"Vi tror at markedsaksept allerede er der nå for de spesifikke bruksområdene der dieselens utslipp, støy og krav til drivstofflagring utgjør helse-, støy- og miljørisiko," sier Joe Schinasi, Kovaco Electric. Slike scenarier inkluderer interiørkonstruksjon, landbruk og husdyr, turisme, feriesteder osv. "I disse bruksområdene er elektrisk utstyr helt klart fordelaktig.
"Når det er sagt, tror vi det kan ta ytterligere fem til ti år før elektrisk tungt utstyr går forbi diesel som en prosentandel av salget, da det er noen dvelende avhengigheter som fortsatt må løses," bemerker han, slik som batteriteknologi, batterikostnader, ladeinfrastruktur, kjøpers komfortnivå med elektrisk utstyr, etc. "Som det gjorde med elektriske personbiler til bruk, og myndighetene vil i høy grad hjelpe til med elektrisk utstyr."
Men potensielle kundehensyn må tas opp. "For at elektrisk utstyr skal bli normen, må maskiner utformes og bevises for å overvinne hovedbekymringene fra skeptiske kjøpere rundt energikapasitet, ytelse og pris," sier Lars Arnold, produktsjef elektromobilitet, Volvo Construction Equipment.
Volvos første innsats for å få aksept fra kunder er fokusert på batteri-drevne kompakte hjullastere og gravemaskiner. "Vi startet med kompakte maskiner i vår elektrifiseringsreise fordi de er allsidige og etterspurte, og de nåværende batterialternativene fungerer best på mindre maskiner for nå," sier Arnold. "For større maskiner kan det være en blanding av løsninger som energigjenvinning, brenselceller, kabelelektrisk og alternativt drivstoff.
"Om fem til ti år vil alle nye Volvo kompaktgraver- og hjullastermodeller sannsynligvis være elektriske," spår han. "Vi ser også på elektrifisering av andre maskintyper. Å elektrifisere større maskiner er fortsatt en utfordring, men det er en vi aktivt søker løsninger på. Modeller i full-størrelse vil sannsynligvis være en blanding av diesel, hybrid og elektrisk innen slutten av dette tiåret."
En helhetlig tilnærming
En helhetlig tilnærming er nødvendig når man sammenligner elektriske maskiner med deres dieseldrevne-ekvivalenter.
"Elektriske maskiner har en høyere innkjøpspris enn deres dieselekvivalenter, men de totale eierkostnadene bør vurderes når de evalueres, inkludert drivstoffbesparelser og forlenget komponentlevetid ved å ikke ha en motor, noe som reduserer de totale vedlikeholdskostnadene," sier Arnold. "State of the art litium-ion-batterier og elektriske motorer er helt vedlikeholdsfrie-. Levetiden til de elektriske batterikomponentene bør være lik eller bedre enn for dieselmotoren på en konvensjonell maskin."
Batteriteknologien fortsetter også å utvikle seg. "Litium-ionteknologien som brukes i batteriene våre er langt overlegen den gamle bly-syre- eller nikkel-kadmiumteknologien vi noen ganger tenker på i elektriske kjøretøy," sier Arnold. "Volvos avanserte batterier har ingen minneeffekt, og de opplever mindre strømtap i kalde temperaturer. Med et 12V bly-bilbatteri reduseres kapasiteten drastisk så snart det blir kaldt. Det er mindre tilfellet med disse batteriene."
Elektriske maskiner gir også verdi ved å målrette nye arbeidssegmenter. "Å ha en null-utslippsmaskin kan gi entreprenører en fordel når de byr på jobber med bærekraftsmål eller innendørs arbeid," sier Arnold. "Deres lavere støynivå kan gjøre at de kan brukes når støyrestriksjoner er på plass, som nattarbeid i tettbygde områder. Og vi hører stadig om andre nisjeapplikasjoner som ikke egner seg for konvensjonelle dieselmaskiner der en elektrisk gravemaskin eller hjullaster kan få jobben gjort."
