Rexroth’s flexibele basis voor toekomstige bouwmachines

Machinefabrikanten uit alle sectoren erkennen dat elektrische aandrijvingen een belangrijke pijler zijn voor een toekomstbestendig en duurzaam productportfolio. Om de elektrificatie van off-highway machines te ondersteunen en te promoten, introduceerde Bosch Rexroth een jaar geleden eLION, een uitgebreid portfolio van componenten voor de elektrificatie van mobiele machines. Bij de introductie werd de nadruk gelegd op de drie belangrijkste eigenschappen van het nieuwe productplatform: schaalbaarheid, robuustheid en functionele veiligheid.

De elektrische 700 V eLION motor-generatoren dekken een nominaal vermogensbereik van 20 tot 200 kW (piekvermogen tot 400 kW) en leveren nominale koppels tot 1050 Nm en maximale koppels tot 2400 Nm. Ze zijn verkrijgbaar in vier maten, elk met verschillende lengtes en motorwikkel-configuraties en, afhankelijk van het ontwerp, als een snel of langzaam roterende variant. Dit resulteert in meer dan tachtig mogelijke configuraties. Het biedt fabrikanten de grootst mogelijke ontwerpvrijheid voor de elektrificatie van bestaande en nieuwe voertuigontwerpen.

Passend bij het motorenportfolio biedt eLION ook omvormers aan in verschillende prestatieklassen met een continue stroom tot 300 A en een hoge overbelastingscapaciteit. De omvormers ondersteunen tussenkringspanningen van 400 tot 850V. Versnellingsbakken met een hoge vermogensdichtheid voor wiel- en centrale aandrijvingen (eGFT en eGFZ) maken eveneens deel uit van het portfolio. Ze maken compacte aandrijfeenheden mogelijk voor een breed scala aan toepassingen.

Voor het gehele eLION-platform zijn BODAS-softwaremodules beschikbaar, evenals geschikte hydraulische componenten zoals axiale plunjerpompen. Andere elektrische componenten zoals DC/DC-converters, stroomverdelingseenheden, boordladers en hoogspanningskabels maken het assortiment compleet, zodat fabrikanten kunnen vertrouwen op holistische oplossingen, ongeacht de energiebron (bijv. hybride of batterij-elektrisch).

Functionele veiligheid

De engineers van eLION vertrouwden vanaf het begin op de interne ervaring bij Bosch Rexroth met elektrische industriële aandrijvingen en uitgebreide branchekennis van mobiele machines. Daarnaast was er de jarenlange expertise van Bosch op het gebied van elektromobiliteit. Dankzij de volledig nieuwe ontwikkeling van de componenten waren er geen compromissen nodig met betrekking tot de zware bedrijfsomstandigheden op bouwterreinen.

De eLION-motoren/generatoren en omvormers zijn dienovereenkomstig robuust uitgevoerd: allen voldoen ze aan de IP6K9K en kunnen worden gebruikt in het temperatuurbereik van -40°C tot 85°C. De temperatuurlimiet van de motoren/generatoren is zelfs 100°C. De schok- en trillingsbestendigheid van de eLION-componenten ligt bij 50 g schokken en 10 g trillingen. Bijzondere aandacht bij de productontwikkeling ging uit naar functionele en elektrische veiligheid. Zowel fabrikanten als gebruikers profiteren van de veiligheidsfuncties van de omvormer volgens ISO 13849.

Elektronisch gestuurde hydrauliek

Het elektrificeren van de rijaandrijvingen van bouwmachines is één, het elektrificeren van de werkhydrauliek is een heel ander verhaal. Dan blijken hydraulische aandrijvingen niet zomaar te vervangen door elektrische. Wel is het mogelijk om de werkhydrauliek nauwkeuriger en energie-efficiënter te maken. Daarom introduceerde Rexroth onlangs een nieuwe elektro/hydraulische oplossing.

De elektronisch gestuurde hydraulische architectuur eOC (electronic Open Circuit) stelt machinefabrikanten in staat om werktoepassingen en rijaandrijvingen dynamisch te besturen in een open circuit om het volledige potentieel van de mobiele machine te benutten. Door besturingsfuncties over te hevelen naar de software worden de werkmachines nog veelzijdiger en flexibeler in het gebruik en nog productiever met een lager energieverbruik.

De elektro hydraulische eOC pomp met zwenkhoeksensor en druksensoren is het centrale onderdeel in de eOC-architectuur. Hierdoor worden diverse setpoints voor koppel, druk en flow gewaarborgd. De pomp biedt een dynamische regeling met een nauwkeurigheid tot op de milliseconde, om bijvoorbeeld de druk te moduleren. In combinatie met de eOC software kunnen kenmerken zoals de dynamiek en vermogensregeling worden ingesteld, gewijzigd en gecombineerd.

Bestuurd via een CAN-interface, maakt de eOC software het mogelijk om verschillende parameters flexibel in te stellen. Met hydromechanische besturingsfuncties en interfaces verplaatst naar de software, kunnen besturingsmodes individueel aangepast en gecombineerd worden tijdens gebruik en kan de pompdynamiek variabel ingezet worden.

