Thermomanagement-Herausforderungen in Baumaschinen
Boschs Expertise bei der Optimierung des Thermomanagements in Off-Highway-Fahrzeugen
Die zentrale Aufgabe des Thermomanagements ist die Steuerung von Wärmeströmen, um die Komponenten im optimalen Temperaturbereich zu betreiben und eine angenehme Klimatisierung für die Insassen in der Kabine zu gewährleisten. Die Elektrifizierung von Baumaschinen stellt die Konstrukteure dabei vor spezielle Herausforderungen.
Stellen Sie sich vor, Sie sind Teil eines Entwicklungsteams, das mit der Konstruktion eines Minibaggers beauftragt ist. Die ständig wachsenden Anforderungen im Thermomanagement und die damit verbundenen Herausforderungen werden zunehmend vielfältiger. Um die Leistungsfähigkeit, Effizienz und Verfügbarkeit des Fahrzeugs sicherzustellen, erfordert es allem voran die Auswahl der richtigen Komponenten.
Erhöhte Komplexität
Bei Baumaschinen mit Verbrennungsmotor liegt der Schwerpunkt beispielsweise auf der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen. Dies erfordert eine effektive Kühlung der Motorkomponenten sowie einzelner, spezifischer Systeme, wie unter anderem der SCR-Abgasnachbehandlung. Die Nachlaufkühlung dieser Komponenten ist entscheidend, um die Lebensdauer zu verlängern und Schäden an Kabeln oder Steckern durch übermäßige Hitze zu vermeiden.
Bei vollelektrischen Baumaschinen sind die Herausforderungen des Thermomanagements in der Regel noch ausgeprägter. Der Grund liegt darin, dass das Thermomanagement dauerhaft in Betrieb ist, sowohl bei der Nutzung als auch beim Ladevorgang oder in der Ruhezeit. Elektrische Motoren und Leistungselektronik benötigen eine konstante Kühlung, während Batterien situationsbedingt entweder gekühlt oder beheizt werden müssen. Zudem sind Lösungen mit energieeffizienten Kühlmittelpumpen unerlässlich, da es keine Abwärme aus einem Verbrennungsmotor gibt, die zur Beheizung der Kabine genutzt werden könnte.
Während der ersten Welle der Elektrifizierung traten bei elektrifizierten Minibaggern Ausfälle und längere Stillstandszeiten auf, die Schwächen im Thermomanagement offenbarten. Insbesondere im Verleih-Service von Maschinen ist eine hohe Lebensdauer und Verfügbarkeit von großer Bedeutung.
Branchenübergreifende Potenziale
Bosch, seit über 30 Jahren erfahrener Hersteller von Pumpen und Ventilen in der Automobilindustrie, hat die Komplexität des Thermomanagements in Baumaschinen erkannt. Die hohe Zuverlässigkeit und Qualität der Bosch-Komponenten haben sich über Jahrzehnte bewährt. Diese können auch in Baumaschinen dazu beitragen, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Lebensdauer der Fahrzeuge zu erhöhen.
Bei Kühlmittelschaltventilen reicht es nicht aus, sich lediglich auf die Angaben zum Durchfluss und den Strömungswiderstand zu stützen. Ebenso entscheidend ist der Dichtsitz, der über eine hohe Anzahl an Schaltzyklen gewährleistet werden muss – ein Aspekt, der als „Dichtsitz über Lebensdauer“ bezeichnet wird.
Bei den Pumpen ist es die Betriebsdauer in Stunden, welche für die Lebensdauer des Gesamtsystems entscheidend ist. Bosch hat jüngst eine leistungsstarke PDE-Kühlmittelpumpe auf den Markt gebracht, die trotz ihres geringen Gewichts von nur 700 g bei einem Druck von 1,7 bar bis zu 1200 Liter pro Stunde fördern kann. Mit ihrem robusten Design hat die BLDC-Pumpe eine Lebensdauer von bis zu 41.000 Stunden und wird damit den erhöhten Betriebsanforderungen elektrischer Bagger während der Ladevorgänge gerecht.
Im Bereich der Klimatisierung ist der neue GBB (Global Brushless Blower) von Bosch leiser und langlebiger als die vorherigen Modelle. Dank der integrierten Leiterplatte entfällt die Notwendigkeit eines zusätzlichen DC-Lüftercontrollers, was zu Kosteneinsparungen führt. In Kombination mit dem GBB hat der Stellmotor VMC wiederholt Zuverlässigkeit und leichte Integrierbarkeit bewiesen. Der VMC ermöglicht durch sein sofort verfügbares Drehmoment und die präzise Positionierung eine passende Steuerung von Proportionalventilen.
Diese Produkte sind nur einige Beispiele für das stetige Engagement von Bosch, Lösungen für das Thermomanagement bei wachsenden Anforderungen anzubieten. Mit einem umfangreichen Produktportfolio und langjähriger Erfahrung ist Bosch zudem auch ein verlässlicher Partner für Konstrukteure und Hersteller, die innovative und zuverlässige Komponenten für Baumaschinen suchen.
