Bosch Rexroth: Neue Plattform zur Elektrifizierung mobiler Arbeitsmaschinen

Um als Maschinenhersteller zukunftsfähig und nachhaltig zu agieren, ist ein klares Umdenken notwendig – die Elektrifizierung mobiler Arbeitsmaschinen gilt dabei als wichtiger Baustein. Für den Off-Highway-Bereich hat Bosch Rexroth nun ein umfangreiches Portfolio an Komponenten vorgestellt, das die Elektrifizierung schneller voran treiben soll. Unter dem Namen eLION steht das komplette Spektrum elektrischer Motoren, Inverter sowie darauf abgestimmte Getriebe-, Hydraulik- und Software-Lösungen zur Verfügung.

Lesedauer: min

Das Hochvolt-Portfolio ist in unterschiedlichen Baugrößen mit einem Nennleistungsbereich von 20 kW bis 200 kW für den Einsatz in kompakten und schweren Arbeitsmaschinen sowie für Fahr- und Arbeitsfunktionen konzipiert worden. Den offiziellen Startschuss für eLION gab Matthias Kielbassa, Produktbereichsleiter Elektrifizierung bei Bosch Rexroth, im Rahmen einer Fachkonferenz in Ulm. Im Mittelpunkt, so Kielbassa, stünden die Skalierbarkeit, die Robustheit und die funktionale Sicherheit.

Überzeugende Erfahrungswerte mit eLION

Einen ersten Eindruck von der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der neuen Systeme konnten sich Hersteller bereits im vergangenen September verschaffen. Im erst kürzlich eröffneten »TechPark« des Kunden- und Innovationszentrums in Ulm (das bau­MAGAZIN berichtete in Heft 12/21 – 1/22, Seite 104) zeigte Bosch Rexroth richtungsweisende Pilotprojekte auf: OEM wie Kalmar oder Senne­bogen zogen positive Bilanz und berichteten von ihren Erfahrungen mit eLION. Unter anderem wurde ein Telehandler mit eLION-Komponenten ausgestattet und dem Publikum präsentiert. »Ziel ist es, mit unserer Technologie eine Zukunft zu gestalten, die durch gesteigerte Effizienz, geringere Geräuschemissionen und weniger Luftbelastung geprägt ist«, so Matthias Kielbassa. Dafür, so der Experte weiter, habe Bosch Rexroth zum richtigen Zeitpunkt reagiert und Produkte auf den Weg gebracht, die beim zukunftsfähigen Ausbau mobiler Arbeitsmaschinen unterstützen. Offizieller Produktionsstart für eLION soll im zweiten Halbjahr 2022 sein.

Skalierbarkeit mittels modularem Baukasten

Mit Spitzenleistungen bis zu 400 kW liefern die elektrischen eLION-Motoren Nenndrehmomente bis zu 1 050 Nm und Maximaldrehmomente bis zu 2 400 Nm. Aktuell in vier Durchmessern entwickelt, sind diese Neuheiten mit jeweils unterschiedlichen Längen und Motorwicklungskonfigurationen ausgestattet – je nach Ausführung auch als schnell oder langsam drehende Variante. Bosch Rexroth bietet damit mehr als 80 mögliche Konfigurationen, die Herstellern eine größtmögliche Gestaltungsfreiheit für die Elektrifizierung bestehender oder neuer Fahrzeugarchitekturen einräumen soll. Die Motoren sind so konzipiert, dass sie auch als Generatoren eingesetzt werden können, beispielsweise für diesel-elektrische Architekturen. Zusätzlich zum Motorsegment stellt eLION auch Inverter in mehreren Leistungsklassen mit bis zu 300 A Dauerstrom und hoher Überlastfähigkeit in den Mittelpunkt. Inverter und Motor unterstützen laut Anbieter ohne Leistungseinbußen DC-Zwischenkreisspannungen von 400 V bis 850 V. Komplettiert wird das Portfolio durch Getriebe mit hoher Leistungsdichte für Rad- und Zentralantriebe (eGFT und eGFZ): Sie ermöglichen kompakte Antriebseinheiten für unterschiedlichste Anwendungen. Wie von Bosch Rexroth gewohnt, stehen Nutzern der eLION-Plattform auch BODAS-Software-Module zur Verfügung, ebenso dazu passende Hydraulikkomponenten für den Direktanbau, wie etwa geräuschoptimierte Axialkolben- und Außenzahnradpumpen.


