De eerste spanning was er al af, want de Hooby had zijn vuurdoop al op de TKD gehad. Hoewel dat ‘spielerei in de zandbak’ betrof, was het toch een belangrijk moment. De dag voor de TKD was de machine pas af en kon het sein op groen worden gezet voor het evenement. Daar draaide hij drie dagen volop en heeft menig machinist en ondernemer even geproefd aan de nieuwkomer. Het is daar licht werk vergeleken met het echte slotenwerk, getuige ook het stroomverbruik. Na drie dagen was pas driekwart van de energie van een van de 90 kWh sterke batterijen verbruikt. Belangrijker was dat er met de machine was te werken alsof je op de diesel-Hooby zat. Hij gaf hetzelfde gevoel als een servo-hydraulisch gestuurde dieselmachine en niet het harde directe van bijvoorbeeld een heftruck. Daarmee was voor Hobelman aan een belangrijke eis voldaan.
Directe aandrijving
Marco Hobelman is helder over de filosofie van deze elektrische Hooby. “Elektrische auto’s zijn ook nieuw ontwikkeld, omdat elektrische aandrijving anders werkt dan dieselen. Dat geldt ook voor onze sector”, vertelt hij. De gedreven ontwikkelaar legt uit dat de karakteristiek van een elektromotor anders is dan die van een diesel. “Een elektromotor levert direct koppel efficiënt over een breed toerenbereik. Een diesel draait optimaal in een redelijk vastliggend toerengebied. Daarvoor heb je daarna oplossingen nodig om het vermogen variabel in te zetten”, aldus Marco. Voor de hydrauliek is daarvoor de bekende variabele pomp met loadsensing-regeling gekomen. Die variabele pomp heb je dus niet meer nodig. “Waarom energie stoppen in een pomp die minder efficiënt is dan een vaste pomp als de elektromotor variabel werkt”, zegt Marco. Dat is stap één. Hij voegt daaraan toe dat zo’n variabele pomp altijd draait als de machine aan staat. “Je hebt het zo over een paar kilowattuur die je kwijt bent om alleen de systeemdruk te handhaven, ook als je niet werkt”, legt hij uit.
Bij het schonen van sloten is het aandeel rijwerk rond de vijftig procent. Hier slaan we de grote efficiëntieslag
Hobelman heeft ervoor gekozen om twee vaste pompen in de onderwagen te plaatsen en deze beide direct met een bijpassende elektromotor aan te drijven: één voor de hogedruk-werkhydrauliek (220 bar) en één voor het lagedrukdeel (110 bar). Daarbij zijn de elektromotoren overbemeten om ze efficiënt te kunnen inzetten in het benodigde toerenbereik. “Daar slaan we een flinke efficiëntieslag voor de giekbewegingen en de aandrijving van de maaikorf”, vertelt Marco. Eén compromis moest Hobelman wel sluiten. De fabrikant had het zwenken ook graag elektrisch geregeld. “Daar was voor ons echter nog geen passende oplossing voor, dus dat doen we nog hydraulisch.”
Onderwagen belangrijk
De grootste slag slaat Hobelman door de accu’s en elektromotoren in de onderwagen onder te brengen. “Daardoor konden we de rupsen direct aandrijven via elektromotoren in de naven”, vertelt Marco. Hij geeft aan dat dit bij bestaande oplossingen in graafmachines met inbouw van de elektrische componenten in de bovenwagen niet gaat. “Je kunt dat benodigde hoge elektrische vermogen voor het rijden niet van boven naar onderen brengen via sleepringen. Andersom kunnen wij dat beetje elektrisch vermogen dat nodig is voor de airco, de audio, de verlichting en dergelijke wel via sleepcontacten naar boven brengen. Daar slaan we de grootste efficiëntieslag.”
Er waren geschikte oplossingen op de markt met een ingebouwde elektromotor inclusief eindvertraging. “We hebben iets grotere sprockets geplaats. Hierdoor ontstaat er meer bodemvrijheid”, aldus Marco. Hij wijst ook hier naar de auto-industrie. “Je ziet dat auto- en truckfabrikanten bij het elektrificeren werken met dergelijke oplossingen direct op de wielen of in en aan de assen”, geeft hij aan. Hij vindt het gevaarlijk om getallen te noemen, maar hij schat in dat hij met zijn oplossing toch richting de twintig procent efficiënter kan werken. “Vooral de efficiëntiewinst voor het rijden tikt flink door.”
