Erfolgreiche Elektrifizierung
von Doosan-Baggern
Nachhaltigkeit im Fokus
Wie das Start-up Electric Construction Equipment (E.C.E.) die E-Mobilität in der Baubranche auf die nächste Stufe hebt: Angetrieben von Webasto Batterien und Thermomanagement rüstet das Unternehmen Doosan-Bagger um, um sie auf der Baustelle emissionsfrei zu machen.
Im Jahr 2020 begann das niederländische Unternehmen Electric Construction Equipment (E.C.E.) mit der Arbeit an seiner Vision, die E-Mobilität in der Baubranche voranzutreiben. Um dieses Ziel zu erreichen, hat das Unternehmen inzwischen mit der Umrüstung von Baggern begonnen. Eine zentrale Rolle spielt dabei die intelligente Technologie von Webasto, die in den beiden bisher verfügbaren Modellen zum Einsatz kommt.
Erschließung eines neuen Marktes mit den emissionsfreien Elektrobaggern
E.C.E wurde Ende 2020 gegründet und ist Teil von Staad, einem offiziellen Importeur und Vertreiber von Doosan-Baumaschinen. Bei der Umrüstung von benzinbetriebenen Baggern auf Elektroantrieb liegt der Fokus zunächst auf den beiden Modellen DX165W Electric und DX300LC Electric von Doosan. "Unsere Serienproduktion läuft bereits und der erste Bagger wurde ausgeliefert. Der Plan für 2022 umfasst rund 40 weitere Maschinen und die Nachfrage wächst weiter", sagt Pieter Staadegaard, Geschäftsführer bei Staad.
Mit den emissionsfreien Elektrobaggern vor Ort erschließt sich das Unternehmen einen neuen Markt. Kunden sind derzeit Zulieferer aus der Bauindustrie, die auf die Vorteile der Maschinen setzen. In den Niederlanden bietet E.C.E. die Bagger direkt an, und in ganz Europa können andere offizielle Doosan-Händler sie für ihr Sortiment erwerben.
E.C.E liefert jetzt die Antwort auf zukünftige Emissionsanforderungen
E.C.E. hat mehrere Gründe für die Entwicklung hin zu einer emissionsfreien Bauindustrie identifiziert. Zum einen wirkt sich der Einsatz der elektrifizierten Maschinen im Sinne der Nachhaltigkeit positiv auf die Umwelt aus. Darüber hinaus ist die Technologie jetzt fortschrittlicher. Staadegaard betont: "Technisch können wir den Wechsel vollziehen. Warum warten wir also alle? Im Gegensatz zu den großen Herstellern sind wir als kleines Unternehmen viel flexibler, deshalb fördern wir jetzt Innovationen."
Hinzu kommt, dass die Bauindustrie zunehmend eingeschränkt ist, vor allem in den Niederlanden, wo die Regierung einen umfassenden Plan für weniger Emissionen verfolgt. Dies rückt nun Bauunternehmen und mit der Baubranche verbundene Unternehmen ins Rampenlicht, um sich anzupassen und neue Arbeitsweisen zu finden.
"In den Niederlanden haben wir ein großes Problem mit Stickstoff in der Umwelt. Die Werte sind sehr hoch", erklärt Staadegaard. "Die Maschinen kommen vor allem in Innenstädten zum Einsatz, wo Stickstoff- und Feinstaubemissionen gesetzlich besonders streng reglementiert sind. Daher sehen wir weiterhin, dass der Einsatz emissionsfreier Maschinen bei staatlichen Ausschreibungen gefordert wird – auch in Deutschland." In dieser Hinsicht sind die emissionsfreien Elektrobagger von E.C.E. eine ideale Lösung.
Darüber hinaus gibt es solche Beschränkungen nicht nur in den Niederlanden, sondern in ganz Europa. Die Reduktion von Emissionen wird in Zukunft in vielen Ländern ein Thema sein, weshalb derzeit ein neuer Markt für innovative Lösungen entsteht. "Mit unserem Projekt unterstützen wir Doosan auch dabei, die europäische Markteinführung von Elektromaschinen zu beschleunigen", ergänzt Pieter Staadegaard.
Nachhaltiges Konzept mit austauschbaren Batterien
Die beiden Bagger von E.C.E. sind an mehreren wichtigen Stellen mit Webasto Technik ausgestattet. Webasto liefert für die beiden Modelle Standard-Akkupacks, die auf den detaillierten Spezifikationen von E.C.E. basieren. Die beiden Baggermodelle DX165W Electric und DX300LC Electric sind jeweils mit zwei austauschbaren Powerboxen ausgestattet, die jeweils 4 CV-Standardbatterien enthalten. Jede Batterie liefert 35 kWh Strom, jede Powerbox liefert 140 kWh Strom, wodurch sich die verfügbare Gesamtleistung auf 280 kWh erhöht.
Diese sogenannten elektrischen Powerboxen bilden ein eigenständiges System und werden komplett von E.C.E. mit Webasto-Komponenten im Inneren entwickelt. Sie können einfach und schnell entfernt und an anderer Stelle wieder aufgeladen werden und sind leicht zwischen verschiedenen Fahrzeugen austauschbar. Jede Packung verfügt über ein in sich geschlossenes Heiz- und Kühlsystem, so dass sie unter allen äußeren Bedingungen einwandfrei funktioniert. Da die Batteriepacks im System insgesamt 800 Volt Spannung liefern, wird die Verlustleistung während des Transports reduziert und Übertragungsverluste minimiert.
