Auto’s, trucks en graafmachines; het kan inmiddels allemaal elektrisch. Maar bij zware wielladers blijkt elektrificatie van de aandrijflijn een stuk weerbarstiger. Juist omdat die traditioneel leunt op een koppelomvormer en complexe vermogensverdeling tussen aandrijving en hydrauliek. Volvo liep daar eerder tegenaan, maar kiest met de nieuwe 20-tons L120 Electric voor een fundamenteel andere aanpak. Drie motoren, géén koppelomvormer.
DEZE ARTIKELEN OVER ELEKTRIFICATIE VIND JE VAST OOK INTERESSANT:
- Slimme elektrische aandrijftechniek voor trekker-opleggercombinaties
- Elektrisch rijden op het land? Hybride komt eerst
- Brooklyn Spares maakt iconische Defender elektrisch
Werd enkele jaren terug nog gedacht dat er een bovengrens zou zitten aan de elektrificatie van bouwmaterieel, nou die grens is inmiddels vervaagd. Elektrisch is niet meer alleen weggelegd voor compactmachines, maar zeker ook voor de grote jongens. Al is het elektrificeren van wiellader met een eigen gewicht van 20 ton héél wat anders dan het bouwen van bijvoorbeeld een elektrische vrachtwagen. Niet zozeer omdat een wiellader een beetje extra massa mee torst, maar omdat zo’n machine een complexe aandrijflijn kent. De aandrijving vraagt bij pieken om véél kracht op de wielen en tegelijkertijd op de hydrauliek, en in elke verhouding daar tussenin. Daarbij stellen machinisten in het grondverzet in met name ons land torenhoge eisen aan de bediening; je moet er zonder wielspin ook heel precies een zandbaan mee strak kunnen leggen. Dat is een andere inzet dan wereldwijd gebruikelijk, waar men vooral materialen opschept van een rotsachtige ondergrond of een betonvloer. Het is dan ook niet zonder reden dat verschillende bouwers van wielladers en ombouwers van dieselaangedreven exemplaren er tijdens de ontwikkeling mee zijn gestopt.
Ombouwmachines teruggenomen
Dat het allemaal niet zo simpel is, daar hoef je Volvo niets over te vertellen. Zij hebben inmiddels ervaring. De Zweden kondigden jaren terug al in een heel vroeg stadium aan dat véél bouwmachines elektrisch zouden worden. Maar die ontwikkeling kost tijd, wellicht méér tijd dan de fabrikant vooraf had ingeschat. Tegelijkertijd was er met name in Nederland en Noorwegen al wel vraag naar elektrische wielladers. Redenen waren aanschafsubsidies én de eisen van opdrachtgevers om infrastructurele werken zonder lokale emissie uit te voeren. Om toch alvast een elektrische wiellader aan te kunnen bieden, ontwikkelde Volvo de zogenoemde L120 Electric Conversion als tussenpaus. Zo’n 2,5 jaar geleden kwam de machine op de markt. Volvo nam hiervoor een standaard L120 met dieselmotor van de productielijn en liet deze bij een dochterbedrijf ombouwen naar een elektrische aandrijving. Die vraag had Volvo goed ingeschat, want ook in ons land werden er een aantal verkocht. De prestaties vielen in praktijk echter tegen: qua actieradius op een acculading alsmede de tijd die nodig was om (bij) te laden. Zo snel als de elektrische L120 er was, zo snel verdween hij ook van het toneel. De verkochte machines zijn inmiddels teruggenomen door de Zweedse machinebouwer.
Technische gegevens Volvo L120 Electric
- Gewicht: circa 20.000 kg
- Motor: 3x elektromotor, permanent magneet.
- Vermogen: 228 kW
- Accu: CATL lithium ijzerfosfaat (LFP), 618 Volt, capaciteit 282 kWh (waarvan 90 procent benutbaar, 254 kWh)
- Laden: DC-snelladen tot 165 kW via CCS2, laadvermogen te begrenzen.
- Transmissie: viertraps powershift E-TM EHT220, 40 km/u max.
- Hydrauliek: dubbele LS-pomp, 2x 128 l/min
Iets langer voor extra accuruimte
Volvo trok lering en kwam tot een andere aanpak. De nieuwe L120 Electric kent op vlak van de elektrische aandrijflijn werkelijk geen enkele overeenkomst met z’n voorganger. Er is een zwaarder LFP-accupack en een gesplitste aandrijflijn met drie elektromotoren in plaats van één. De machine komt niet uit Zweden maar rolt uit één van de eigen Volvo-fabrieken in China. Wat betreft chassis, assen, laadframe en cabine-afmetingen is de wiellader identiek aan de in Zweden gebouwde L120H met dieselmotor. De machine oogt echter totaal anders en véél langer. Dit is overigens deels gezichtsbedrog omdat de motorkap een stuk lager is; gunstig qua zicht. Aan de achterzijde is het chassis met ‘slechts’ ruim 30 centimeter verlengd om ruimte te scheppen voor de accupakketten. De machine weegt én heft nagenoeg hetzelfde als een dieselversie met verzwaard contragewicht.
