Inginerii de la Hitachi şi ABB au vrut să creeze un camion electric minier de 244 tone cu baterii, însă după 2 ani au găsit o combinaţie mai bună de soluţii

Inginerii japonezi şi elveţieni de la Hitachi şi ABB au conceput şi fabricat primul lor camion electric minier echipat cu baterii. Noul camion are o sarcină utilă uriaşă de 244 tone şi a fost trimis să muncească direct într-una din cele mai solicitante mine din lume, din Zambia, Africa, unde va fi monitorizat, pentru a se observa indicatorii din viaţa reală, înainte de a pune în producţia de serie un camion cu parametri adaptaţi pe baza observaţiilor.

Cel mai curios e faptul că iniţial inginerii au estimat că noul camion va putea să se descurce doar cu un set mare de baterii la bordul său. Atât Hitachi, cât şi ABB, sunt două dintre cele mai experimentate companii din lume în echipamente electrice, transformatoare, conductoare şi aproape orice ţine electricitate. Aşa că, acum 2 ani, când inginerii lor au anunţat că pornesc dezvoltarea primului lor camion electric cu baterii, aceştia au anunţat cu mult curaj, că problema nu era în cercetări ca să facă acest camion posibil, ci în dirijarea parametrilor electrici ai viitorului camion, ca acesta să poată munci cu adevărat în viaţa reală.

Foto: Dezvoltarea şi testarea noului camion electric

Divizia producătoare de camioane şi utilaje miniere a celor de la Hitachi are deja o mulţime de camioane uriaşe în producţie curentă, o mare parte din ele având transmisie diesel-electrică, adică sunt echipate cu electromotoare care asigură propulsia şi cu motoare diesel în rol de generator, care produc electricitatea pentru acele motoare.

Mai mult ca atât, Hitachi, care e una din companiile cele mai experimentate în echipamente electrice, aşa cu spuneam, are şi camioane electrice cu pantograf în producţie, care îşi iau electricitatea direct din firele electrice instalate în mine, exact ca troleibuzele. Lipsea doar un model pur cu baterii gamă, model pe care inginerii l-au dezvoltat pe baza celorlalte camioane menţionate mai sus, bineînţeles.

Conceptul iniţial presupunea echiparea camionului cu multe tone de baterii la bord, pentru a-i asigura sursa de electricitate pentru propulsie. Dar condiţia esenţială era ca acest camion să poată munci într-un ritm similar cu celelalte, nu să stea ore în şir la încărcat. Aşa că inginerii au tot făcut calcule şi estimări, iar problema nu e foarte simplă de soluţionat, când ai de transportat 244 tone de sarcină utilă cu un camion minier uriaş, de obicei în rampă, iar camionul propriu-zis mai cântăreşte vreo 160-180 tone, în funcţie de câte baterii s-ar pune la bord. În total, se ajunge la o masă totală de 400 tone.

Foto: Conceptul iniţial presupunea baterii şi timpi de încărcare

Electromotoarele acestui camion electric însumează 2.500 CP, adică 1.864 kW. Asta înseamnă că e nevoie de o baterie suficient de mare şi de puternică, încât să poată livra aproape 1,9 MW putere constantă într-o lungă urcare în rampă cu camionul electric. Cel mai sigur ar fi fost să se opteze pentru vreo baterie de minim vreo 7-8 MWh capacitate, dar asta înseamnă destul de mult tone la bold şi în final o autonomie de doar 4-6 ore de muncă, poate 8 în zile mai lejere, după care următoarea tură nu mai poate prelua camionul, pentru că e nevoie de câteva ore bune de încărcare. Orice mărime a bateriei era luată în calcul, exista un compromis care trebuia făcut în regimul de lucru şi statul la încărcare. Iar inginerii îşi doreau un camion care să poată munci în orice condiţii de relief, inclusiv în Africa, aşa că au ajuns la final cu o soluţie mai bună, zic ei.

Formula găsită până la urmă e cea a unui camion cu baterie mai mică, dar totodată care are şi pantograf. Bateria e mai uşoară astfel şi poate fi încărcată mai repede, iar pantograful permite puteri foarte mari de încărcare.

Acest prim exemplar a fost trimis să muncească la mina de cupru şi aur Kansanshi din Zambia, operată de o companie pe nume First Quantum. Aceeaşi companie mai deţine şi exploatează alte 41 de camioane miniere Hitachi cu pantografe, fără baterii, dar echipate cu motoare diesel de rezervă. Mina are fire electrice trase pe drumul central al acesteia prin care camioanele urcă şi coboară, încărcată şi apoi descărcate. Camioanele diesel electrice cu pantograf se conectează la fire când urcă, iar pe teritoriul minei, când circulă pe traiectori neregulate, îşi folosesc motoarele diesel.

După acest exemplu de exploatare va opera şi noul camion electric Hitachi cu baterie şi pantograf. Acesta nu mai are un motor diesel, în schimb are baterie, după cum spunea. La urcare el va folosi electricitatea trasă direct din pantograf, de la firele minei, şi-şi va încărca parţial şi bateriile. La coborâre va regenera electricitatea datorită gravitaţiei şi-şi va încărca din nou bateriile şi mai mult. Apoi, pe teritoriul minei va avea din nou bateria aproape plină şi va folosi energia din ea pentru a se deplasa pe traiectorii neregulate pe acolo. Duce ce va avea din nou bena plină ca merge spre urcarea centrală, unde îşi va conectat din nou pantograful.

Mizând pe acest ciclu de funcţionare, camionul nu mai are nevoie să mai staţioneze la priză niciodată, întrucât e suficient să-şi încarce bateriile la urcare din fire şi la coborâre din energia recuperată. Cei de la Hitachi şi ABB spun că soluţia lor combinată e mult mai bună şi mai viabilă până la urmă decât dacă ar fi pus o baterie de 7-8 ori mai mare, iar ea ar fi ajuns doar pentru 5-6 ore de lucru, după care ar fi fost nevoie de multe ore de încărcare staţionară. În soluţia aleasă acum de inginerii elveţieni şi japonezi camionul ăsta electric nu pierde din productivitate şi poate munci până şi 24 ore în continuu în 3 ture dar e nevoie.