"Creiem que l'acceptació del mercat ja hi és per a aquells usos específics on les emissions del dièsel, el soroll i els requisits d'emmagatzematge de combustible presenten riscos per a la salut, el soroll i el medi ambient", diu Joe Schinasi, Kovaco Electric. Aquests escenaris inclouen la construcció d'interiors, l'agricultura i la ramaderia, el turisme, els centres turístics, etc. "En aquestes aplicacions, l'equip elèctric és clarament avantatjós.
"Dit això, creiem que poden passar de cinc a deu anys més perquè els equips elèctrics pesats superin el dièsel com a percentatge de vendes, ja que hi ha algunes dependències persistents que encara s'han de resoldre", assenyala, com ara la tecnologia de les bateries, el cost de les bateries, la infraestructura de càrrega, el nivell de comoditat del comprador amb equips elèctrics, etc.
Però s'han d'abordar les preocupacions dels clients potencials. "Perquè l'equip elèctric es converteixi en la norma, les màquines s'han de dissenyar i provar per superar les principals preocupacions expressades pels compradors escèptics sobre la capacitat, el rendiment i el preu de l'energia", diu Lars Arnold, director de producte electromobilitat de Volvo Construction Equipment.
Els esforços inicials de Volvo per aconseguir l'acceptació dels clients se centren en les carregadores i excavadores de rodes compactes amb bateria-. "Vam començar amb màquines compactes en el nostre viatge d'electrificació perquè són versàtils i tenen una gran demanda, i les opcions actuals de bateries funcionen millor en màquines més petites de moment", diu Arnold. "Per a màquines més grans, pot ser una barreja de solucions com la recuperació d'energia, piles de combustible, cable elèctric i combustibles alternatius.
"D'aquí a cinc o deu anys, tots els nous models d'excavadora compacta i carregadora de rodes Volvo probablement seran elèctrics", prediu. "També estem estudiant l'electrificació d'altres tipus de màquines. Electrificar màquines més grans continua sent un repte, però és un repte per al qual busquem activament solucions. Els models de mida completa-probablement seran una barreja de dièsel, híbrid i elèctric a finals d'aquesta dècada".
Un enfocament holístic
És necessari un enfocament holístic quan es comparen les màquines elèctriques amb els seus equivalents-dièsel.
"Les màquines elèctriques tenen un preu de compra més elevat que els seus equivalents dièsel, però s'ha de tenir en compte el cost total de propietat a l'hora d'avaluar-les, inclòs l'estalvi de combustible i la vida útil prolongada dels components de no tenir un motor, la qual cosa redueix els costos generals de manteniment", diu Arnold. "Les bateries d'ió de liti d'última generació-i els motors elèctrics són totalment lliures de manteniment-. La vida útil dels components elèctrics de la bateria hauria de ser igual o millor que la del motor dièsel d'una màquina convencional".
La tecnologia de les bateries també continua progressant. "La tecnologia de-ió de liti que s'utilitza a les nostres bateries és molt superior a l'antiga tecnologia de plom-àcid o níquel-cadmi que de vegades pensem en els vehicles elèctrics", diu Arnold. "Les bateries avançades de Volvo no tenen efecte de memòria i experimenten menys pèrdua d'energia a temperatures baixes. Amb una bateria de cotxe de plom-àcid de 12 V, la capacitat es redueix dràsticament tan bon punt es refreda. Això és menys el cas d'aquestes bateries".
Les màquines elèctriques també afegeixen valor orientant-se a nous segments de treball. "Tenir una màquina d'emissions zero-podria donar avantatges als contractistes a l'hora de licitar feines amb objectius de sostenibilitat o treballs a l'interior", diu Arnold. "Els seus nivells de soroll més baixos podrien permetre'ls utilitzar quan hi ha restriccions de soroll, com el treball nocturn en zones densament poblades. I constantment estem escoltant altres aplicacions de nínxol inadequades per a màquines dièsel convencionals on una excavadora elèctrica o una carregadora de rodes poden fer la feina".