Restverdi er et annet hensyn. Som Arnold forklarer, "Med dieselanleggsutstyr er driftstiden definert av motorens gangtid, og mange timer telles mens maskinen er inaktiv. Med elektrisk, så snart operatøren slutter å jobbe (f.eks. venter på at røret skal plasseres i en grøft han nettopp har gravd), slås motorene av og ingen driftstimer akkumuleres. Jobber som kan samle opp 60000 timer kan kun øke 60000 timer. eller 7000 timer til en sammenlignbar elektrisk maskin. Disse sparte timene lavere driftskostnader, og i sin tur reduserer de totale eierkostnadene.
Adressering av batterilevetid
Et ytelseskriterium som forblir ukjent er batterilevetid. – Vi vet ennå ikke hvor lenge batteriene vil vare i elektrisk anleggsutstyr fordi maskinene er så nye, men vi anslår at batteriet kan vare et sted rundt 10 år, sier Arnold. "Det er vanskelig å si hva kostnadene vil være innen da. I disse tidlige stadiene av bruk og videreutvikling har ladetid og batterilevetid størst rom for forbedring. Vi fortsetter å forske, utvikle og tilby et bredere spekter av lademuligheter.
«Når elektriske kjøretøy fortsetter å rulle ut på markedet, vil forbedret ladeinfrastruktur følge etter», spår han. "Batteriteknologien som brukes i utstyret vårt er veldig lik, om ikke det samme som, det som brukes i elbiler og pickuper. Etter hvert som batteriteknologien skrider frem, vil lignende oppdateringer bli implementert i anleggsutstyr."
Schinasi deler et lignende syn på batteriinnovasjon. "De primære tekniske utfordringene vi, og kundene våre, står overfor, er batteridriftstid og batterilading. Dette er det tunge utstyret som tilsvarer 'rekkeviddeangst' i elbiler. Vil batteriet vare i løpet av arbeidsskiftet? Vil det være en passende strømforsyning på stedet for å lade det (f.eks. enfase vs. trefase)? Hvor lang tid tar batteriet å lade? Dette er spørsmål vi ofte hører. "For øyeblikket adresserer [Kovaco] disse problemene ved å tilby en rekke batteri- og ladealternativer for å imøtekomme de fleste brukstilfeller." Men dette skaper de relaterte utfordringene med å administrere flere tilbud og leverandører.
Volvo Leads Charge
Volvo er ledende innen sektoren for elektriske batterier (BEV) med fem kompakte,-batteridrevne konstruksjonsalternativer i sin serie, inkludert L20 Electric og L25 Electric hjullastere, og ECR18 Electric, E18 Electric og ECR25 Electric kompakte gravemaskiner.
"I alt vi har sett så langt, tilbyr våre elektriske maskiner ytelsesnivåer som ligner på eller bedre enn deres konvensjonelle dieselekvivalenter," sier Arnold. "For eksempel har den elektriske kompaktgraveren ECR25 en gravedybde på 9 fot.
1 tommer og en brytekraft på 5020 lbf. Den elektriske kompakte hjullasteren L25 har en full-tipplast på 3,7 tonn, en dumphøyde på 8,2 fot og en 4409-lb. lastekapasitet for nyttelastgaffel.
"De få unntakene er en liten økning i kontinuerlig motorkraft og en marginalt høyere driftsvekt for ECR25 elektrisk gravemaskin," bemerker han. "Og for L25 Electric-hjullasteren har den også en marginalt høyere driftsvekt og en høyere statisk tipplast sammenlignet med dieselmodellen."
Men ytelse handler om mer enn spesifikasjoner. "Entreprenører som allerede bruker Volvos elektriske maskiner rapporterer at de ikke kan se forskjell når det gjelder ytelse," sier Arnold.
"I løpet av de tre månedene vi testet [Volvos elektriske kompaktutstyr] presterte disse maskinene eksepsjonelt, og matchet det vi ville forvente av en dieselmaskin av samme størrelse, men uten utslipp," sier Jacques Marais, direktør, Baltic Sands.