Waarom energie stoppen in een variabele pomp die minder efficiënt is dan een vaste pomp als de elektromotor variabel werkt
In de onderwagen zitten dus ook de beide pompen voor de hydrauliek. “Dat is geen probleem. Hydraulisch vermogen kun je wel efficiënt naar boven brengen, net als dat nu bij dieselgraafmachines van boven naar beneden gebeurt voor de aandrijving”, legt Marco uit. En de hydrauliekcilinders? Daar is hij helder in. “Dat is een lijnbeweging, dus dat gaat wel heel effectief met hydrauliek. Dit ombouwen met een elektromotor en een tandheugel of draadspindel levert volgens ons geen efficiëntievoordeel op.”
Gemakkelijker wisselen
Voor Hobelman was de inbouw in de onderwagen vanzelfsprekend, omdat dat een belangrijk kenmerk van de Hooby’s is en zal blijven. “We gaan geen concessies doen in deze keuze vanwege de voordelen van het lagere zwaartepunt en de beperktere massa en uitslag van de zwenkende bovenwagen”, zegt Marco. Voor de elektrificering bracht dit als bijkomend belangrijk voordeel dat de accupakketten nu zelf met de giek kunnen worden gewisseld zonder extra hulp. “We werken met twee accupakketten. Als het ene moet worden gewisseld, kun je dankzij de energie van het andere met de giek het lege accupakket via vier ogen afnemen en afzetten op een aanhangwagen, bakwagen, pick-up of wat je maar wilt”, zegt Marco.
Met slotenwerk in combinatie met elektriciteit in de onderwagen zit je wel met nattigheid. Dat bezwaar wuift Marco weg. “Alle elektriciteit is volgens de daarvoor geldende zware normen waterproof en in hoge mate waterbestendig opgebouwd. Als je de watergang in rijdt, hoef je niet bang te zijn voor brand of kortsluiting. Het systeem schakelt zich dan direct uit”, zegt hij daarover. Hij voegt eraan toe dat er vanuit dat oogpunt bewust is gekozen voor hoogwaardige LFP-batterijen van de laatste generatie. “Die kun je tot honderd procent laden en zijn niet brandgevoelig. Bovendien hebben we gekozen voor een lage spanning van circa 100 volt, omdat dat veiliger is. Je hebt dan wel dikkere kabels nodig, maar dat was prima op te lossen.”
Elektrische regelingen
Even later blijkt dat de Hooby E-tronic inderdaad anders stil is. Stilstaand hoor je niet het bekende piepgeluid dat veel elektrische graafmachines continu maken. De machine is dan echt stil. Bij het werken hoor je wel ‘iets’ van de elektromotoren, maar de geluidsproductie is lager en aangenaam anders. De machine schoont even later de sloten zoals we dat van de Hooby’s gewend zijn en legt het maaisel in de lengterichting achterwaarts af.
Marco Hobelman wijst op twee zaken. Enerzijds dat de machine zo kan werken omdat de Hooby’s al werkten met elektrische servo-aansturing - Faunatronic voor het slotenwerk en Gradertronic voor het grondverzet - van de hydrauliek. “Daarom konden we gemakkelijker voor de directe aandrijving kiezen. Als we nog hydraulische servo-aansturing van het ventielenblok in combinatie met de verstelpomp hadden gehad, hadden we ook die regelingen moeten aanpassen”, zegt Marco. De integratie van de elektrische aandrijving en de aansturing van de twee hydrauliekpompen vroegen wel een flinke portie programmeerwerk.
Elektrische auto’s zijn ook opnieuw ontwikkeld met directe elektrische aandrijving
Het tweede waar hij op wijst, is het aandeel rijwerk. “Voor het reguliere graafwerk met een rupsgraafmachine is het aandeel rijwerk rond de tien procent. Bij sloten schonen is dat aandeel vijftig procent. Juist dit vergt veel kracht en dus energie. Het is continu volop optrekken en afremmen voor de volgende werkgang. Daarin zit een belangrijk deel van het energieverbruik.”
Hobelman gaat nu in de praktijk testen in hoeverre zijn rekenkundige verhaal klopt: twaalf uur werken op twee acculadingen bij het schonen van sloten. Daarna gaat de machine zo snel mogelijk op transport naar Van Berkel, die er als eerste klant mee aan de slag gaat.