Van NMC naar LFP
De accu’s bieden 282 kWh energieopslag waarvan 90 procent effectief bruikbaar. De vloeistofgekoelde en -verwarmde accu’s komen van leverancier CATL en maken gebruik van LFP-techniek. Heel anders dan de luchtgekoelde NMC-accu’s van voorheen. De huidige en overigens breed toegepaste Lithium-IJzerfosfaat accupacks kunnen een fors hoger laadvermogen aan; tot 165 kW via de CCS2 laadpoort aan de achterzijde van de machine. Dus als je de wiellader tijdens de middagpauze aan de snellader hangt, plus je er zomaar twee tot drie uur aan actieradius bij. In dat geval kun je de werkdag zeker vol maken. Volvo geeft zonder bijladen een actieradius op van vijf tot acht uur, afhankelijk van het werk. Even bijladen is echter gemakkelijker gezegd dan vaak gedaan; een serieuze stroomaansluiting of anders een bufferaccu met snellader is in praktijk wel noodzakelijk. Volvo levert die eventueel ook. Bij ‘s nachts laden aan een lichte aansluiting is de maximale laadstroom te begrenzen via het menu.
Drie elektromotoren én een powershifttransmissie
Waar Volvo, en ook sommige ombouwers, bij de eerste L120 nog gebruik maakte van simpelweg één grote elektromotor op de plaats van de dieselmotor, is dat nu compleet anders. Er zijn drie elektromotoren; twee hoogtoerige motoren voor de rijaandrijving en een derde voor de werkhydrauliek. Dat geeft een efficiëntieslag, want beide systemen werken nu volledig onafhankelijk van elkaar. Als je veel vermogen op je hydrauliek wilt hebben en beperkte rijaandrijving dan gaat deze energie nu niet langer via de koppelomvormer verloren. Deze L120 heeft nog steeds een viertraps powershifttransmissie maar dan nu zónder de koppelomvormer. Enerzijds opmerkelijk, anderzijds slaagt Volvo er zo in de bediening natuurlijk te laten aanvoelen. Wanneer je de giek bedient dan toert de elektromotor van de hydrauliekpomp automatisch op. Dat gaat razendsnel. Opgeteld is er 228 kW (310 pk) aan vermogen beschikbaar.
Niet remmen maar regenereren
Ook op de rijaandrijving reageert de machine vlot en geruisloos. Het gaspedaal is op deze elektrische machine nu een rijpedaal. Dat vergt enige gewenning maar voelt al snel natuurlijk. De rem gebruik je in praktijk amper nog, zo blijkt. Want wanneer je het rijpedaal loslaat remt de wiellader af op de elektromotoren, die hiermee energie terugwinnen. Het voorkomt ook slijtage en hitte. Askoeling is hierdoor niet nodig. De energie verdwijnt immers niet via de remmen in warmte, maar via de elektromotoren in stroom richting het accupack. De agressiviteit van het afremmen is instelbaar in drie standen en daarmee af te stemmen op het werk. Slim, want als je op een gladde betonvloer werkt, wil je niet dat de wielen blokkeren als je het gas plotseling loslaat.
De machine schakelt zoals je gewend bent van de dieselversie. Ook kun je de kickdown-knop op de stick gebruiken om snel naar de eerste versnelling te schakelen. De machine voelt sterk aan. Waar je normaal de dieselmotor voelt en hoort smoren, trekken de elektromotoren door. Tractieregeling is daarom extra wenselijk, want soms slip je zonder dat je het direct merkt. Volvo werkt hieraan. Toch is de kracht wél goed te doseren met het rijpedaal. Het amper gebruiken van het rempedaal geeft rust, beperkt energieverlies en slijtage en voelt logisch aan.
Slim geschakeld
Hoewel concurrenten al een grotere accucapaciteit bieden in dit segment, heeft Volvo de aandrijflijn en bediening slim ontwikkeld. Het gevoel klopt en uiteindelijk is dat méér doorslaggevend in ons land. Met de omschakeling naar productie in China verlaagt Volvo tegelijkertijd de prijzen behoorlijk. Om een indicatie te geven; deze machine kost ongeveer het dubbele van de dieselversie, waar je eerder nog met een factor drie moest rekenen.
