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SI/502431
Elektro-Einachser – Vollelektrischer Einachsgeräteträger
Zusammenfassung
Nachhaltige und emissionsfreie Einachsgeräteträger können in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt werden. Damit diese jedoch wirtschaftlich und sinnvoll eingesetzt werden können, müssen sowohl Laufzeit als auch die Anschaffungskosten stimmen. Ziel ist es, durch eine von Grund auf neu entwickelte Maschine, die Effizienz so weit zu steigern, dass viele Arbeiten mit der batteriebetriebenen Maschine erledigt werden können. Dabei liegt der Fokus auf der effizienten Ansteuerung der Elektromotoren und dem Verzicht der Hydraulik. Die Batterien bilden dabei das Herzstück und werden schwerpunktoptimiert in die Maschine integriert. Die Universalschnittstelle für bestehende Anbaugeräte verschiedener Hersteller soll dabei erhalten bleiben. Im Rahmen dieses Projektes sollen drei Prototypen aufgebaut werden. In der Felderprobung sollen Erkenntnisse zur Robustheit, Bedienbarkeit, Laufzeit und effektiven Effizienzsteigerung gewonnen werden.
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Schlussbericht
Nachhaltige und emissionsfreie Einachsgeräteträger können in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt werden. Damit diese jedoch wirtschaftlich und sinnvoll eingesetzt werden können, müssen sowohl Laufzeit als auch die Anschaffungskosten stimmen. Ziel ist es, durch eine von Grund auf neu entwickelte Maschine, die Effizienz so weit zu steigern, dass viele Arbeiten mit der batteriebetriebenen Maschine erledigt werden können. Dabei liegt der Fokus auf der effizienten Ansteuerung der Elektromotoren und dem Verzicht der Hydraulik. Die Batterien bilden dabei das Herzstück und werden schwerpunktoptimiert in die Maschine integriert. Die Maschine besitzt drei separate Antriebe. Pro Rad ist jeweils ein Elektromotor mit einem Getriebe verbaut und für die Anbaugeräte ein weiterer Elektromotor. Dieses Antriebskonzept ermöglicht einen sehr effizienten Betrieb, da das Anbaugerät mit der optimalen Drehzahl betrieben wird und nicht direkt abhängig ist von der Fahrgeschwindigkeit. Weiter bietet dieses Konzept die Möglichkeit Steuerungstechnisch neue Feautures zu implementieren, wie zum Beispiel das Wenden auf der Stelle, automatisches abschalten des Anbaugeräts während dem Zurückfahren oder auch das Rückwärtsdrehen der Schneefräse, wenn diese verstopft ist. Zudem verfügt sie über eine Universalschnittstelle für bestehende Anbaugeräte verschiedener Hersteller. Im Rahmen dieses Projektes sind drei Prototypen erfolgreich entwickelt, aufgebaut und getestet worden. Diverse Feldtests haben die Tauglichkeit in verschiedensten Einsatzbereichen bewiesen. Die Rückmeldungen von Fachpersonen sind sehr positiv und bestätigen die Konkurrenzfähigkeit mit vergleichbaren Einachsgeräteträgern anderer Hersteller. Die Anschaffungskosten sind zwar höher als bei der Konkurrenz, aber die geringeren Wartungskosten und der tiefere Ressourcenverbrauch dank gesteigerter Effizienz, machen die Maschine auch wirtschaftlich Konkurrenzfähig. Vergleichsmessungen bezüglich Verbrauch, Lärm und Vibrationen zwischen der neue entwickelten Maschine mit einzelnen Elektroantrieben (monotrac), einem konventionellen Einachser mit Verbrennungsmotor (Verbrenner) und einem Einachser mit elektrohydraulischem Antrieb (ePowerUnit) haben folgende Ergebnisse über verschiedene Einsätze gezeigt: Reduktion des Energieverbrauchs: • ePowerUnit gegenüber Verbrenner → ~81-84% • Monotrac gegenüber ePowerUnit → ~17-20% • Monotrac gegenüber Verbrenner → ~84-87% Damit können mit einer Maschine Jährlich bis zu 2.7Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden. Bei den Vibrations- und Schallpegelbelastung ist der Einfluss der Anbaugeräte deutlich zu erkennen. Die neu entwickelte Maschine zeigt eine Reduktion der Vibrationsbelastung für den Bediener von durchschnittlich mehr als Faktor drei. Bei der Lärmbelastung ist einer Reduktion von 8dBa gegenüber dem Verbrenner gemessen worden. Was ein Arbeiten ohne Gehörschutz ermöglicht. Ein vollelektrischer Einachsgeräteträger ist ökologisch und kommerziell sinnvoll, wenn er mehr als 150 Stunden pro Jahr im Einsatz ist. Um viele Anwendungen abzudecken ist es wichtig, dass auch Anbaugeräte für den Kommunalbereich gut abgestimmt und effizient betrieben werden können. Es wird aktuell bereits, basierend auf den gesammelten Erkenntnissen der Prototypen, an einer überarbeiteten Version gearbeitet. Auch laufen Vorbereitungen für die Serienfertigung, welche noch im Jahr 2024 mit einer ersten Kleinserie anlaufen wird.
Projektdetails
- Forschungsstelle
- BFE
- Projektstatus
- Abgeschlossen
- Projekttyp
- Forschungsprojekt
- Startdatum
- 2022-02-28
- Enddatum
- 2025-09-29
- Bewilligte Gesamtkosten
- CHF 310285.00
- Sektion
- Mobilität
- NABS Politikbereich
- Erzeugung, Verteilung und rationelle Nutzung der Energie