Expertise und hohes Sicherheitsbewusstsein

Um eLION auf den Weg bringen zu können, hat Bosch Rexroth von Anfang an auf seine langjährige Erfahrung mit elektrischen Industrielösungen sowie die Bosch-Expertise im Bereich der Elektromobilität gesetzt. eLION ist darüber hinaus komplett neu entwickelt worden, um keine Kompromisse bezüglich der harschen Off-Highway-Einsatzbedingungen eingehen zu müssen. Entsprechend robust zeigen sich die Motoren und Inverter im Einsatz: Beide erfüllen die Dichtigkeitsschutzart IP6K9K und sind laut Hersteller in einem Temperaturbereich von – 40 °C bis + 85 °C einsetzbar – die obere Temperaturgrenze der Motorengeneratoren liegt gar bei + 100 °C. Damit können sie, als Generator eingesetzt, auch direkt am Dieselmotor verbaut werden. Die Schock- und Vibrationsfestigkeit der eLION-Komponenten liegt bei bis zu 50 g (Schock) und 10 g (Vibration). Zentrales Thema für Bosch Rexroth war bei der Entwicklung außerdem die funktionale sowie elektrische Sicherheit: Anwender profitieren daher von Inverter-Sicherheitsfunktionen nach ISO 13849.

Getriebe treiben Elektrifizierung voran

Fester Bestandteil der neuen eLION-Plattform sind darüber hinaus hocheffiziente Stirnradgetriebe wie die 1-Gang-Ausführung eGFZ9100 sowie das 2-Gang-Modell eGFZ9200. Beide sind als Zentralgetriebe ausgeführt und damit für den Einsatz in vielen Anwendungen geeignet. Mit ihrer hohen Übersetzung und geringen Geräuschemission sind die beiden Getriebe optimiert für den Einsatz von schnelldrehenden Elektromotoren mit hoher Leistungsdichte wie dem Rexroth eLION EMS1H, dem SMG oder Motoren anderer Hersteller mit ähnlicher Leistung. Permanentmagneterregte Synchronmotoren punkten grundsätzlich mit Kompaktheit und hoher Effizienz – doch ihre hohe Drehzahl stellt besondere Herausforderungen in Sachen Geräuschemission, Temperatur, Dichtigkeit und Verzahnung. Die Stirnradgetriebe eGFZ9100 und eGFZ9200 sind speziell auf diese Anforderungen ausgelegt und können überdies die Leistung an eine oder beide Achsen des Fahrzeugs abgeben. Für den Allradbetrieb steht zudem eine Achsab- bzw. -zuschaltung zur Verfügung – für einen permanenten Allradantrieb ist hingegen ein sperrbares Mittendifferenzial vorgesehen.

Getriebe müssen leicht integrierbar sein

Während das 1-Gang-Getriebe eGFZ9100 je nach Anforderung horizontal oder vertikal eingebaut wird, bieten beide Rexroth-Baureihen ein Plug-and-Drive-System, das aufgrund der im Getriebe vorhandenen Komponenten (wie Wärmetauscher und Ölpumpe) eine nahtlose Integration in den bestehenden Kühlkreislauf der elektrischen Antriebe ermöglicht. Auch die Sensorik zur Funktionsüberwachung ist bereits in den Getrieben integriert und kann mit einer Reihe von Optionen an unterschiedlichste Anwendungen angepasst werden.

Fakt ist zudem: In der Spannungsversorgung und dem Batteriespeicherbedarf verfolgen Maschinenhersteller unterschiedliche Strategien mit unterschiedlichen Auswirkungen auf den Bauraum. Damit der Bauraum im Rahmen des Fahrzeugs optimal genutzt werden kann, ermöglichen die eGFZ-Getriebe mit Flanschversionen nach DIN ISO vielfältige Abtriebslösungen. Diese können im Zweiradantrieb in einer Getriebeversion als U- oder S-Bauform ausgeführt werden und im Vierradantrieb als Z-Bauform.    d

Unternehmen

Bosch Rexroth ist Anbieter von Antriebs- und Steuerungstechnologien für effiziente, leistungsstarke und sichere Bewegung in Maschinen und Anlagen jeder Größenordnung. Das Unternehmen bündelt weltweite Anwendungserfahrungen in den Marktsegmenten mobile Anwendungen, Anlagenbau und Engineering sowie Fabrikautomation. Intelligente Komponenten, maß­geschneiderte Systemlösungen sowie Dienstleistungen schaffen bei Bosch Rexroth die Voraussetzungen für vollständig vernetzbare Anwendungen. Im Portfolio hat der Hersteller hocheffiziente Hydraulik, elektrische Antriebs- und Steuerungstechnik, Getriebelösungen sowie Linear- und Montagetechnik bis hin zu Software und Schnittstellen ins Internet der Dinge. Aktuell ist Bosch Rexroth in mehr als 80 Ländern präsent und erwirtschaftete 2020 mit mehr als 29 600 Mitarbeitern einen Umsatz von rund 5,2 Mrd. Euro.


Der kürzlich im neuen »Tech Park« von Bosch Rexroth vorgestellte 700-V-Batterie-Telehandler will mit hoher Leistungsfähigkeit und Effizienz punkten.