La lezione di Alessandro Volta è ben chiara ai progettisti Weidemann. La prima pala gommata a funzionamento completamente elettrico ha infatti preso vita dagli stabilimenti del costruttore tedesco. Un progetto equilibrato su basi collaudate che sposa le esigenze di chi lavora con i compact wheel loaders.
L’idea è nata dall’ascolto di chi usa quotidianamente i compact wheel loader nelle aziende agricole: risparmiare sui costi di gestione, abbassare le emissioni, ridurre l’impatto sonoro.
Weidemann, specialista tedesco delle pale gommate e dei sollevatori telescopici compatti, ha colto queste istanze ampliando la gamma Hoftrac® (nata nel 1972) con il nuovo modello 1160 eHoftrac® a funzionamento elettrico.
Una scelta che parte dallo studio di tempi e modalità di impiego per capire la necessaria durata della carica. Ha visto lo studio delle applicazioni più gravose per non alterare il livello delle prestazioni attese. E che ha trovato origine con un progetto efficiente supportato dalla specialista Linde.
Con la sorpresa che l’efficienza del nuovo sistema, insieme a un diverso bilanciamento dovuto alla presenza degli accumulatori, porta la 1160 eHoftrac® a fare due salti di classe superando le sorelle più grandi 1260 e 1280 con 400 kg in più di carico di ribaltamento rispetto alla 1160 di concezione tradizionale.
Una bella opportunità tenendo conto delle dimensioni più compatte e, di conseguenza, della maggiore agilità di manovra.
Lo schema funzionale prevede due motori elettrici, uno da 6,5 kW per la traslazione e uno da 9 kW per l’idraulica di lavoro. Una scelta che privilegia, insieme a specifici accorgimenti, la durata della carica. Un progetto che prevede la scelta fra accumulatori entry-level e ad alta capacità con rese che, in condizioni standard, vanno da 3,5 a 4,5 ore di uso continuo.
Non si è trascurato nessun aspetto, compreso un carica batterie ad alta efficienza per andare incontro ai ritmi di lavoro più intensi.
Motore e idraulica: elettricità ben gestita
Le problematiche relative alla gestione di un apparato completamente elettrico su una pala gommata compatta destinata a impieghi in ambienti aggressivi non sono risolvibili in modo immediato. Weidemann si è affidata alla specialista Linde che, grazie alla sua grande esperienza nel settore dei carrelli industriali elettrici, ha fornito le soluzioni adeguate.
La 1160 eHoftrac® è mossa da due motori elettrici. Il primo ha una potenza di 6,5 kW in modalità operativa S2 (servizio temporaneo) per 60′. Flangiato direttamente sul ripartitore di coppia ha una efficienza del 90% e sviluppa una coppia di 100 Nm. Nella marcia in discesa recupera l’inerzia della frenata producendo corrente che viene immagazzinata negli accumulatori aumentando la durata della carica. Il motore ha la funzione hill-hold automatica che blocca il motore nel momento in cui si ferma la pala. Dopo cinque secondi di sosta si inserisce automaticamente il freno negativo elettromeccanico. Il disinserimento avviene non appena si riprende la marcia. Questi accorgimenti sono stati utilizzati per tre motivi fondamentali. Rendere la 1160 eHoftrac® sicura e intuitiva, contenere al massimo i consumi di elettricità per aumentarne l’autonomia, rendere la guida con motore elettrico del tutto simile a quella di una pala idrostatica come gli altri modelli Hoftrac®. La velocità massima è pari a 15 km/h quindi più elevata di 2 km/h rispetto alla 1160 a gasolio in versione standard. Quest’ultima può però essere equipaggiata anche con trasmissioni fino a 20 e 30 km/h.