Konvertierung aus einer Hand
Eine entscheidende Rolle spielt dabei die Vehicle Interface Box (VIB) von Webasto: Sie ermöglicht in Verbindung mit dem Batteriesystem die notwendige Kommunikation zwischen den einzelnen Hardwarekomponenten und der entsprechenden Software. Auf diese Weise fungiert das VIB als effiziente Schnittstelle zwischen mehreren Batterien und dem Fahrzeug, das die Funktionen von Stromverteiler, Batteriemanagementsystem (BMS) und Backup-System in einer robusten Box vereint.
Das BMS ist für die Überwachung und Steuerung des gesamten Batteriesystems sowie die Kommunikation mit den anderen Komponenten des Fahrzeugs zuständig. Neben der Berechnung des Ladezustands (SOC) und des Gesundheitszustands der Batterie überwacht das BMS wichtige Parameter wie Zellspannungen oder Temperaturen und sorgt für den sicheren Betrieb der Batterien. Das Heiz- und Kühlsystem sorgt dafür, dass der Akku während des Ladevorgangs nicht überhitzt und immer die perfekte Temperatur hält. Das Ergebnis ist ein umfassendes modulares Batteriesystem, das optimal auf den Einsatz in Nutzfahrzeugen zugeschnitten ist.
Smartes Ladekonzept
Das Konzept der Akkubagger ist optimal auf ihren Einsatz abgestimmt. Durch die Möglichkeit, die Batterien auszutauschen, bleibt die Einsatzzeit der Bagger erhalten: "Die Bagger stehen genau wie bisher zur Verfügung, für den gesamten Arbeitstag und für insgesamt acht Stunden. Gleichzeitig können sie die gleichen Aufgaben erfüllen – und das perfekt bei Temperaturen von -10 bis 35 Grad Celsius", erklärt Thijs van Hal, Chief Operating Officer bei E.C.E.
Die CV-Standardbatterie von Webasto ermöglichte es E.C.E., die austauschbaren elektrischen Powerboxen zu entwickeln. Kunden haben die Möglichkeit, sie zu einem Ladepunkt zu bringen und dort wieder aufzuladen. Dies hilft, wenn es auf einer Baustelle oder in einer ländlichen Lage keine Lademöglichkeiten gibt. Die Batterien können jeweils über einen Typ-II-Hochvolt-Stecker geladen werden, was ein hohes Maß an Flexibilität verspricht, da der Typ-II-Stecker mittlerweile in Europa zum Standard geworden ist. Damit können Nutzfahrzeuge an nahezu jedem Ort sicher und schnell geladen werden.
Darüber hinaus erfüllen die Fahrzeuge die hohen Anforderungen der Norm UN/ECE-R100. Diese europäische Richtlinie definiert Sicherheitsanforderungen für Elektrofahrzeuge, wie z. B. den Mindestisolationswiderstand von HV-Komponenten und Kabeln sowie thermische, mechanische und elektrische Batterietests.
Enge Zusammenarbeit zwischen E.C.E und Webasto
Eine der größten Herausforderungen des Projekts bestand darin, alle Komponenten eines einzigen Batteriepacks in einer Box unterzubringen. Webasto hat die Entwicklung tatkräftig unterstützt, wie Staadegaard berichtet: "Unsere Ansprechpartner bei Webasto haben uns von Anfang an mit ihrem Batterie-Know-how unterstützt und so unsere Entwicklungszeit erheblich verkürzt. In ersten Tests funktionierten Batterien bei hohen Temperaturen nicht. Gemeinsam mit Webasto haben wir schnell eine Lösung gefunden. Und wir werden uns auch in Zukunft austauschen."
Die Entscheidung für Webasto als Partner fiel auch wegen der unmittelbaren Nähe zueinander. Gerade im Hinblick auf die Covid-19-Pandemie und die damit verbundenen Herausforderungen für die Lieferketten konnte Webasto als lokaler Partner die Produkte effizient und zuverlässig bereitstellen.
"Wir können uns auch auf den Support verlassen, den Webasto uns und unseren Kunden in ganz Europa bietet. Webasto ist immer direkt vor Ort, verfügt über umfangreiches Wissen, kennt die Maschinen und kann daher schnell helfen", ergänzt Thijs van Hal. Gerade bei den vielen Prozessen, die auf einer Baustelle ineinandergreifen, ist es unerlässlich, Ausfallzeiten zu minimieren, weshalb sich eine solche Unterstützung auszahlt.
Weitere Projekte stehen bevor
Ein Plan für weitere Projekte liegt bereits vor. E.C.E. verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz. "Langfristig wollen wir alle Fahrzeuge elektrifizieren, die auf einer Baustelle eingesetzt werden. Darüber hinaus werden die Akkupacks in Zukunft auch als Ersatz für Generatoren dienen, die dann zum Beispiel Elektrowerkzeuge mit Strom versorgen", erklärt Thijs van Hal.
In jedem Fall werden sich die Batteriepacks auch in den anderen Nutzfahrzeugen befinden, was den Austausch zwischen allen Fahrzeugen erleichtert. In Zukunft will E.C.E. seinen Kunden ein breites Portfolio an Nutzfahrzeugen zur Verfügung stellen – von der elektrischen Kehrmaschine bis zur elektrischen Rüttelplatte. Doch egal, welches Projekt als nächstes kommt, Webasto bleibt als Partner dabei.