El valor residual és una altra consideració. Com explica Arnold, "Amb els equips de construcció dièsel, el temps de funcionament es defineix pel temps de funcionament del motor, i es compten moltes hores mentre la màquina està inactiva. Amb l'electricitat, tan bon punt l'operari deixa de treballar (per exemple, esperant que es col·loqui la canonada a una rasa que acaba d'excavar), els motors s'apaguen i no s'acumulen hores de funcionament. o 7.000 hores a una màquina elèctrica comparable Aquestes hores redueixen els costos d'operació i, al seu torn, ajuden a millorar el valor de revenda.
Abordant la durada de la bateria
Un criteri de rendiment que segueix sent desconegut és la durada de la bateria. "Encara no sabem quant de temps duraran les bateries en equips elèctrics de construcció perquè les màquines són tan noves, però calculem que la bateria podria durar uns 10 anys", diu Arnold. "És difícil dir quins costos seran per llavors. En aquestes primeres etapes d'ús i desenvolupament posterior, el temps de càrrega i la durada de la bateria tenen més marge de millora. Continuem investigant, desenvolupant i oferint una gamma més àmplia d'opcions de càrrega.
"A mesura que els vehicles elèctrics continuïn llançant-se al mercat, la millora de la infraestructura de càrrega seguirà el mateix", prediu. "La tecnologia de bateries que s'utilitza en els nostres equips és molt semblant, si no la mateixa, a la que s'utilitza en cotxes elèctrics i camionetas. A mesura que avança la tecnologia de les bateries, s'implementaran actualitzacions similars als equips de construcció".
Schinasi comparteix una visió similar sobre la innovació de les bateries. "Els principals reptes tècnics als quals ens enfrontem i els nostres clients són la durada del temps d'execució de la bateria i la càrrega de la bateria. Aquest és l'equip pesat equivalent a 'ansietat d'autonomia' en els cotxes elèctrics. Durarà la bateria durant el torn de treball? Hi haurà una font d'alimentació adequada al lloc per carregar-la (per exemple, monofàsica o trifàsica)? Quant de temps trigarà a carregar la bateria? "Actualment, [Kovaco aborda] aquests problemes oferint una varietat d'opcions de bateria i càrrega per adaptar-se a la majoria dels casos d'ús". Però això crea els reptes relacionats amb la gestió de múltiples ofertes i proveïdors.
Volvo lidera la càrrega
Volvo lidera la càrrega en el sector dels vehicles elèctrics amb bateria (BEV) amb cinc opcions de construcció compactes amb bateria-a la seva línia, incloses les carregadores de rodes L20 Electric i L25 Electric i les excavadores compactes ECR18 Electric, E18 Electric i ECR25 Electric.
"En tot el que hem vist fins ara, les nostres màquines elèctriques ofereixen nivells de rendiment similars o millors que els seus equivalents dièsel convencionals", afirma Arnold. "Per exemple, l'excavadora compacta elèctrica ECR25 té una profunditat d'excavació de 9 peus.
1 polzada i una força de trencament de 5.020 lbf. La carregadora de rodes compacta L25 elèctrica té una càrrega de volcà-de gir complet de 3,7 tones, una alçada d'abocament de 8,2 peus i una càrrega de 4.409 lliures. Capacitat de càrrega de la forquilla de càrrega útil.
"Les poques excepcions són un lleuger augment de la potència del motor contínua i un pes operatiu marginalment superior per a l'excavadora elèctrica ECR25", assenyala. "I per a la carregadora de rodes elèctrica L25, també té un pes operatiu lleugerament més elevat i una càrrega estàtica de basculació més elevada en comparació amb el model dièsel".
Però el rendiment és més que especificacions. "Els contractistes que ja utilitzen màquines elèctriques Volvo informen que no poden notar la diferència pel que fa al rendiment", diu Arnold.
"Durant els tres mesos que vam provar [l'equip compacte elèctric de Volvo], aquestes màquines van tenir un rendiment excepcional, coincidint amb el que esperaríem d'una màquina dièsel de la mateixa mida però sense emissions", diu Jacques Marais, director de Baltic Sands.
