Vässad hydraulpump ska tas fram i svenskt projekt

2020-04-07 10:40  
Målet är ett hydraulsystem med 15 procent lägre energianvändning. Det ska demonstreras på en hjullastare. På bilden syns Volvo CE:s hybridmaskin LX1. Foto: Volvo CE

En effektivare hydraulpump skulle kunna ge eldrivna arbetsmaskiner 5–10 procents längre räckvidd. Ett svenskt projekt med tunga aktörer ska nu försöka finna en lösning på hur.

Hydrauliska system för att skapa rörelse är tacksamma för konstruktörer. De är både flexibla och robusta. Genom att kombinera standardkomponenter i form av slangar, pumpar, ventiler och cylindrar kan en mängd funktioner som lyft och tilt uppnås.

I takt med att batteridrift nu blir allt vanligare även bland arbetsmaskiner ställs nya krav på energieffektivitet. Hydrauliska system har fortfarande stor utvecklingspotential på den punkten. Det är inte ovanligt med verkningsgrader under 40 procent. Det naggar på driftstiden/räckvidden som generellt sett är kortare vid batteridrift.

Vissa aktörer, som Cascade Drives, vill lösa utmaningen med elektromekaniska ställdon anpassade för tunga lyft i stället för hydraulik.

Elmotor + hydraulpump = E-pump

Men flera tunga svenska aktörer satsar nu krut på att i stället utveckla hydraulsystem anpassade för eldrift. Särskild vikt ska läggas vid att kombinera elmotorn som driver pumpen samt själva pumpen till en integrerad enhet kallad för E-pump.

Energimyndigheten har nu beslutat att bevilja 11,6 miljoner kronor i stöd inom ramen för programmet Fordonsstrategisk forskning och innovation, FFI. Linköpings universitet deltar, liksom Volvo Construction Equipment, Epiroc Rock Drills och Gnutti Carlo Sweden. Även personbilstillverkaren Volvo Cars deltar. Förklaringen är att de varit med i tidigare projekt där en E-pump utvecklats och därmed äger rättigheterna till den, berättar Peter Kasche, handläggare på Energimyndigheten.

Läs mer: Här är Geelys nya forskningscenter i Göteborg

En brist i dagens hydraulsystem är att komponenterna ofta kommer från olika tillverkare. Det innebär att de inte är optimerade för varandra med energiförluster som följd. En annan brist är att systemen ofta får låg effekttäthet, det vill säga liten effekt i förhållande till volymen det upptar. Men utrymmet behövs till annat, som batterier.

Trenden de senaste åren har vart att försöka kombinera elmotor och pump till en integrerad E-pump. Men enligt projektdeltagarna finns ännu ingen lösning som uppfyller samtliga krav i termer av verkningsgrad, ljud, kompakthet och kostnad.

Hydraulsystem med 30 procent lägre energianvändning

Projektets övergripande mål är att stärka kompetensen inom hydraulik för främst batterielektriska arbetsmaskiner. Det ska också utveckla ett hydraulsystem med 30 procent lägre energianvändning. På fordonsnivå innebär det 15 procent lägre energianvändning, vilket ska verifieras på en hjullastare.

Det finns också flera delmål, bland annat:

  • Höja effekttätheten på kombinationen elmaskin och pump genom bättre matchning av delkomponenter. Detta kan även leda till lägre produktkostnad. Målet är en 100 procent effekttätare E-pump än liknande kommersiella maskinkombinationer.
     
  • Utveckla och verifiera en E-pump som är 5-10 procent effektivare än kommersiella maskinkombinationer, vilket skulle innebära motsvarande förbättring av räckvidden. Ett sätt kan vara att konstruera en E-pump som bygger på en kulkolvspump, vars mål är att arbeta med högt varvtal vid låga trycknivåer.
     
  • Sänka pumpens ljudnivå. Utan förbränningsmotor drunknar inte pumpen ljud på samma sätt och riskerar att bli för framträdande. Lägre ljudnivå kan åstadkommas genom att pumpen byggs in elmotorn som driver pumpen. Målet är en E-pump med 10 procents lägre ljudnivå.

Projektet pågår i två år med start den 1 april.

Fakta om projektet

Namn: Energieffektiva kompakta elektrohydrauliska komponent- och systemlösningar för arbetsmaskiner, E-hydraulik.

Mål: Övergripande mål för projektet är att utveckla kompetensen inom hydraulik för primärt eldrivna arbetsmaskiner samt att utveckla ett hydraulsystem med 30 procents lägre energianvändning, vilket betyder 15 procents lägre energianvändning på ett helfordon.

Deltagare: Linköpings universitet, Volvo Construction Equipment, Epiroc Rock Drills, Gnutti Carlo Sweden samt Volvo Cars.

Projektstöd: 11,6 miljoner kronor inom ramen för Fordonsstrategisk forskning och innovation, FFI.

Projektperiod: Två år från den 1 april 2020.

Johan Kristensson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt