Allanar el camino para la conversión energética: Volvo Penta electrificó un tractor portuario

Fuente: Volvo Penta

El cambio a soluciones de energía eléctrica no puede ocurrir con solo presionar un interruptor. Hay mucho que comprender y superar en lo que respecta a esta tecnología y cómo la implementarán los Fabricantes de Equipos Originales (FEO)

Para obtener una comprensión más profunda del desafiante viaje en el que deben embarcarse los FEO, Volvo Penta adquirió un tractor para terminal portuaria, una línea de productos extremadamente viable para la electrificación, y procedió a comenzar con la conversión a una línea de transmisión eléctrica en 2015.

 

“Desde el principio, sabíamos que la manipulación de materiales sería uno de los principales mercados para la electrificación, con sus conocidos ciclos de conducción, alta utilización de máquinas y el entorno fijo de un puerto con una buena infraestructura energética”, dice Peter Brankell, ingeniero de aplicaciones. y uno de los actores clave en la formación del negocio de electromovilidad industrial de Volvo Penta. “En un contexto más amplio, nos ayudaría a comprender mejor los desafíos y oportunidades en el proceso de instalación, que es primordial al diseñar soluciones de transmisión para fabricantes de equipos originales”. La mayoría de los fabricantes están capacitados para implementar un motor de combustión interna en su línea de transmisión, pero desarrollar una línea de transmisión totalmente eléctrica es un escenario completamente diferente. No solo requiere la integración de una amplia gama de componentes diferentes, sino también una compleja calibración de software y nuevas formas de métodos de prueba intensivos para optimizar el comportamiento del sistema para un rendimiento preciso en una variedad de vehículos diferentes. Además, un socio experto que ha adquirido una gran cantidad de conocimientos sobre cómo sacarle el máximo partido.

 

El equipo Volvo Penta

Otros dos jugadores clave en Volvo Penta son la ingeniera de desarrollo Kerstin Kha, que se ha centrado exclusivamente en proyectos de electromovilidad desde que se unió a la empresa desde su programa de posgrado hace 18 meses, y Felix Engström, director de proyectos de verificación, un ex piloto de pruebas marino convertido en ingeniero de pruebas de electromovilidad, a cargo de las actividades de verificación y calibración de software, pruebas de campo del cliente e instalaciones de objetos de prueba. Su pasión es contribuir al viaje de transformación de Volvo Penta para convertirse en una empresa con cero emisiones netas para 2050. “Rápidamente me di cuenta de que la electromovilidad era el área que me atraía, ya que estas innovaciones marcan una verdadera diferencia”, dice Kha. “Estoy entusiasmado con la forma en que las máquinas de la industria se adaptarán a la transformación tecnológica. ¿Cómo se puede implementar la electrificación en aplicaciones industriales y qué efecto tendrá en requisitos como el diseño, la confiabilidad, el tiempo de actividad y los niveles de ruido? ” “Aparte del desarrollo de tecnología híbrida y eléctrica, creo que el desarrollo de baterías y pilas de combustible generará mucho más”, añade Engström. “Creo que prácticamente todos los vehículos de ruedas nuevos serán completamente eléctricos para 2030, lo que habrá impulsado cambios importantes en esas tecnologías. No es una cuestión de “¿por qué nuestros socios deberían preocuparse por esto?”, Tienen que preocuparse por eso. La transformación es inevitable, comenzó hace años, incluso con tecnología relativamente primitiva “.

 

 

Horas y horas de pruebas de campo Al llevar a cabo pruebas en la vida real en el puerto sueco de Gotemburgo, el tractor se hizo funcionar inicialmente con su línea motriz diésel existente, con su rendimiento monitoreado para proporcionar una línea de base para desarrollos futuros. Para fines de prueba interna, el tractor se reconstruyó en la misma configuración híbrida en paralelo diesel-eléctrica utilizada en los autobuses híbridos de Volvo. Se realizaron simulaciones de diferentes ciclos de conducción en esta versión híbrida en paralelo diesel-eléctrica de este tractor. Esta prueba finalmente confirma un aumento del 30% en la eficiencia en un ciclo de operación típico. Estaba claro que el equipo había creado una prueba de concepto exitosa que estaba lista para recibir comentarios del mercado y podía aplicarse a aplicaciones todoterreno.