Kovaco Electric ofereix opcions de minicarregador i-minicarregador
El 2015, Kovaco Electric va llançar al mercat l'Elise 900, la primera minicarrega-completament elèctrica. Ofereix fins a sis hores de funcionament amb una bateria de 240 Ah o vuit hores amb una bateria de 400 Ah. L'equivalència de potència en comparació amb les minicargadores convencionals és de 30,8 CV amb bateria de 240 Ah i 52,3 CV amb bateria de 400 Ah. La unitat és accionada per tres motors elèctrics, dos dels quals s'utilitzen per viatjar i un només per al sistema hidràulic.
"Segons els nostres propis càlculs interns, Kovaco Electric calcula que un operador d'equips pesats podria estalviar prop de 18.000 dòlars en 3.000 hores si fes servir la nostra carregadora elèctrica Elise 900 amb una minicarregadora dièsel de preu comparable i amb especificacions comparables", diu Schinasi. "Això representa un estalvi d'aproximadament un 75% en costos de combustible i manteniment. Una cerca en línia indica que la vida útil mitjana-de la miniatura és de 5.000 hores. Amb una cura i un manteniment adequats, les nostres bateries haurien de durar més que això. Les bateries de Kovaco Electric poden proporcionar 1,{15}} càrrega fins a un 80% de la seva capacitat i, per tant, haurien de durar més la vida útil".
L'empresa també ofereix la carregadora compacta MiniZ. "Les opcions de bateries elèctriques de la carregadora de cadenes compactes Kovaco Electric MiniZ tenen un preu gairebé idèntic o una lleugera prima en comparació amb els homòlegs de motors dièsel", diu Schinasi. "Si bé la inversió inicial pot ser lleugerament superior, els costos operatius i els estalvis de manteniment durant la vida útil de la màquina justifiquen més que la prima de despesa de capital inicial.
"En comparació amb les carregadores de la mateixa classe, la carregadora elèctrica MiniZ funciona de manera similar a les minicarregadores dièsel comparables amb costos operatius significativament més baixos", diu Schinasi. "Les nostres màquines també ofereixen característiques que no tenen les màquines dièsel comparables, com ara el funcionament-remot, el parell instantani, el baix nivell de soroll i molts altres avantatges. Aquestes funcions introdueixen un món completament nou d'aplicacions potencials on no es podrien utilitzar les màquines dièsel tradicionals.
"Un exemple són les aplicacions de paisatgisme a primera hora del matí. Els equips dièsel són molt forts i les ordenances de soroll poden evitar l'ús d'hora al matí", comenta. "En canvi, el MiniZ és molt silenciós i es podria utilitzar per a jardins i aplicacions a primera hora del matí amb una pertorbació mínima".
Doosan Bobcat llança tot el-CTL elèctric
Doosan Bobcat va presentar el 4 de gener de 4 de gener al Consumer Electronics Show 2022 de Las Vegas la seva carregadora de cadena compacta Bobcat T7X totalment elèctrica -T7X. Aquesta CTL és la primera màquina d'aquest tipus que elimina totalment tots els components hidràulics i el resultat és una màquina 10 vegades més silenciosa que el seu equivalent dièsel{5}}.
El disseny únic del T7X té gairebé un 50% menys de peces que la versió hidràulica-dièsel. El grup de treball hidràulic tradicional s'ha substituït completament per un sistema d'accionament elèctric format per cilindres elèctrics i motors d'accionament elèctrics, la qual cosa significa pràcticament sense fluids. Només es necessita un quart de líquid de refrigeració ecològic-en comparació amb 57 gal. de fluid en el model hidràulic-dièsel equivalent. La màquina promet reduir els costos operatius diaris quan es considera la reducció dels costos anuals de manteniment i l'eliminació de gasoil, oli de motor, fluid d'escapament dièsel i peces hidràuliques.
