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Moog y Komatsu desarrollan una cargadora de ruedas totalmente eléctrica

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La sustitución de la hidráulica por el sistema inteligente de electrificación de máquinas de Moog permitió un diseño totalmente eléctrico y una mayor eficiencia.

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Moog Inc. se ha asociado recientemente con el fabricante de maquinaria de construcción y minería Komatsu para desarrollar una cargadora de ruedas compacta totalmente eléctrica.

La electrificación de la cargadora de ruedas es posible gracias al uso del sistema inteligente de electrificación de máquinas de Moog, que contiene muchos de los componentes electrónicos necesarios para el funcionamiento totalmente eléctrico.

Para este proyecto, las empresas colaboraron estrechamente, dijo David Grabau, Key Account Manager de Moog Construction, una división de Moog Inc. en una entrevista con Power & Motion. "Nuestro objetivo al trabajar con Komatsu es reducir el riesgo de su desarrollo", dijo. "Tenemos una relación muy estrecha con nuestros clientes y adoptamos un enfoque de sistema. Sabemos que todos nuestros subcomponentes funcionan juntos como un sistema completo y eso nos permite habilitar rápidamente un vehículo totalmente eléctrico."

Dijo que Moog se esfuerza por convertirse en una extensión de los equipos de ingeniería y desarrollo de sus clientes. Esto benefició al diseño general, así como a la capacidad de modificar rápidamente la cargadora de ruedas de Komatsu para acomodar las baterías y los actuadores eléctricos necesarios para el funcionamiento totalmente eléctrico.

También ayudó a la velocidad de desarrollo el hecho de que Moog proporciona un sistema completo que está diseñado según las últimas normas de enclavamientos de seguridad entre los componentes. "Por lo tanto, cada componente verifica su interconectividad y permite una integración rápida y segura en el campo", dijo Grabau.

La electrónica sustituye a la hidráulica

Para permitir el funcionamiento totalmente eléctrico de la cargadora de ruedas de Komatsu, Moog suministró los siguientes componentes como parte de su sistema de electrificación inteligente de la máquina:

motor eléctrico de tracción,

cilindros eléctricos para la elevación, la inclinación y la dirección,

toda la electrónica de potencia,

ordenador de control del sistema, también llamado ECVM, y

la batería y el sistema de gestión de la batería (BMS).

Según Grabau, el ECVM es el cerebro del sistema. Contiene todas las comunicaciones del sistema, incluidos los módems IoT (Internet de las cosas), así como la distribución de energía. Esta última distribuye la tensión del bus desde la batería al resto de los componentes del sistema.

Lo que ayuda a que la cargadora de ruedas sea totalmente eléctrica es el hecho de que no hay sistema hidráulico en ella. Al igual que la cargadora compacta de orugas eléctrica Doosan Bobcat T7X -que Moog ayudó a desarrollar y se presentó a principios de 2022- la máquina de Komatsu sólo contiene un pequeño volumen de refrigerante ecológico, dijo Grabau.

MIRA nuestra entrevista con Moog para saber más sobre el diseño de la Doosan Bobcat T7X.

En lugar de los componentes hidráulicos hay servomotores de alto par tanto para la tracción como para el accionamiento de los husillos de bolas en cada uno de los ejes. En el caso de la máquina de Komatsu, se eliminó la transmisión hidrostática tradicional que normalmente se encuentra en una cargadora de ruedas de este tamaño, dijo Grabau. En su lugar, se utiliza el servomotor de tracción para proporcionar un funcionamiento suave hacia delante y hacia atrás, así como un frenado regenerativo.

Ventajas de la electricidad

El sistema inteligente de electrificación de máquinas de Moog permite un alto nivel de eficiencia y controlabilidad, dijo Grabau. "Eso permite obtener más tiempo de funcionamiento o un tamaño reducido del paquete de baterías", dijo. "Y el mayor nivel de controlabilidad permite futuros controles avanzados por parte del usuario o una autonomía total. Así que, básicamente, está preparado para la autonomía"

Esta capacidad se consigue gracias al tipo de accionamiento utilizado en la máquina y a la posibilidad de cerrar el bucle para tener un actuador más controlable que un ariete hidráulico tradicional, explicó. Del mismo modo, con el accionamiento de tracción de la cargadora de ruedas, el control de su movimiento de avance y retroceso puede realizarse con mayor precisión.

En términos de eficiencia, el sistema totalmente eléctrico se sitúa en un rango superior al 80%, dijo Grabau, mientras que la eficiencia de un sistema diesel-hidráulico suele ser del 30-40%. Los sistemas hidráulicos tradicionales también pueden tener pérdidas significativas en el rango del 40-60%, pero una alternativa eléctrica está por debajo del 20%.

La mejora de la eficiencia beneficia al coste total de propiedad de los clientes finales, lo cual es vital para la construcción y otras aplicaciones en las que se utilizaría la cargadora de ruedas. Este equipo se utiliza para fines comerciales en la mayoría de los casos y poder reducir los gastos operativos puede ser muy beneficioso para un cliente.

Demostrar esta capacidad también puede ayudar a la aceptación de las máquinas con motor eléctrico: que son algo más que una tendencia, sino que también pueden proporcionar beneficios reales de rendimiento. Este es un objetivo clave para Moog y Komatsu, que realizarán pruebas conjuntas de la cargadora de ruedas.

"Moog está trabajando estrechamente con Komatsu para entender las capacidades y el rendimiento de la máquina", dijo Grabau. "Y el objetivo es alcanzar o superar el equivalente diesel-hidráulico de la máquina"

Komatsu está mostrando la cargadora de ruedas eléctrica durante bauma 2022, una de las mayores ferias de la industria de la construcción y la minería. Moog también expone en la feria, destacando su plataforma de máquinas inteligentes en varios vehículos eléctricos y autónomos de demostración.

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