Luego, el tractor se convirtió en completamente eléctrico utilizando tecnología de electromovilidad probada de Volvo Group, a saber: las baterías y un par de motores eléctricos conectados a la caja de cambios. Sin embargo, las aplicaciones con las que está trabajando Volvo Penta tienen más restricciones de espacio en general en comparación con los camiones y vehículos de autobús Volvo. Por lo tanto, Volvo Penta adaptó la solución de embalaje de la línea de transmisión al diseño del tractor terminal. Luego se realizaron pruebas exhaustivas, con la configuración del tractor totalmente eléctrico acumulando 440 horas durante cuatro meses en el puerto, ya que todo, desde la durabilidad hasta la facilidad de conducción, se mejoró gradualmente, antes de que siguieran otras 300 horas de pruebas con modelos de simulación en una plataforma de prueba funcional en las instalaciones de Volvo Penta. en Gotemburgo. “Al principio, se trataba más de una implementación funcional que de un ajuste fino”, aclara Engström. “Queríamos asegurar la madurez del software y aprender sobre el comportamiento del sistema. Cuando encontrábamos problemas, podíamos rastrear dónde ocurrieron usando el software y ver qué teníamos que hacer para que el sistema funcionara como queríamos. Esto nos brindó un conocimiento tan valioso sobre cómo adaptar el sistema a las necesidades específicas de un FEO en el futuro “.

 

 

“Los clientes verán un mejor tiempo de actividad y un menor mantenimiento gracias a la mayor confiabilidad que han producido nuestras pruebas intensivas”, afirma Brankell. “Sin mencionar que el costo total de propiedad generalmente se reducirá en la mayor parte del mundo, y el rendimiento y la facilidad de operación serán al menos iguales. Los puertos de todo el mundo se enfrentan al desafío de quedar libres de emisiones durante la próxima década, pero pueden estar seguros de que no tendrán que conformarse con una solución de reemplazo deficiente “.

 

 

El camión de bomberos eléctrico Rosenbauer 

El tractor con línea motriz eléctrica se exhibió por primera vez en TOC 2019, y al año siguiente, una prueba más del gran potencial de la línea motriz llegó con el anuncio de que el FEO austríaco Rosenbauer lo usaría en su próximo camión de bomberos municipal, RT Revolutionary Technology. Este camión de bomberos eléctrico se construyó específicamente para aprovechar la nueva tecnología, lo que permite importantes mejoras en términos de reducir su centro de gravedad y mejorar el acceso para los bomberos que transportan equipo pesado. “El tractor terminal jugó un papel vital en la prueba y verificación del camión de bomberos eléctrico Rosenbauer”, dice Kha. “A pesar de que el tractor tiene un peso bruto vehicular mucho menor, por ejemplo, pudimos simular con precisión las pruebas antideslizantes y otros comportamientos de conducción de un camión de bomberos asegurándonos de que se colocaran las cargas correctas en los motores e inversores y se optimizara la velocidad límites del motor para evitar picos de corriente. Aprendimos a utilizar el tractor terminal como objeto de prueba para un camión de bomberos ”. “Al comienzo del proyecto, este enfoque funciona muy bien, pero más cerca de la producción, no tanto”, afirma Brankell. “En esa etapa, adaptamos uno de nuestros camiones FMX 4 × 4 con el mismo diseño de línea de transmisión, que es lo más cercano que podemos conseguir para probar la seguridad funcional en diferentes entornos. Esto también ayudó a nuestros ingenieros a decidir los cambios finales en el cableado y los componentes más pequeños “.

 

El futuro es electrico

Una vez que el camión de bomberos eléctrico de Rosenbauer entre en producción este año, el tractor terminal seguirá desempeñando un papel clave como plataforma de prueba para que los ingenieros de Volvo Penta adapten su cartera de electromovilidad a futuras asociaciones de vehículos. En general, la combinación de componentes puede permanecer sin cambios, dejando los inevitables cambios de software y cableado para satisfacer las nuevas demandas. “Aunque los tractores de terminal totalmente eléctricos ya están en el mercado, son un producto de primera generación”, dice Brankell. “Pero la mayoría de los fabricantes de equipos originales preferirían trabajar con un proveedor experimentado de líneas de transmisión que ofrezca todo el sistema de 600 V junto con una seguridad superior, confiabilidad y un soporte de posventa excepcional.

Aparte de la unidad de refrigeración activa para enfriar las baterías y la cabina, la mayoría de los componentes son componentes existentes de Volvo Group, por lo que para cuando un FEO esté listo para comenzar la producción, tendremos varios miles de vehículos en la carretera. Nuestro enfoque en el futuro en el desarrollo se centrará en una estrecha colaboración con los fabricantes de equipos originales y los operadores, como el manejo de materiales y las aplicaciones de vehículos especiales. Ya tenemos asociaciones con fabricantes de equipos originales como TICO en EE. UU. Este enfoque centrado en el cliente es fundamental para el éxito ”, concluye. “Varios puertos ya exigen que los equipos de manipulación de materiales estén libres de emisiones para 2030, lo que significa que cada nueva compra de máquinas a partir del próximo año debe estar libre de emisiones (totalmente eléctricas, HVO, etc.) si van a cambiar toda su flota. a tiempo. Con todo el conocimiento que hemos adquirido y seguimos obteniendo al probar nuestro tractor de terminal, estamos ansiosos por guiar y ayudar a nuestros clientes “.

 

La transformación de un tractor para terminales portuarias – Video

 

Volvo Penta, convierte un tractor diesel a eléctrico – Video

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