Konzept für die Elektrifizierung einer hydraulisch betriebenen Land- oder Baumaschine

Abstract

Die Elektrifizierung von Baumaschinen wird durch Umweltanforderungen, gesetzliche Vorgaben und wirtschaftliche Vorteile immer relevanter. Diese Arbeit untersucht die Machbarkeit der Elektrifizierung des hydraulischen Kompaktbaggers Cat 302.7 CR und analysiert zentrale Herausforderungen. Durch eine kinematische und dynamische Modellierung wurden die Gelenkwinkel, Kräfte und Drehmomente des Baggerarms bestimmt. Eine Simulation des Modells zeigt, dass Linearaktoren die erforderlichen Kräfte erzeugen können, jedoch aufgrund von Bauraumbeschränkungen nicht direkt integriert werden können. Zur Validierung der nächsten Schritte wären experimentelle Messungen der hydraulischen Drücke erforderlich. Dies würde dazu dienen, die Simulationsergebnisse abzugleichen und die Anforderungen an elektrische Aktoren präziser definieren zu können. Zudem müsste, um die Effizienz zu maximieren, ein angepasstes Steuerungs- und Energiemanagementsystem entwickelt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Elektrifizierung technisch möglich ist und allgemeine Vorteile bietet. Um eine praxisnahe und -orientierte Umsetzung zu ermöglichen, sollten sich zukünftige Arbeiten auf die Optimierung der Aktorauswahl und die Batterieintegration konzentrieren.