Il secondo motore elettrico ha invece una potenza di 9 kW in modalità operativa S3 (periodo intermittente senza avviamento) con una percentuale di impiego del 15%. Calettato direttamente sulla pompa idraulica, eroga una coppia di 40 Nm. La portata fissa massima è di 32 l/min che si riduce automaticamente a 9 l/min quando la macchina è inattiva. Questo accorgimento è mirato a contenere i consumi e fornire la minima quantità di olio necessaria per effettuare la sterzatura da fermo ed eventuali manovre di emergenza. La pompa è stata ottimizzata internamente con degli ingranaggi progettati e costruiti per ridurre il rumore così da contribuire al minore impatto sull’ambiente circostante. Stessi accorgimenti usati anche per il ripartitore di coppia della trasmissione che diventa così più silenziosa rispetto a quella standard.
Il distributore è della Bucher e permette di avere una risposta identica alla 1160 standard. Dotato di sensori di carico, dosa l’olio strettamente necessario limitando i consumi. Il terzo circuito idraulico può essere munito sia di comando comfort che di blocco per il funzionamento in continuo. Si possono così usare attrezzature come trincia, turbine per la neve, ecc senza doverlo azionare in continuo con la mano.
Una gestione efficiente che, nonostante le dimensioni contenute della macchina e la sua semplicità concettuale, mette in campo soluzioni specifiche che dimostrano come la 1160 eHoftrac® non sia un semplice adattamento in “chiave elettrica” ma una macchina completamente nuova. Ottimi, infine, tutti i connettori specificamente progettati per resistere agli agenti aggressivi dei liquami di origine animale e vegetale.
Batterie: durata che dipende da tante scelte
Il nodo cruciale della durata della carica degli accumulatori è stato affrontato da Weidemann partendo dall’analisi dei tempi di lavoro delle Hoftrac®.
L’utilizzo medio di queste macchine vede due picchi giornalieri, la mattina presto e la sera, della durata di circa 2 ore/cad. Occorreva quindi garantire, quanto meno, la possibilità di impiego in condizioni standard. La 1160 eHoftrac® viene fornita di serie con una batteria piombo-acido da 240 Ah, 48 V con autonomia di 2,0/3,5 ore in condizioni normali. In opzione è possibile avere una batteria piombo-acido da 300 Ah, 48 V che garantisce 2,8/4,5 ore di funzionamento. Weidemann specifica con precisione il modo operativo in base a cui è stata misurata la potenza seguendo gli accordi IEC 34. Si tratta di nove modi operativi, da S1 a S9, che descrivono le principali modalità di lavoro dei motori elettrici trifase a induzione.
Nel caso della 1160 eHoftrac® la potenza del motore di traslazione è misurata in S2 (servizio temporaneo) per un periodo di 60′ mentre quella del motore dell’impianto idraulico è misurata in S3 (servizio periodico intermittente senza avviamento) per una percentuale di utilizzo del 15% su 60′.
Weidemann, per allungare la durata degli accumulatori, fornisce di serie un apparato di ricarica a insufflazione d’aria che ha due effetti positivi: diminuisce il tempo di carica e mescola in modo omogeneo il contenuto acido agevolando l’elettrolisi. L’operazione richiede 4/6 ore permettendo un pieno recupero della funzionalità durante la notte. È anche disponibile un pacco batterie a rapida sostituzione per affrontare tempi e ritmi di lavoro più intensi.
Piace molto la chiarezza di Weidemann che, con un apposito simulatore in cui inserire i dati di impiego di ogni singolo utilizzatore, fornisce i tempi di ammortamento e i risparmi che derivano dalla scelta di una 1160 eHoftrac®. Il maggiore costo iniziale, superiore del 20% rispetto alla 1160 standard, si prevede sia ammortizzato in circa 2.800 ore di medio esercizio.
Nel calcolo si tiene conto anche della sostituzione delle batterie dopo circa 1.200 cicli di ricarica. Se l’azienda agricola ha una produzione di energia elettrica provenienti da fonti rinnovabili si ha ovviamente un ritorno più rapido. Per contro si hanno emissioni ridotte del 43% rispetto alla 1160 a gasolio.
