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Der Bagger wird elektrisch: E-Antriebsstränge für schwere Nutzfahrzeuge von ABB

In der EU sind schwere Nutzfahrzeuge für 25 Prozent der CO₂-Emissionen im Verkehr verantwortlich. Die Umrüstung von einem Dieselantrieb auf elektrische Antriebe hilft, deren Treibhausgasemissionen sowie die Gesamtbetriebskosten zu senken. Wäre beispielsweise jeder Lkw in den Bergwerken weltweit elektrifiziert, könnten allein in diesem Bereich pro Tag 198.000 t CO₂ eingespart werden. Auch sind die Wartungskosten batterieelektrischer Fahrzeuge in Bergwerken um 20-30 Prozent und die Kraftstoffkosten um 40-60 Prozent geringer als bei bestehenden Diesel-Lkws.

Noch gibt es jedoch Widerstände gegen die Fahrzeugelektrifizierung. Unter anderem ist der Anschaffungspreis für Hybrid- und Elektroantriebe derzeit höher als für dieselbetriebene Fahrzeuge. Dem stehen wichtige Treiber für eine Elektrifizierung gegenüber. So werden zunehmend Klimastrategien von Regierungen und Städten in öffentliche Ausschreibungen einbezogen. Verstärkt richtet sich der Blick auch auf die Gesamtkosten elektrischer Antriebe. Künftig werden höhere Produktionsvolumina sowie technologische Fortschritte die Preise für schwere Maschinen deutlich senken. Um Nutzfahrzeuge elektrisch anzutreiben, sind wegen ihres hohen Gewichts leistungsfähigere Batterien notwendig als beispielsweise für E-Autos. Darüber hinaus muss die Batterie extremen Bedingungen wie starken Vibrationen auf Baustellen standhalten.

Einfacher Umstieg auf elektrische Antriebe

Um die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen rentabel und praktikabel zu gestalten, bietet ABB Motion ein breites Portfolio von nachhaltigen Antriebslösungen für schwere Nutzfahrzeuge, die etwa im Tage- und Untertagebau, für den Material- und Frachtumschlag, auf Baustellen, in Spezialanwendungen sowie in der Land- und Forstwirtschaft eingesetzt werden.

Die Motoren der Typenreihe AMXE eignen sich besonders für die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen. Die permanentmagnetunterstützten Synchronreluktanzmotoren in Leistungsstufen von 24 bis 240 kW erreichen eine Spitzenleistung von bis zu 520 kW und Drehzahlen von bis zu 5.000 U/min. Sie stehen in vier verschiedenen Baugrößen mit Spitzenmomenten von bis 600 Nm in der kleinsten und bis 3.300 Nm in der größten Baugröße zur Verfügung. Die Motoren können als Fahr- oder Hilfsantrieb eingesetzt werden. Im Vergleich zu Verbrennungsmotoren unterscheiden sie sich durch ein volles Drehmoment bei Drehzahl null, regenerativer Bremsung, Überlastbarkeit, niedrigere Kühlmitteltemperaturen und einen höheren Wirkungsgrad. Durch ihre kompakte Bauweise und eine hohe Drehmomentdichte erleichtern die Motoren die Installation einer Batterie.

Der kompakte und robuste mobile Umrichter HES880 wurde speziell für den Einsatz in elektrischen Antriebssträngen in Baumaschinen und Baufahrzeugen entwickelt. Der Wechselrichter für Fahrmotoren und Generatoren bis zu 510 kW Dauerbetrieb und bis 760 kW Spitzenleistung ist in drei verschiedenen Baugrößen mit Spannung von 320 V_DC bis 750 V_DC (350 A, 600 A und 900 A) verfügbar. Das Modul kann als Netzumrichter, Motorwechselrichter oder DC/DC-Wandler genutzt werden. Der HES880 verfügt standardmäßig über die integrierte Funktion „Safe Torque Off“ (STO) und ist optional mit einem integrierten Brems-Chopper erhältlich. Er wird einfach per Steckverbinder installiert.

Eine wichtige Rolle kommt außerdem dem System BORDLINE ESS (Energy Storage System) für die fahrzeugseitige Energiespeicherung zu. Die Batteriemodule des leistungsstarken Energiespeichersystems auf der Basis von Lithium-Ionen-Batterien lassen sich zu einem modularen Batteriepaket in Reihe schalten. Die modulare Bauweise der Batterie ermöglicht eine einfache Skalierung der installierten Energie sowie die Unterbringung auf dem Dach, im Maschinenraum oder unter dem Fahrzeugboden.

Die Lösungen von ABB für den elektrischen Antriebsstrang haben gemeinsam, dass sie sich einfach und flexibel installieren lassen. Denn einfache Konfigurier- und Skalierbarkeit sind wichtige Voraussetzungen für die Umrüstung von Baufahrzeugen auf elektrische Antriebe. www.abb.com

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