„eDumper“: Schweizer entwickeln größten Elektrolaster der Welt

Schweizer Fachhochschulen haben gemeinsam mit Industriepartnern sowie der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa einen Elektro-Muldenkipper entwickelt. Der „eDumper“ ist laut der Empa nicht nur das grösste, sondern auch das stärkste batteriebetriebene Elektro-Radfahrzeug der Welt. Dazu wurde dem Lasten-Stromer die grösste je für ein Elektrofahrzeug hergestellte Batterie eingebaut, die mit 4,5 Tonnen so schwer wie zwei komplette Pkw ist.

Der eDumper mit 58 Tonnen Leergewicht und 65 Tonnen Zuladung kommt seit diesem Monat in einem Steinbruch in Péry im Berner Jura zum Einsatz. Er transportiert Kalk- und Mergelgesteine aus einem höher gelegenen Abbaugebiet in eine tiefer gelegene Verarbeitungsanlage. Bei der voll beladenen Talfahrt wird die Batterie mittels Rekuperation der Bremsenergie aufgeladen. Der so erzeugte Strom soll für die unbeladene Rückfahrt bergauf ins Abbaugebiet weitgehend ausreichen.

Über die nächsten zehn Jahre soll der eDumper jährlich über 300.000 Tonnen Material transportieren, nach vorläufigen Berechnungen wird er dabei bis zu 1300 Tonnen CO2 und 500.000 Liter Diesel einsparen. Wie die Energiebilanz des Elektro-Nutzfahrzeugs genau ausfällt, sollen Untersuchungen im Alltagsbetrieb während der nächsten Monate zeigen.

Vom Diesel- zum Batterie-Muldenkipper

Der eDumper wurde auf Basis eines Diesel-Muldenkippers vom Typ Komatsu HD 605-7 komplett neu aufgebaut. Um den Elektroantrieb optimal zu dimensionieren, haben Forschende der Berner Fachhochschule (BFH) das herkömmliche Modell mit Sensoren bestückt. Dabei wurden unter anderem das erforderliche Drehmoment an der Kardanwelle sowie die Leistungsabgabe des Motors zusammen mit dem jeweiligen Fahrzustand und den GPS-Daten des Fahrzeugs gemessen.

Anschließend befasst sich das BFH-Zentrum Energiespeicherung mit der Evaluation geeigneter Batteriezellen und der Kühlung eines Batteriemoduls. So wurden die passenden Li-Ionen-Zellen herausgesucht und eines der mit den ausgewählten Batteriezellen konfektionierten Batteriemodule in einer speziellen, in einem Schiffscontainer untergebrachten Testanlage geprüft.

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Um die Langlebigkeit und Robustheit der Technik zu gewährleisten, untersuchte die NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs Erschütterungen des Diesel-Muldenkippers im Praxiseinsatz und die Wärmeabgabe der Batteriezellen des geplanten eDumpers. Das NTB-Forscherteam konzipierte zudem das Thermomanagement für das Batteriepaket, berechnete die nötige Stärke der Batteriehalterung und die Auslegung der Schweissnähte.

Damit die Brandsicherheit der grossen Batterie gewährleistet ist, untersuchte die Empa abschließend das Verhalten der verwendeten Li-Ionenzellen im Falle eines Kurzschlusses oder einer mechanischen Beschädigung. „Nie zuvor ist ein Landfahrzeug mit einem solch gewaltigen Akkupaket bestückt worden“, so die Forschungsanstalt. Die Experten haben den Energiespeicher des eDumper so konstruiert, dass eine beschädigte Zelle keine Nachbarzellen in Mitleidenschaft ziehen kann.