Kovaco Electric tilbyr skrens-og minilasteralternativer
I 2015 brakte Kovaco Electric Elise 900, den første helelektriske kompaktlasteren-, på markedet. Den tilbyr opptil seks timers drift med et 240 Ah batteri eller åtte timer med et 400 Ah batteri. Effektekvivalensen sammenlignet med konvensjonelle minilastere er 30,8 hk med 240 Ah batteri og 52,3 hk med 400 Ah batteri. Enheten drives av tre elektriske motorer, hvorav to brukes til kjøring og en kun for det hydrauliske systemet.
«Per våre egne interne beregninger anslår Kovaco Electric at en operatør av tungt utstyr kan spare nesten 18 000 dollar over 3 000 timer hvis de brukte vår Elise 900 elektriske kompaktlaster- over en diesel-skidstyring til sammenlignbare priser og sammenlignbart spesifisert,» sier Schinasi. "Dette representerer en besparelse på omtrent 75 % i drivstoff- og vedlikeholdskostnader. Et søk på nettet indikerer at gjennomsnittlig-slipstyringslevetid er 5000 timer. Med riktig pleie og vedlikehold bør batteriene våre overleve det. Kovaco Electric-batterier kan gi 1,700+ ladninger opp til 80 % lastekapasitet, og bør derfor vare i hele levetiden."
Selskapet tilbyr også MiniZ kompakt beltelaster. "Kovaco Electric MiniZ kompakt beltelasterens elektriske batterialternativer er priset nesten identisk eller til en liten premie sammenlignet med dieselmotorer," sier Schinasi. "Selv om den opprinnelige investeringen kan være litt høyere, rettferdiggjør driftskostnadene og vedlikeholdsbesparelsene over maskinens levetid mer enn den første investeringspremien.
"Sammenlignet med lastere i samme klasse, presterer MiniZ elektrisk laster på samme måte som sammenlignbare diesel minilastere med betydelig lavere driftskostnader," sier Schinasi. "Våre maskiner tilbyr også funksjoner som sammenlignbare dieselmaskiner ikke har, inkludert fjernstyrt-drift, øyeblikkelig dreiemoment, lavt støynivå og mange andre fordeler. Disse funksjonene introduserer en helt ny verden av potensielle bruksområder der tradisjonelle dieselmaskiner ikke kunne brukes.
"Et eksempel er landskapsarbeid tidlig om morgenen. Dieselutstyr er veldig høyt og støyforskrifter kan hindre bruk tidlig om morgenen," kommenterer han. "Derimot er MiniZ veldig stillegående og kan brukes til landskapsarbeid tidlig om morgenen og applikasjoner med minimalt med forstyrrelser."
Doosan Bobcat ruller ut alle-elektriske CTL
Doosan Bobcat avduket sin helt-elektriske Bobcat T7X kompakt beltelaster (CTL) på Consumer Electronics Show 2022 i Las Vegas 4. januar. Denne CTL er den første maskinen i sitt slag som fullstendig eliminerer all hydraulikk og komponenter, noe som resulterer i en maskin som er 10 ganger roligere enn dens dieselekvivalent-.
Den unike designen til T7X har nesten 50 % færre deler enn den diesel-hydrauliske versjonen. Den tradisjonelle hydrauliske arbeidsgruppen er fullstendig erstattet med et elektrisk drivsystem bestående av elektriske sylindre og elektriske drivmotorer, noe som betyr praktisk talt ingen væsker. Bare én liter miljøvennlig-kjølevæske kreves sammenlignet med 57 gal. av væske i den tilsvarende diesel-hydrauliske modellen. Maskinen lover å redusere daglige driftskostnader når man vurderer reduksjonen i årlige vedlikeholdskostnader og eliminering av diesel, motorolje, dieseleksosvæske og hydrauliske deler.