"La màquina funciona totalment amb bateria i està dissenyada per superar els seus homòlegs dièsel", diu Joel Honeyman, vicepresident d'innovació global de Doosan Bobcat. "La màquina és més intel·ligent i productiva amb la propulsió elèctrica. És silenciosa amb un parell d'alt rendiment-i és més potent que qualsevol altra cosa que s'ha produït abans de - tot eliminant les emissions de carboni".
La plataforma elèctrica del T7X permet que la potència instantània i el parell màxim estiguin disponibles a cada velocitat de funcionament. No hi ha cap demora perquè un sistema hidràulic estàndard augmenti la potència. La màquina treu energia d'una bateria d'ions de liti de 62-kW desenvolupada amb Green Machine Equipment Inc., soci tecnològic de Doosan Bobcat.
"La intel·ligència del sistema de gestió d'energia està programada per detectar quan les càrregues augmenten", diu Honeyman. "Apaga automàticament l'energia quan no es necessita, de manera que conserva l'energia i el temps d'execució. A diferència del seu homòleg dièsel, aquesta màquina elèctrica-i la tecnologia de gestió de l'energia només consumeixen energia quan està treballant". Tot i que el temps d'execució exacte variarà segons l'aplicació, l'ús de modes de treball intel·ligents pot permetre fins a quatre hores de temps de funcionament continu i un dia complet de funcionament durant l'ús intermitent.
La-comunicació telemàtica bidireccional proporciona dades integrals sobre el rendiment de la màquina, juntament amb dades enfocades a l'operador-per canviar les preferències de la màquina, ajustar el rendiment a determinades situacions de treball i actualitzar les característiques del producte. Això inclou la velocitat de conducció variable a parell màxim i altres funcions que no es poden fer amb una màquina hidràulica dièsel-.
"Fem servir diferents modes de treball que hem desenvolupat mitjançant programari, depenent de la tasca, per ajudar a conservar l'energia de la bateria", diu Honeyman. "Tenim un mode Eco, un mode avançat i fins i tot un mode Beast, que proporciona ràfegues curtes de parell instantani complet al sistema de conducció quan sigui necessari".
Doosan Bobcat va col·laborar amb Moog Inc., un desenvolupador mundial de components i sistemes de control de moviment, per accelerar el ritme de recerca i desenvolupament de les capacitats de control electrònic del T7X. "Com Doosan Bobcat, creiem que l'electrificació, l'automatització i la connectivitat van de la mà", diu John Scannell, president i conseller delegat de Moog Inc.
L'eliminació del sistema hidràulic requerirà un enfocament diferent del costat de l'acoblament. Bobcat introduirà una línia de tots els-accessoris elèctrics. Els primers que s'han desenvolupat inclouen una barrena-accionada elèctricament, una escombra angular i una grapa.
El T7X sembla comptar amb el suport crític d'un dels líders de la indústria del lloguer. Sunbelt Rentals, que té més de 1.025 ubicacions a Amèrica del Nord, ha signat una associació estratègica per fer una inversió important en una gran flota d'excavadores compactes elèctriques Bobcat T7X i CTL, que tindran la marca co-i es posaran a disposició el 2022 i més enllà. Sunbelt Rentals serà la primera empresa nacional de lloguer d'equips que adoptarà la tecnologia elèctrica de bateries de Bobcat i la posarà a disposició dels clients, donant suport a l'enfocament mediambiental, social i de governança d'ambdues empreses.
KATO-CES permet als clients tallar el cable
KATO-CES ofereix dos models de mini-excavadores elèctriques de bateria- la 9VXB amb un 5 peus. 2-in. profunditat d'excavació i una força de la galleda de 2.360 lliures, i el 17VXB amb una força de 7 peus. profunditat d'excavació i una força de cub de 3.687 lliures. Les màquines utilitzen un sistema hidràulic estàndard, de manera que encara podeu executar els mateixos accessoris que les versions dièsel.
"Hi ha una demanda i hi ha un mercat, i està creixent", diu Bart DeHaven, KATO-CES. "Ara mateix, és més una aplicació d'espai interior i confinat". Això inclou qualsevol aplicació amb aliments o productes farmacèutics on el client desitgi un entorn estrictament controlat.
