コバコ・エレクトリック社のジョー・スキナーシ氏は、「ディーゼルの排出ガス、騒音、燃料貯蔵要件が健康、騒音、環境リスクをもたらす特定の用途については、すでに市場に受け入れられていると考えている」と述べた。このようなシナリオには、内装工事、農業と畜産、観光、リゾートなどが含まれます。「これらの用途では、電気機器が明らかに有利です。
「とはいえ、バッテリー技術、バッテリーのコスト、充電インフラ、電気機器に対する購入者の快適さなど、まだ対処すべき依存関係がいくつかあるため、売上高に占める電動重機の割合がディーゼルを追い抜くまでにはさらに5～10年かかると考えています。電動乗用車の場合と同様、政府の奨励金や規制が電動重機の導入を促進するのに役立つ可能性があります。」と同氏は指摘する。
しかし、潜在的な顧客の懸念には対処する必要があります。 「電気機器が標準になるためには、エネルギー容量、性能、価格に関して懐疑的な購入者が表明する主な懸念を克服できる機械が設計され、実証される必要があります」と、ボルボ建設機械のエレクトロモビリティプロダクトマネージャーのラーズ・アーノルド氏は述べています。
顧客に受け入れられるようボルボが最初に取り組んだのは、バッテリー駆動の小型ホイールローダーと掘削機です。{0} 「私たちは電動化への取り組みを小型マシンから始めました。なぜなら、それらは多用途で需要が高いからです。現在のバッテリーオプションは、今のところ小型マシンで最もよく機能します」とアーノルド氏は言います。 「大型の機械の場合は、エネルギー回生、燃料電池、ケーブル電気、代替燃料などのソリューションを組み合わせることができます。
「5～10年後には、ボルボの小型掘削機とホイールローダーの新型モデルはすべて電動化されるだろう」と同氏は予測する。 「私たちは他のタイプの機械の電動化も検討しています。大型機械の電動化は依然として課題ですが、私たちが積極的に解決策を模索しているところです。フルサイズのモデルは、おそらくこの 10 年代の終わりまでにディーゼル、ハイブリッド、電動の組み合わせになるでしょう。」-
総合的なアプローチ
電気機械をディーゼル駆動の同等の機械と比較する場合は、総合的なアプローチが必要です。{0}
「電気機械はディーゼル同等の機械よりも購入価格が高くなりますが、電気機械を評価する際には、エンジンを持たないことによる燃料の節約やコンポーネントの寿命の延長など、全体的なメンテナンスコストの削減を含む総所有コストを考慮する必要があります」とアーノルド氏は言います。 「最先端のリチウム-イオン電池と電気モーターは完全にメンテナンス不要です。-電池の電気部品の寿命は、従来の機械のディーゼル エンジンの寿命と同等かそれよりも長いはずです。」
バッテリー技術も進歩し続けています。 「当社のバッテリーに使用されているリチウム-イオン技術は、電気自動車で考えられる古い鉛-酸やニッケル-カドミウム技術よりもはるかに優れています」とアーノルド氏は言います。 「ボルボの先進的なバッテリーにはメモリー効果がなく、寒冷時の電力損失が少なくなります。12V 鉛蓄電池の場合、寒くなるとすぐに容量が大幅に減少します。これらのバッテリーではそのようなことは起こりません。」
電気機械は、新たな作業セグメントをターゲットにすることによって付加価値も高めます。 「ゼロエミッション機械を導入すれば、請負業者は持続可能性目標を掲げた仕事や屋内作業に入札する際に有利になる可能性があります」とアーノルド氏は言います。 「騒音レベルが低いため、人口密集地域での夜間作業など、騒音制限が設けられている場合にも使用できる可能性があります。また、電気掘削機やホイールローダーで作業を完了できる、従来のディーゼル機械には適さない他のニッチな用途についても常に聞いています。」
残存価値も考慮すべき点です。アーノルド氏が説明するように、「ディーゼル建設機械の場合、稼働時間はエンジンの稼働時間によって決まり、機械がアイドル状態である間も多くの時間がカウントされます。電気式の場合、オペレーターが作業を停止すると（たとえば、掘ったばかりの溝にパイプが配置されるのを待っているなど）すぐにモーターがオフになり、稼働時間は累積されません。ディーゼル機械で10,000時間働ける仕事でも、追加されるのは6,000時間か7,000時間だけかもしれません。同等の電気機械に比べて数時間短縮できるため、運用コストが削減され、ひいては総所有コストも削減されます。」
バッテリー寿命への対処
まだ不明なパフォーマンス基準の 1 つは、バッテリー寿命です。 「電気建設機械は非常に新しいため、バッテリーがどのくらい持続するかはまだわかりませんが、バッテリーは約 10 年持続する可能性があると推定しています」とアーノルド氏は言います。 「その時までにコストがいくらになるかを言うのは難しい。使用とさらなる開発の初期段階では、充電時間とバッテリー寿命が最も改善の余地がある。私たちは研究、開発を続け、より幅広い充電オプションを提供するつもりだ。」