"Maskinen er fullt batteridrevet og er designet for å overgå sine dieselmotparter," sier Joel Honeyman, visepresident for global innovasjon, Doosan Bobcat. "Maskinen er mer intelligent og produktiv med elektrisk fremdrift. Den er stillegående med høyt-moment, og den er kraftigere enn noe som har kommet før - samtidig som den eliminerer karbonutslipp."
Den elektriske plattformen til T7X gjør at øyeblikkelig kraft og toppmoment er tilgjengelig ved alle driftshastigheter. Det er ingen forsinkelse før et standard hydraulisk system bygger opp kraft. Maskinen henter strøm fra et 62-kW litiumionbatteri utviklet med Green Machine Equipment Inc., Doosan Bobcats teknologipartner.
"Intelligensen til strømstyringssystemet er programmert til å registrere når belastningen øker," sier Honeyman. "Den trekker automatisk av strømmen når den ikke er nødvendig, så den sparer energi og kjøretid. I motsetning til dieselmotparten, bruker denne elektrisk-drevne maskinen og strømstyringsteknologien bare energi når den er på jobb." Mens den nøyaktige driftstiden vil variere fra applikasjon til applikasjon, kan bruken av intelligente arbeidsmoduser tillate opptil fire timers kontinuerlig driftstid og en hel dag med drift under periodisk bruk.
To-telematikkkommunikasjon gir integrerte data om ytelsen til maskinen, sammen med operatør-fokuserte data for å endre maskinpreferanser, justere ytelsen til bestemte jobbsituasjoner og oppgradere produktfunksjoner. Dette inkluderer variabel kjørehastighet ved fullt dreiemoment og andre funksjoner som ikke er mulig med en diesel-hydraulisk maskin.
"Vi bruker forskjellige arbeidsmoduser som vi har utviklet gjennom programvare, avhengig av oppgaven, for å spare batteristrøm," sier Honeyman. "Vi har en Eco-modus, en avansert modus og til og med en Beast-modus, som gir korte støt med fullt momentant dreiemoment til drivsystemet når det er nødvendig."
Doosan Bobcat samarbeidet med Moog Inc., en verdensomspennende utvikler av bevegelseskontrollkomponenter og -systemer, for å øke hastigheten på forskning og utvikling av de elektroniske kontrollfunksjonene til T7X. "I likhet med Doosan Bobcat tror vi at elektrifisering, automatisering og tilkobling går hånd i hånd," sier John Scannell, styreleder og administrerende direktør, Moog Inc.
Fjerning av det hydrauliske systemet vil kreve en annen tilnærming fra redskapssiden. Bobcat vil introdusere en serie med alle-elektriske vedlegg. Den første som ble utviklet inkluderer en elektrisk-drevet mateskrue, en vinkelkost og en gripe.
T7X ser ut til å ha kritisk støtte fra en av lederne i utleiebransjen. Sunbelt Rentals, som har mer enn 1025 lokasjoner i Nord-Amerika, har inngått et strategisk partnerskap for å gjøre en betydelig investering i en stor flåte av Bobcat T7X CTL-er og elektriske kompakte gravemaskiner, som vil bli co-merket og gjort tilgjengelig i 2022 og utover. Sunbelt Rentals vil være det første nasjonale utstyrsutleieselskapet som tar i bruk Bobcats batterielektriske teknologi og gjør den tilgjengelig for kundene, og støtter miljø-, sosial- og styringsfokuset for begge selskapene.
KATO-CES lar kundene kutte ledningen
KATO-CES tilbyr to modeller av batterielektriske mini-gravemaskiner - 9VXB med en 5-ft. 2-in. gravedybde og en skuffekraft på 2360 lbs., og 17VXB med en 7-ft. gravedybde og en skuffekraft på 3687 lbs. Maskinene bruker et standard hydraulisk system slik at du fortsatt kan kjøre de samme redskapene som dieselversjonene.