Les especificacions de la màquina són molt semblants a les equivalents de dièsel. "La unitat elèctrica és una mica més pesada que la unitat dièsel, però encara té la mateixa profunditat d'excavació", diu DeHaven. "L'únic inconvenient d'aquestes màquines són els temps d'execució. En una màquina dièsel, només cal assegurar-se que tingui dièsel i que pugui funcionar les 24 hores del dia, els set dies de la setmana". Però les màquines elèctriques requereixen un temps de càrrega. "Has de carregar-lo de vuit a 12 hores per treure'n vuit hores".
La preocupació més gran d'una màquina de bateria és carregar-la correctament. "No es pot deixar reposar durant dos o tres mesos i no carregar-lo", diu DeHaven. "El sistema informàtic de bord esgotarà lentament la bateria". L'ordinador de bord està funcionant gairebé tot el temps per permetre serveis i diagnòstics telemàtics moderns.
L'energia de la bateria pren la iniciativa, però, quan es tracta de manteniment i costos relacionats. Amb el gasoil s'ha de comprovar el filtre d'aire, el nivell d'oli, el nivell de refrigerant, etc. "Quan utilitzeu una excavadora amb bateria, només heu de comprovar l'estat de càrrega de la pantalla LED", assenyala DeHaven. "Amb les bateries, no us preocupa que el filtre DPF s'aturi o hi posi combustible dièsel defectuós".
Pel que fa a la durada de la bateria, sembla que es compara favorablement amb la potència dièsel. "Ara mateix, la vida hauria de ser més llarga que la que s'obté d'un motor dièsel", diu DeHaven. Però hi ha influències externes, com ara el clima on s'utilitza la màquina i la manera com els clients carreguen les bateries.
KATO-CES ofereix versions elèctriques-d'aquestes màquines des de fa uns quants anys. "Alguns dels mateixos clients que van fer servir l'electricitat durant anys són els que van darrere de les màquines de bateries", assenyala DeHaven.
"La majoria dels clients de lloguer s'adonen que la bateria és el camí a seguir", diu DeHaven. L'endoll-electric té més limitacions. "Només podeu fer servir 200 o 300 peus del cable amb què ve la màquina abans d'haver d'augmentar la mida, perquè des de la font d'alimentació - monofàsica de 230 volts o de-trifàsica de 480 volts - hi ha una caiguda d'amperatge... com més allunyeu-vos d'aquesta font d'alimentació.
“Amb la màquina de bateries, poden fer el que vulguin sempre que estigui carregada”, continua. "No us preocupa que algú passi per sobre del cable o el danyi. Se'n treu completament el cable tan lluny com quan fan servir la màquina. No venem tantes màquines d'endoll elèctric- perquè les màquines de bateries s'han apoderat d'aquest mercat". Però hi ha una corba d'aprenentatge. Es requereix educació sobre el procés de càrrega i quan connectar les màquines.
Actualment, el cost és un dels principals factors limitants en l'adopció més àmplia de l'energia de la bateria. "La investigació i el desenvolupament sobre ells és molt car", diu DeHaven. Això es tradueix en un preu de compra inicial molt més elevat. "Si aneu de màquina a màquina, la bateria [versió] és aproximadament el doble del mateix model, la mateixa classe de màquina dièsel. Molt d'això té a veure amb el cost de la tecnologia de la bateria en si. Els costos es reduiran, però no sé si arribaran mai a on són [equivalents] en termes de cost-con una màquina dièsel.
"Hi ha una necessitat creixent [de màquines de bateries] al mercat nord-americà. Continuarà creixent", prediu. Però actualment, segueixen sent una eina especialitzada. "Crec que sempre hi haurà un lloc per a les màquines dièsel, però també crec que hi ha un lloc per a les màquines de bateries. No crec que ara mateix, amb un cost molt més gran i les limitacions de temps de funcionament, que superin el dièsel aviat".
