цену, чем их дизельные аналоги, но при их оценке следует учитывать общую стоимость владения, включая экономию топлива и увеличенный срок службы компонентов из-за отсутствия двигателя, что снижает общие затраты на техническое обслуживание», — говорит Арнольд. «Современные литий-ионные-ионные аккумуляторы и электродвигатели абсолютно-не требуют обслуживания. Срок службы электрических компонентов аккумулятора должен быть равен или превосходить срок службы дизельного двигателя обычной машины».
Технология аккумуляторов также продолжает развиваться. «Литий-ионная технология, используемая в наших батареях, намного превосходит старую свинцово--кислотную или никель--кадмиевую технологию, о которой мы иногда думаем в электромобилях», — говорит Арнольд. «Усовершенствованные аккумуляторы Volvo не обладают эффектом памяти и меньше теряют мощность при низких температурах. У свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора напряжением 12 В емкость резко снижается, как только он охлаждается. С этими аккумуляторами ситуация обстоит иначе».
Электрические машины также повышают ценность, ориентируясь на новые сегменты работы. «Наличие машины с нулевым-выбросом выбросов может дать подрядчикам преимущество при подаче заявок на работы с целями устойчивого развития или работы в помещении», — говорит Арнольд. «Их более низкий уровень шума может позволить использовать их при наличии ограничений по шуму, например, при работе в ночное время в густонаселенных районах. И мы постоянно слышим о других нишевых приложениях, не подходящих для обычных дизельных машин, где электрический экскаватор или колесный погрузчик могут выполнить работу».
Остаточная стоимость является еще одним фактором. Как объясняет Арнольд: «В дизельном строительном оборудовании время работы определяется временем работы двигателя, и многие часы отсчитываются, пока машина простаивает. При использовании электрического оборудования, как только оператор прекращает работу (например, ждет, пока труба будет уложена в траншею, которую он только что вырыл), двигатели выключаются, и часы работы не накапливаются. Это экономит часы, снижает эксплуатационные расходы и, в свою очередь, снижает общую стоимость владения. Они также помогают повысить стоимость при перепродаже».
Решение проблемы времени автономной работы
Одним из критериев производительности, который остается неизвестным, является время автономной работы. «Мы пока не знаем, как долго прослужат батареи в электростроительной технике, поскольку машины очень новые, но по нашим оценкам, батарея может прослужить где-то около 10 лет», — говорит Арнольд. «Трудно сказать, какими будут затраты к тому времени. На этих ранних стадиях использования и дальнейшего развития время зарядки и срок службы батареи имеют наибольшие возможности для улучшения. Мы продолжаем исследования, разработки и предоставление более широкого спектра вариантов зарядки.
«По мере того, как электромобили продолжают выходить на рынок, их примеру последует и усовершенствованная инфраструктура зарядки», — прогнозирует он. «Технология аккумуляторов, используемая в нашем оборудовании, очень похожа, если не такая же, на ту, что используется в электромобилях и пикапах. По мере развития аккумуляторных технологий аналогичные обновления будут внедряться и в строительной технике».
Схинаси разделяет аналогичный взгляд на инновации в области аккумуляторов. «Основные технические проблемы, с которыми мы и наши клиенты сталкиваемся, — это продолжительность работы аккумулятора и его зарядка. Это аналог «беспокойства о запасе хода» для тяжелого оборудования в электромобилях. Сможет ли аккумулятор работать в течение рабочей смены? Будет ли на объекте подходящий источник питания для его зарядки (например, однофазный или трехфазный)? Сколько времени потребуется для зарядки аккумулятора? Эти вопросы мы часто слышим», — комментирует он. «В настоящее время [Kovaco] решает эти проблемы, предлагая различные варианты аккумуляторов и зарядки для большинства случаев использования». Но это создает связанные с этим проблемы управления множеством предложений и поставщиков.
Volvo лидирует
Volvo лидирует в секторе аккумуляторных электромобилей (BEV), предлагая в своей линейке пять компактных-конструкций с батарейным питанием, включая колесные погрузчики L20 Electric и L25 Electric, а также компактные экскаваторы ECR18 Electric, E18 Electric и ECR25 Electric.
«Во всем, что мы видели до сих пор, наши электрические машины обеспечивают уровень производительности, аналогичный или превосходящий их традиционные дизельные аналоги», — заявляет Арнольд. «Например, компактный экскаватор ECR25 Electric имеет глубину копания 9 футов.