«Det er en etterspørsel og det er et marked, og det vokser», sier Bart DeHaven, KATO-CES. "Akkurat nå er det mer en innendørs og begrenset plass." Dette inkluderer alle applikasjoner med mat eller legemidler hvor kunden ønsker et strengt kontrollert miljø.
Maskinspesifikasjonene er veldig like dieselekvivalentene. "Den elektriske enheten er litt tyngre enn dieselenheten, men det er fortsatt samme gravedybde," sier DeHaven. "Den eneste ulempen med disse maskinene er kjøretider. På en dieselmaskin trenger du bare sørge for at den har diesel i seg og at du kan kjøre den 24 timer i døgnet, syv dager i uken." Men de elektriske maskinene krever ladetid. "Du må lade den i åtte til 12 timer for å få åtte timer ut av den."
Den største bekymringen med en batterimaskin er å lade den riktig. "Du kan ikke la den sitte i to eller tre måneder og ikke lade den," sier DeHaven. "Datasystemet ombord vil sakte tømme batteriet." Den innebygde datamaskinen kjører nesten hele tiden for å tillate moderne telematikktjenester og diagnostikk.
Batterikraft tar imidlertid ledelsen når det kommer til vedlikehold og relaterte kostnader. Med diesel må du sjekke luftfilteret, oljenivået, kjølevæskenivået osv. «Når du bruker en gravemaskin med batteri, er det bare å sjekke LED-lysskjermen for ladetilstand», bemerker DeHaven. "Med batterier er du ikke bekymret for at DPF-filteret stopper opp eller fyller dårlig diesel i det."
Når det gjelder batterilevetid, ser den ut til å sammenligne seg gunstig med dieselkraft. – Akkurat nå skal levetiden være lengre enn det du får ut av en dieselmotor, sier DeHaven. Men det er ytre påvirkninger som været der maskinen brukes og måten kundene lader batteriene på.
KATO-CES har tilbudt plugg--elektriske versjoner av disse maskinene i en årrekke. "Noen av de samme kundene som brukte det elektriske i årevis er de som går etter batterimaskinene," bemerker DeHaven.
"De fleste av utleiekundene innser at batteriet er veien å gå," sier DeHaven. Pluggen-i elektrisk har flere begrensninger. "Du kan bare kjøre 200 eller 300 fot av ledningen maskinen leveres med før du må gå opp i størrelse, for fra strømkilden - enfaset-enfase 230 volt eller tre-faset 480 volt - er det et strømfall... jo lenger du kommer unna den strømkilden.
«Med batterimaskinen kan de gjøre hva de vil så lenge den er ladet», fortsetter han. "Du er ikke bekymret for at noen kjører over ledningen eller skader ledningen. Det tar ledningen helt ut av den så langt som når de bruker maskinen. Vi selger ikke så mange elektriske plugger-i maskiner fordi batterimaskinene har tatt over det markedet." Men det er en læringskurve. Det kreves opplæring angående ladeprosessen og når maskinene skal kobles til.
For øyeblikket er kostnadene en av de største begrensende faktorene i bredere bruk av batterikraft. "Forskning og utvikling på dem er veldig dyrt," sier DeHaven. Dette resulterer i en mye høyere innledende kjøpesum. "Hvis du går maskin til maskin, er batteri [versjonen] omtrent det dobbelte av samme modell, samme klasse dieselmaskin. Mye av det har å gjøre med kostnadene for selve batteriteknologien. Kostnadene vil gå ned, men jeg vet ikke om de noen gang vil gå ned til der de er [tilsvarende] kostnadsmessig-messig med en dieselmaskin.
"Det er et økende behov [for batterimaskiner] i det amerikanske markedet. Det kommer til å fortsette å vokse," spår han. Men for øyeblikket er de fortsatt et spesialisert verktøy. "Jeg tror det alltid kommer til å være en plass for dieselmaskinen, men jeg tror også at det er en plass for batterimaskinene. Jeg tror bare ikke akkurat nå, med kostnadene som er så mye mer og kjøretidsbegrensningene, at de kommer til å gå forbi dieselen når som helst snart."
