Erfolgreiche Elektrifizierung von Doosan Baggern
Mehr Nachhaltigkeit: Wie das Start-Up Electric Construction Equipment (E.C.E) die E-Mobilität in der Baubranche voranbringt
Mithilfe von Webasto Batterien und dem dazugehörigen Thermomanagement rüstet das Unternehmen Doosan Bagger um und macht sie dadurch vor Ort emissionsfrei.
Die Arbeit an der eigenen Vision begann für das niederländische Unternehmen Electric Construction Equipment (E.C.E) im Jahr 2020. Es will die Mobilität in der Baubranche voran bringen und rüstet jetzt dafür Bagger um. Eine zentrale Rolle spielt dabei die intelligente Technologie von Webasto, die in den bisher zwei verfügbaren Modellen angewendet wird.
Erschließung eines neuen Marktes mit den emissionsfreien Elektrobaggern
E.C.E wurde Ende 2020 gegründet und gehört zu Staad, einem offiziellen Importeur und Händler von Baumaschinen des Unternehmens Doosan. Bei der Umrüstung von kraftstoffbetriebenen Baggern auf Elektroantrieb stehen zunächst die zwei Modelle DX165W Electric und DX300LC Electric von Doosan im Fokus. „Unsere Serienfertigung läuft bereits und der erste Bagger ist ausgeliefert. Der Plan für das Jahr 2022 sieht bisher circa 40 weitere Maschinen vor. Die Nachfrage steigt immer weiter“, sagtPieter Staadegaard, Managing Director bei Staad.
Mit den vor Ort emissionsfreien Elektrobaggern erschließt das Unternehmen einen neuen Markt. Kunden sind zurzeit Subunternehmen aus der Baubranche, die auf die Vorteile der Maschinen setzen. In den Niederlanden bietet E.C.E. die Bagger direkt an und europaweit können andere offizielle Doosan-Händler sie für ihr Angebot erwerben.
E.C.E liefert jetzt die Antwort für zukünftige Emissionsvorgaben
Für den Schritt hin zu einer emissionsfreieren Baubranche sieht E.C.E. mehrere Gründe. Zunächst einmal wirkt sich der Einsatz der entsprechenden, elektrifizierten Maschinen im Sinne der Nachhaltigkeit positiv auf die Umwelt aus. Außerdem ist die Technologie nun ausgereift. Staadegaard betont: „Technisch gesehen können wir den Wandel schaffen. Warum warten wir also alle? Anders als die großen Hersteller sind wir als kleines Unternehmen weitaus flexibler, weshalb wir jetzt die Innovation fördern.“
Darüber hinaus unterliegt die Baubranche immer mehr Einschränkungen, vor allem in den Niederlanden, wo die Regierung einen umfassenden Plan für weniger Emissionen verfolgt. Damit sind jetzt Bauunternehmen und die an die Baubranche angeschlossene Firmen in der Pflicht, die sich daran anpassen und neue Arbeitsmittel finden müssen.
„In den Niederlanden haben wir unter anderem ein großes Problem mit Stickstoff in der Umwelt. Die Werte sind sehr hoch“, erklärtStaadegaard. „Der Einsatz der Maschinen erfolgt primär in Stadtzentren, in denen die Stickstoff- und Feinstaubemissionen gesetzlich besonders streng reguliert sind. Wir sehen daher auch in staatlichen Ausschreibungen immer häufiger, dass der Einsatz von emissionsfreien Maschinen gefordert wird – auch in Deutschland.“ In dieser Hinsicht stellen die emissionsfreien Elektrobagger von E.C.E eine ideale Lösung dar.
Zudem gibt es solche Einschränkungen nicht nur in den Niederlanden, sondern europaweit. Die Reduktion von Emissionen wird zukünftig viele Länder beschäftigen, weshalb momentan ein neuer Markt für innovative Lösungen entsteht. „Mit unserem Projekt unterstützen wir auch Doosan. Das Unternehmen interessiert sich für die E-Mobilität, kann sie aber noch nicht selbst voranbringen. Deshalb springen wir ein, hier auf dem europäischen Markt“, schildert Pieter Staadegaard.
Nachhaltiges Konzept mit austauschbaren Batterien
In den beiden Baggern von E.C.E. steckt an zentralen Stellen Technologie von Webasto. Unter anderem nutzt das Unternehmen leistungsfähige Batterien des globalen Zulieferers. Genauer gesagt: Webasto liefert anhand der detaillierten Spezifikationen von E.C.E. ein austauschbares Batteriepaket für die zwei Modelle. Die zwei Baggermodelle DX165W Electric und DX300LC Electric sind jeweils mit zwei mal zwei Standard-Batteriesystemen ausgestattet. In beiden Modellen befinden sich je zwei Batterien in einer separaten und austauschbaren Box – dem Batteriepaket mit insgesamt 140 Kilowatt Leistung.
Die austauschbaren Batteriepakete bilden jeweils ein eigenständiges System und wurden vollständig von E.C.E. mit den Komponenten von Webasto entwickelt. Dementsprechend sind sie einfach und schnell herausnehmbar und können anschließend an anderer Stelle aufgeladen werden. Zudem lassen sie sich problemlos zwischen verschiedenen Fahrzeugen tauschen. Jedes Paket verfügt über ein abgeschlossenes Heiz- und Kühlsystem, damit es bei allen äußeren Bedingungen einwandfrei funktioniert. Da die Batteriepakete im System für eine Spannung von insgesamt 800 Volt sorgen, reduziert sich die Verlustleistung auf dem Transportweg und die Übertragungsverluste werden minimiert.