Verhoogde productiviteit, minder verbruik

Met vooraf gedefinieerde parameters werkt de pomp optimaal, als onderdeel van het hydraulische systeem, ongeacht de functie. Via de CAN-bus interface, kunnen setpoints en parameters dynamisch aangepast worden om extra functies mogelijk te maken en machines aan te passen naar specifieke klantwensen en diverse werktaken.

De eOC software kan geïnstalleerd worden op een Rexroth BODAS-controller of een controller van een externe producent. Het past constant het hydraulische vermogen tot het beschikbare motorkoppel aan, wat dynamisch nauwkeurig werk mogelijk maakt, dat uiteindelijk de algehele productiviteit van de machine verhoogt. Het energieverbruik van het gehele hydraulische systeem is geoptimaliseerd, wat resulteert in een lager brandstofverbruik (bij dieselaandrijvingen) of een beter batterijgebruik (bij elektrische aandrijvingen).

Cloud connected

Het steeds groter wordend aandeel software in bouwmachines betekent dat deze machines ook verbonden worden met de cloud. Binnen het BODAS Connect Ecosysteem voor telematicatoepassingen introduceert Bosch Rexroth daarom een reeks over-the-air diensten (OTA). Voor een naadloze beschikbaarheid van de machine kunnen besturingen van Bosch Rexroth, en in de toekomst ook besturingen van andere fabrikanten, op grote schaal op afstand worden bijgewerkt. Bosch Rexroth levert zo een belangrijke bijdrage aan tijd- en kostenbesparingen bij de ontwikkeling van steeds softwarematiger bouwvoertuigen met halfautomatische en autonome functies. De Rexroth Connectivity Unit RCU fungeert als een veilige verbinding tussen de cloud en het voertuig. De op een processor gebaseerde telematica-eenheid vormt ook de connectiviteitsbasis voor een module voor apparaatbeheer die in grootschalige productie is getest, evenals de end-to-end oplossing BODAS Connect All-in-One Connectivity, inclusief gegevensbeheer.

Last but not least presenteerde Bosch Rexroth op de Bauma een disruptieve innovatie op het gebied van software. Fabrikanten van off-highway voertuigen hebben nu gratis toegang tot de volledige standaardportfolio van BODAS-software voor de besturing van mobiele machines. Of het nu gaat om hydraulische besturing, automatisering, connectiviteit of elektrificatie - software speelt een centrale rol in de zeer dynamische off-highway markt. Om succesvol te zijn met hun mobiele machines, moeten OEM's de ontwikkelingstijd op kostenefficiënte wijze verkorten en zowel de functionele als de financiële risico's minimaliseren.

Na registratie en bevestiging van de gebruiksvoorwaarden zijn de afzonderlijke modules van de beproefde BODAS-applicatiesoftware (AS), zoals de eDA voor de tractieaandrijving, beschikbaar. De modules zijn ontwikkeld volgens de geldende normen en voldoen reeds aan de eisen inzake functionele veiligheid. Op die manier helpt Bosch Rexroth fabrikanten van elke omvang om de toenemende complexiteit in de voertuigontwikkeling het hoofd te bieden, een gebrek aan knowhow of middelen te compenseren en hun productaanbod sneller te updaten of uit te breiden.

Zo kunnen software-engineers van de OEM's zich concentreren op geselecteerde klanteisen in overeenstemming met hun eigen prioriteiten en de marktintroductie van nieuwe functies en machines versnellen. Bovendien kan hun eigen aanbod sneller worden opgeschaald met softwaremodules die voor Rexroth-hardware zijn gevalideerd.

Nieuwe vorm van digitale samenwerking

Het open ecosysteem voor de BODAS applicatiesoftware richt zich met de drie productlijnen ASrun, ASopen en ASlib tot applicatiespecialisten, softwareontwikkelaars en systeemexperts. Tegelijkertijd vormt de gratis toegang tot het myBODAS-platform de technische basis voor moderne digitale samenwerking met agile ontwikkelingsprocessen zonder investeringshindernissen bij de start van de ontwikkeling.

Alleen in seriebedrijf wordt het gebruik van de software gefactureerd volgens een betalingsmodel op basis van credits. Deze zijn beschikbaar in voorgedefinieerde pakketten voor de Rexroth-besturingen, wat het proces sterk vereenvoudigt en flexibel maakt. De OEM betaalt dus alleen voor wat hij werkelijk nodig heeft voor het seriebedrijf.

Het open ecosysteem wordt voortdurend uitgebreid met gestandaardiseerde en uitgebreid gedocumenteerde modules. Het myBODAS-platform biedt daarmee een voortdurend geactualiseerde toolbox voor de meest uiteenlopende besturingstaken van mobiele machines. Dit is ook interessant met het oog op de toenemende vraag naar automatiseringsoplossingen en de snelle invoering van assistentiefuncties, zoals raming van de lading, positiebepaling of surround sensing.