1 дюйм и усилие отрыва 5020 фунтов силы. Компактный колесный погрузчик L25 Electric имеет опрокидывающую нагрузку на полный-поворот 3,7 тонны, высоту разгрузки 8,2 фута и массу 4409 фунтов. грузоподъемность вилки полезной нагрузки.
«Несколькими исключениями являются небольшое увеличение продолжительной мощности двигателя и незначительно больший рабочий вес электрического экскаватора ECR25», — отмечает он. «А что касается колесного погрузчика L25 Electric, то он также имеет немного больший рабочий вес и более высокую статическую опрокидывающую нагрузку по сравнению с дизельной моделью».
Но производительность — это больше, чем просто характеристики. «Подрядчики, уже использующие электрические машины Volvo, сообщают, что не видят разницы в производительности», — говорит Арнольд.
«За три месяца, которые мы тестировали [компактное электрическое оборудование Volvo], эти машины работали исключительно хорошо, соответствуя тому, что мы ожидали от дизельной машины такого же размера, но без выбросов», — говорит Жак Марэ, директор Baltic Sands.
Kovaco Electric предлагает варианты-с бортовым поворотом и мини-погрузчиками
В 2015 году компания Kovaco Electric выпустила на рынок Elise 900, первый полностью электрический бортовой-погрузчик с бортовым поворотом. Он обеспечивает до шести часов работы с аккумулятором емкостью 240 Ач или восемь часов с аккумулятором емкостью 400 Ач. Эквивалентная мощность по сравнению с обычными мини-погрузчиками составляет 30,8 л.с. с аккумулятором емкостью 240 Ач и 52,3 л.с. с аккумулятором емкостью 400 Ач. Агрегат приводится в движение тремя электродвигателями, два из которых используются для передвижения, а один только для гидравлической системы.
«По нашим собственным расчетам, компания Kovaco Electric подсчитала, что оператор тяжелой техники мог бы сэкономить почти 18 000 долларов за 3 000 часов, если бы он использовал наш электрический бортовой-погрузчик Elise 900 вместо дизельного мини-погрузчика с сопоставимыми характеристиками и ценой», — говорит Шинаси. "Это означает примерно 75 % экономии топлива и затрат на техническое обслуживание. Поиск в Интернете показывает, что средний срок службы бортового-погрузчика составляет 5000 часов. При правильном уходе и обслуживании наши батареи должны пережить этот срок. Батареи Kovaco Electric могут обеспечить 1,700+ зарядку до 80 % емкости и, следовательно, должны работать в течение всего срока службы погрузчика".
Компания также предлагает компактный гусеничный погрузчик MiniZ. «Электрические аккумуляторные батареи компактного гусеничного погрузчика Kovaco Electric MiniZ стоят почти идентично или с небольшой наценкой по сравнению с аналогами с дизельными двигателями», — говорит Схинаси. «Хотя первоначальные инвестиции могут быть немного выше, эксплуатационные расходы и экономия на обслуживании в течение всего срока службы машины более чем оправдывают первоначальные капитальные затраты.
«По сравнению с погрузчиками того же класса электрический погрузчик MiniZ работает так же, как и сопоставимые дизельные мини-погрузчики, при значительно более низких эксплуатационных расходах», — говорит Схинаси. «Наши машины также обладают функциями, которых нет у сопоставимых дизельных машин, включая дистанционное-управление, мгновенный крутящий момент, низкий уровень шума и многие другие преимущества. Эти функции открывают совершенно новый мир потенциальных применений, в которых традиционные дизельные машины невозможно использовать.
«Одним из примеров являются работы по ландшафтному дизайну ранним утром. Дизельное оборудование работает очень громко, а постановления о шуме могут препятствовать использованию оборудования ранним утром», - комментирует он. «Напротив, MiniZ очень тихий и может использоваться для озеленения ранним утром и с минимальными помехами».
Doosan Bobcat представляет полностью-электрический CTL
Компания Doosan Bobcat представила полностью-электрический компактный гусеничный погрузчик (CTL) Bobcat T7X на выставке Consumer Electronics Show 2022 в Лас-Вегасе 4 января. Этот CTL — первая машина такого типа, в которой полностью исключена вся гидравлика и компоненты, в результате чего машина работает в 10 раз тише, чем ее дизельный-гидравлический эквивалент.
Уникальная конструкция T7X состоит почти на 50 % меньше деталей, чем дизельная-гидравлическая версия. Традиционная гидравлическая рабочая группа была полностью заменена системой электропривода, состоящей из электроцилиндров и электродвигателей, что означает практически полное отсутствие жидкостей. Требуется только один литр экологически-хладагента вместо 57 галлонов. жидкости в эквивалентной дизельной-гидравлической модели. Машина обещает снизить ежедневные эксплуатационные расходы, если принять во внимание сокращение ежегодных затрат на техническое обслуживание и отказ от дизельного топлива, моторного масла, выхлопной жидкости дизельного двигателя и гидравлических деталей.
«Машина полностью питается от аккумулятора и превосходит по производительности свои дизельные аналоги», — говорит Джоэл Ханиман, вице-президент по глобальным инновациям Doosan Bobcat. «Благодаря электрическому приводу машина становится более интеллектуальной и производительной. Она бесшумна, имеет высокий-крутящий момент и более мощная, чем все предыдущие модели -, и при этом полностью исключает выбросы углекислого газа».
Электрическая платформа T7X обеспечивает мгновенную мощность и пиковый крутящий момент на любой рабочей скорости. Стандартная гидравлическая система набирает мощность без задержки. Машина питается от литий-ионного аккумулятора мощностью 62-кВт, разработанного совместно с Green Machine Equipment Inc., технологическим партнером Doosan Bobcat.
«Интеллектуальная система управления питанием запрограммирована на обнаружение увеличения нагрузки», — говорит Ханиман. «Он автоматически отключает питание, когда в нем нет необходимости, поэтому сохраняет энергию и время работы. В отличие от своего дизельного аналога, эта машина с электрическим-приводом и технология управления питанием потребляют энергию только во время работы». Хотя точное время работы зависит от приложения, использование интеллектуальных режимов работы может обеспечить до четырех часов непрерывной работы и целый день работы при периодическом использовании.
Двусторонняя-телематическая связь предоставляет комплексные данные о производительности машины, а также данные, предназначенные для оператора-для изменения предпочтений машины, настройки производительности в соответствии с определенными рабочими ситуациями и обновления функций продукта. Сюда входит регулировка скорости привода при полном крутящем моменте и другие функции, недоступные для дизельной-гидравлической машины.
«Мы используем различные режимы работы, разработанные нами с помощью программного обеспечения, в зависимости от задачи, чтобы помочь сэкономить заряд батареи», — говорит Ханиман. «У нас есть режим Eco, расширенный режим и даже режим Beast, который при необходимости обеспечивает короткие всплески полного мгновенного крутящего момента для системы привода».
Doosan Bobcat сотрудничал с Moog Inc., мировым разработчиком компонентов и систем управления движением, чтобы ускорить темпы исследований и разработок возможностей электронного управления T7X. «Как и Doosan Bobcat, мы считаем, что электрификация, автоматизация и связь идут рука об руку», — говорит Джон Сканнелл, председатель и генеральный директор Moog Inc.
Снятие гидросистемы потребует иного подхода со стороны навесного оборудования. Bobcat представит линейку всего-электрического навесного оборудования. Первыми будут разработаны шнек с электроприводом-, угловая щетка и грейфер.
T7X, похоже, пользуется критической поддержкой со стороны одного из лидеров индустрии аренды. Компания Sunbelt Rentals, имеющая более 1025 офисов в Северной Америке, заключила стратегическое партнерство, чтобы сделать значительные инвестиции в большой парк Bobcat T7X CTL и электрических компактных экскаваторов, которые будут объединены под сов-брендом и станут доступны в 2022 году и в последующий период. Sunbelt Rentals станет первой национальной компанией по аренде оборудования, которая примет аккумуляторную электрическую технологию Bobcat и предоставит ее клиентам, поддерживая экологические, социальные и управленческие аспекты обеих компаний.
KATO-CES позволяет клиентам отрезать шнур
KATO-CES предлагает две модели аккумуляторных электрических мини--экскаваторов - 9VXB с длиной 5 футов. 2-дюйма. глубина копания и усилие ковша 2360 фунтов, а модель 17VXB с 7-футовым. глубина копания и усилие ковша 3687 фунтов. В машинах используется стандартная гидравлическая система, поэтому вы можете использовать то же навесное оборудование, что и дизельные версии.
