Electric forestry machine and autonomous tractor

Elektriska skogs- och jordbruksmaskiner

Elektrifiering av maskiner och fordon inom skogs- och jordbruk står inför unika utmaningar i jämförelse med automotive-applikationer. Eftersom skogs- och jordbruksmaskiner arbetar i lantliga och skogsmiljöer är tillgången till elenergi och laddningsinfrastruktur begränsad eller obefintlig. Inom maskingruppen är det även stor spridning i karaktär på arbetscykler och drifttimmar, och många maskiner används endast under delar av året, till exempel vid vårsådd.

Vissa arbetsmaskiner är i drift under en hel dag eller flera arbetsskift per dygn under högsäsong. I dessa fall är kostnaden och vikten av ett stort batteri hög, och det finns sällan tid för laddning under drift. I andra änden av spektrat finns specialiserade maskiner som endast används för ett specifikt moment eller under en begränsad tidsperiod över säsongen. I dessa fall är nyttjandegraden låg och kostnaden för ett batterielektriskt drivsystem blir betydande. Tillverkningsserierna av arbetsmaskiner är ofta små, vilket också är ett hinder i övergången till eldrift då utvecklingskostnaderna blir höga, särskilt för små och medelstora bolag.

Elektrifiering av maskiner och fordon inom skogs- och jordbruk står inför unika utmaningar.

Projektet

För att möta dessa utmaningar har ett projekt koordinerat av RISE, Research Institutes of Sweden AB, startats. Regal Components, i samarbete med företag inom batteriteknik och tillverkare av skogs- och jordbruksmaskiner, har bildat en projektgrupp tillsammans med RISE för att utveckla ett modulärt batteribytessystem, en eldriven kombiskogsmaskin (skotare och skördare) samt en eldriven autonom traktor. Målet är ett fungerande batteribytessystem tillsammans med en eldriven skogsmaskin och en elektrisk autonom traktor, som kan demonstreras på mässor under våren 2022.

Med ett modulärt batteribytessystem blir batteriet i en maskin utbytbart. Genom detta kan ett urladdat batteri bytas ut mot ett fulladdat, vilket minskar ställtider för laddning och möjliggör att batteriet kan laddas på annan plats om tillgång till laddning inte är möjligt på arbetsstället.

Detta möjliggör även att batteriet kan delas mellan maskiner, vilket ökar nyttjandegraden av batteriet då det alltid används av maskiner i drift. Ett steg längre är att maskinägare kan hyra batteriet vid behov under säsongen. På detta sätt kan batteriet användas till exempel i jordbruk under våren och vid snöröjning under vinterhalvåret.

Case electric drive team

Regal Components del i projektet

För att möta projektets korta deadline, med demonstrationer planerade inom ett år från projektets start, kommer Regal göra systemsimulationer för att få en detaljerad analys av hur olika elektrifieringslösningar presterar under skilda förhållanden. Att modellera sub-system och kompletta maskiner i förväg en ett viktigt steg för att säkerställa att prototyperna presterar som planerat när batteribytessystemet går igenom fälttester.

Att modellera sub-system och kompletta maskiner i förväg en ett viktigt steg för att säkerställa att prototyperna presterar som planerat.

Båda maskinerna kommer att använda mekaniska transmissioner med olika design. Skogsmaskinen kommer att använda en central motor för framdrift, medan den autonoma traktorn kommer att drivas med en motor för varje hjul. Styrsystemet för skogsmaskinen måste ge operatören en liknande användarupplevelse som en konventionell maskin, men med stora förbättringar i buller-, vibrationsnivåer och robusthet. Den autonoma traktorn måste däremot byggas så att den presterar exakt som navigationssystemet förväntar sig.

Utöver elektrifiering av framdrift får båda maskinerna elektrifierad hydraulik. Hydrauliken på den autonoma traktorn kommer att bli ett mycket effektivt flow-on-demand-system där en nyutvecklad fast deplacement-pump styrs av en motorstyrning av typen variable speed drive (VSD) för att ge systemet exakt flöde vid varje tillfälle.

Delmoment och deltagare i projektet

  • Utveckling av ett batteribytessystem för arbetsmaskiner baserat på innovation från Powerswap AB och batteriteknik från Micropower AB.
  • En fungerande prototyp av en elektrisk autonom traktor från Traktorarvid AB, med elektrisk drift från Regal Components AB och batteriteknik från Micropower AB. Maskinen väger 5 ton och har en effekt på 120 kW och är stor nog att utföra tungt arbete som harvning och sådd, men är mindre än en genomsnittlig traktor i Sverige. För denna storlek på autonom eldriven maskin är den bland de första i världen.
  • Elektrifiering av en skogsmaskin från Malwa Forest AB med elektrisk drift från Regal Components AB och batteriteknik från Micropower AB. Maskinen är en kombimaskin som är både skotare och skördare i samma maskin. Maskinen blir den första kända elektrifierade skördaren i världen.

Utforska vidare

Läs mer om vårt elektriska drivsystem Regamotion®

Kontakta oss för experthjälp! Vi hjälper dig gärna att hitta rätt system för din applikation.