Umrüstung aus einer Hand
Darüber hinaus setzt E.C.E. auch bei der Klimatisierung der Fahrerkabine auf Webasto. Eine entscheidende Rolle spielt auch die Vehicle Interface Box (VIB) von Webasto: Diese ermöglicht in Verbindung mit dem Batteriesystem die nötige Kommunikation der einzelnen Hardwarekomponenten mit der entsprechenden Software. So fungiert die VIB als effiziente Schnittstelle zwischen mehreren Batterien und dem Fahrzeug und vereint die Funktionen von Stromverteiler, Batterie-Management-System (BMS) und Sicherungen in einem robusten Gehäuse.
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 Batterieladezustandes (State of Charge, SOC) und des Alterungszustandes (State of Health) überwacht das BMS wichtige Parameter wie die Zellspannungen oder -temperaturen und gewährleistet den sicheren Betrieb der Batterien. Das Heiz- und Kühlsystem sorgt dafür, dass die Batterie beim Ladevorgang nicht überhitzt und stets die perfekte Temperatur hält. So entsteht ein umfassendes modulares Batteriesystem, das auf den Einsatz in Nutzfahrzeugen optimal zugeschnitten ist.
Durchdachtes Ladekonzept
Das Konzept der batteriebetriebenen Bagger ist optimal auf ihren Einsatz zugeschnitten. Durch die Möglichkeit, die Batterien austauschen zu können, bleibt die Einsatzdauer der Bagger erhalten: „Die Bagger stehen genau wie zuvor den ganzen Arbeitstag zur Verfügung, insgesamt acht Stunden. Zugleich können sie dieselben Aufgaben erledigen – und zwar einwandfrei bei -10 bis 35 Grad Celsius“, verdeutlicht Thijs van Hal, Chief Operating Officer bei ECE.
Webasto ist der einzige Anbieter für austauschbare Batteriepakete. Kunden haben die Möglichkeit, sie an einen Ladepunkt zu bringen und dort aufzuladen. Das hilft, wenn es z. B. auf einer Baustelle oder in einem Naturgebiet keine Lademöglichkeit gibt oder geben darf. Aufladen lassen sich die Batterien jeweils über einen Typ-II-Hochvolt-Anschluss, was eine hohe Flexibilität verspricht, denn der Typ-II-Anschluss hat sich in Europa mittlerweile als Standard durchgesetzt. So lassen sich die Nutzfahrzeuge an nahezu jedem Einsatzort sicher und schnell laden.
Darüber hinaus erfüllen die Fahrzeuge die hohen Anforderungen des Standards UN/ECE-R100. Diese europäische Richtlinie definiert sicherheitstechnische Anforderungen an Elektrofahrzeuge wie zum Beispiel den Mindest-Isolationswiderstand der HV-Komponenten und -Leitungen sowie die thermische, mechanische und elektrische Batterieprüfung.
Enge Kooperation zwischen E.C.E und Webasto
Eine der großen Herausforderungen des Projekts bestand darin, alle Komponenten eines einzelnen Batteriepakets in einem Gehäuse unterzubringen. Die Entwicklung wurde von Webasto tatkräftig unterstützt, wie Staadegaard berichtet: „Unsere Ansprechpartner*innen bei Webasto haben uns von Anfang an mit ihrem Batterie-Know-how unterstützt und damit unsere Entwicklungszeit erheblich verkürzt. In ersten Versuchen haben Batterien bei hohen Temperaturen nicht funktioniert. Zusammen mit Webasto haben wir schnell eine Lösung gefunden. Und auch in Zukunft werden wir uns weiter austauschen.“
Die Entscheidung für Webasto als Partner fiel auch aufgrund der direkten Nähe zueinander. Vor allem mit Blick auf die Covid-19-Pandemie und die damit verbundenen Herausforderungen für die Lieferketten konnte Webasto als lokaler Partner die Produkte schnell und zuverlässig bereitstellen.
„Außerdem können wir uns auf den Support verlassen, den Webasto uns und unseren Kunden europaweit bietet. Webasto sitzt jeweils direkt vor Ort, besitzt umfassendes Know-how, kennt die Maschinen und hilft daher schnell“, fügt Thijs van Hal hinzu. Gerade bei den vielen Prozessen, die auf einer Baustelle ineinandergreifen, ist Stillstand unbedingt zu minimieren, weshalb sich so ein Support bezahlt macht.
Weitere Projekte in der Zukunft
Einen Plan für weitere Projekte gibt es bereits. E.C.E verfolgt dabei einen ganzheitlichen Ansatz. „Langfristig streben wir an, alle Fahrzeuge, die auf einer Baustelle zum Einsatz kommen, zu elektrifizieren. Zudem sollen die Batteriepakete zukünftig auch als Ersatz für Generatoren dienen, die dann beispielsweise elektrische Werkzeuge mit Strom versorgen“, erklärt Thijs van Hal.
Auf jeden Fall werden die Batteriepakete auch in weiteren Nutzfahrzeugen stecken, was einen einfachen Austausch zwischen allen Fahrzeugen ermöglicht. In Zukunft will E.C.E seinen Kunden ein breites Portfolio an Nutzfahrzeugen zur Verfügung stellen – von der elektrischen Kehrmaschine bis zur elektrischen Vibrationsplatte. Aber unabhängig davon, welches Projekt als nächstes ansteht, Webasto bleibt als Partner beteiligt.