«Спрос есть, есть рынок, и он растет», — говорит Барт ДеХейвен, KATO-CES. «На данный момент это скорее применение в помещении и в замкнутом пространстве». Сюда входят любые приложения, связанные с пищевыми продуктами или фармацевтическими препаратами, где заказчик хочет иметь строго контролируемую среду.
Технические характеристики машины очень похожи на дизельные аналоги. «Электрический агрегат немного тяжелее дизельного, но глубина копания у него та же», — говорит ДеХейвен. «Единственный недостаток этих машин — время работы. Что касается дизельной машины, все, что вам нужно сделать, это убедиться, что в ней есть дизельное топливо, и вы можете эксплуатировать ее 24 часа в сутки, семь дней в неделю». Но электрические машины требуют времени на зарядку. «Чтобы проработать восемь часов, вам придется заряжать его от восьми до 12 часов».
Самая большая проблема с аккумуляторной машиной – это правильная ее зарядка. «Вы не можете оставить его стоять два или три месяца и не заряжать», — говорит ДеХейвен. «Бортовая компьютерная система медленно разряжает батарею». Бортовой компьютер работает практически постоянно, что позволяет осуществлять современные телематические услуги и диагностику.
Однако мощность аккумулятора лидирует, когда дело доходит до технического обслуживания и связанных с ним затрат. При использовании дизеля вам необходимо проверить воздушный фильтр, уровень масла, уровень охлаждающей жидкости и т. д. «Когда вы используете экскаватор с аккумулятором, все, что вам нужно сделать, это проверить состояние заряда на светодиодном экране», - отмечает ДеХейвен. «При использовании аккумуляторов вы не беспокоитесь о том, что фильтр DPF засорится или в него попадет плохое дизельное топливо».
С точки зрения времени автономной работы он выгодно отличается от дизельного двигателя. «Сейчас срок службы должен быть больше, чем у дизельного двигателя», — говорит ДеХейвен. Но существуют внешние факторы, такие как погода, в которой используется машина, и то, как клиенты заряжают аккумуляторы.
KATO-CES уже несколько лет предлагает-электрические версии этих машин. «Некоторые из тех же клиентов, которые годами использовали электрооборудование, сейчас выбирают аккумуляторные машины», - отмечает ДеХейвен.
«Большинство клиентов, арендующих автомобили, понимают, что аккумулятор — это лучший вариант», — говорит ДеХейвен. У розетки-электрической розетки больше ограничений. «Вы можете проложить только 200 или 300 футов шнура, входящего в комплект поставки машины, прежде чем вам придется увеличить его размер, потому что от источника питания - однофазная-фаза 230 вольт или трехфазная-фаза 480 вольт - происходит падение силы тока... чем дальше вы уходите от этого источника питания.
«С аккумуляторной машиной они могут делать все, что хотят, пока она заряжена», — продолжает он. «Вы не беспокоитесь о том, что кто-то наткнется на шнур или повредит его. Шнур полностью выдергивается из него, пока он работает с машиной. Мы не продаем столько электрических-машин, подключаемых к сети, потому что машины с аккумуляторами захватили этот рынок». Но есть кривая обучения. Требуется обучение относительно процесса зарядки и того, когда подключать машины.
В настоящее время стоимость является одним из самых больших ограничивающих факторов в более широком использовании батарей. «Их исследования и разработки очень дорогие», — говорит ДеХейвен. Это приводит к гораздо более высокой первоначальной цене покупки. «Если вы переходите от машины к машине, то аккумулятор [версии] примерно вдвое больше той же модели и того же класса дизельной машины. Во многом это связано со стоимостью самой аккумуляторной технологии. Затраты снизятся, но я не знаю, снизятся ли они когда-нибудь до того уровня, на котором они [эквивалентны] по затратам-с дизельной машиной.
«На рынке США растет потребность [в аккумуляторных машинах]. Она будет продолжать расти», — прогнозирует он. Но в настоящее время они по-прежнему являются специализированным инструментом. «Я думаю, что всегда найдется место для дизельных машин, но я также думаю, что есть место и для аккумуляторных машин. Я просто не думаю, что сейчас, когда стоимость намного выше, а время работы ограничено, они смогут в ближайшее время обогнать дизельные двигатели».