「電気自動車の市場投入が進むにつれ、充電インフラの改善も追随するだろう」と同氏は予測する。 「当社の機器で使用されているバッテリー技術は、電気自動車やピックアップトラックで使用されているものと同じではないにしても、非常に似ています。バッテリー技術が進歩するにつれて、同様の更新が建設機器にも実装されるでしょう。」
Schinasi 氏もバッテリーのイノベーションに関して同様の見解を共有しています。 「当社と当社の顧客が直面する主な技術的課題は、バッテリーの稼働時間とバッテリーの充電です。これは電気自動車の『航続距離不安』に相当する重機です。バッテリーは勤務時間中持続するでしょうか? 充電するための適切な電源が現場にありますか (単相か三相か)。バッテリーの充電にはどのくらい時間がかかりますか? これらはよく聞かれる質問です。」と彼はコメントしています。 「現在、[Kovaco は] ほとんどのユースケースに対応できるさまざまなバッテリーと充電オプションを提供することで、これらの問題に対処しています。」しかし、これにより、複数の製品やサプライヤーを管理するという関連した課題が生じます。
ボルボがチャージをリード
ボルボは、L20 Electric および L25 Electric ホイール ローダ、ECR18 Electric、E18 Electric、ECR25 Electric 小型掘削機など、5 つのコンパクトなバッテリ駆動の建設オプションをラインナップしており、バッテリ電気自動車（BEV）分野の先頭に立っている。{0}}
「これまでに見てきたすべての点で、当社の電気機械は従来のディーゼル同等の機械と同等かそれ以上の性能レベルを提供します」とアーノルド氏は述べています。 「たとえば、ECR25 電動小型掘削機の掘削深さは 9 フィートです。
1 インチ、ブレイクアウト力は 5,020 lbf です。 L25 Electric コンパクト ホイール ローダーは、全回転転倒荷重 3.7 トン、ダンプ高さ 8.2 フィート、積載量 4,409 ポンドを備えています。{6}ペイロードフォークの耐荷重。
「いくつかの例外は、ECR25 電気掘削機の連続モーター出力のわずかな増加と動作重量のわずかな増加です」と彼は指摘します。 「また、L25 電動ホイール ローダーの場合も、ディーゼル モデルと比較して動作重量がわずかに高く、静的転倒荷重が高くなります。」
しかし、パフォーマンスはスペック以上のものです。 「すでにボルボの電気機械を使用している請負業者は、パフォーマンスに関しては違いが分からないと報告しています」とアーノルド氏は言います。
バルティック・サンズ社ディレクターのジャック・マレ氏は、「我々が（ボルボの電動小型機器を）テストした3か月間で、これらのマシンは例外的に性能を発揮し、同じサイズで排出ガスを出さないディーゼルマシンに期待されるものと一致した」と述べた。
Kovaco Electric はスキッド ステアとミニ ローダーのオプションを提供しています{0}
2015 年、コバコ エレクトリックは、初の完全電動スキッド ステア ローダーであるエリーゼ 900 を市場に投入しました。{2} 240 Ah バッテリの場合は最大 6 時間、400 Ah バッテリの場合は 8 時間の動作が可能です。従来のスキッド ステアと比較した出力同等値は、240 Ah バッテリーの場合は 30.8 馬力、400 Ah バッテリーの場合は 52.3 馬力です。このユニットは 3 つの電気モーターによって駆動され、そのうち 2 つは走行用に使用され、1 つは油圧システムのみに使用されます。
「当社独自の内部計算によると、Kovaco Electric は、重機オペレーターが同等の価格と仕様のディーゼル スキッド ステアよりも当社の Elise 900 電動スキッド ステア ローダを使用した場合、3,000 時間で 18,000 ドル近くを節約できると推定しています」と Schinasi 氏は言います。{5} 「これは、燃料とメンテナンスのコストが約 75% 節約されることを意味します。オンライン検索によると、スキッド ステアの平均寿命は 5,000 時間であることがわかります。適切なケアとメンテナンスを行えば、当社のバッテリーはそれよりも長持ちするはずです。Kovaco Electric のバッテリーは 1,700+ 容量の 80% まで充電できるため、ローダーの寿命まで続くはずです。」
同社は MiniZ コンパクトトラックローダーも提供しています。 「Kovaco Electric MiniZ コンパクト トラック ローダーの電気バッテリー オプションの価格は、ディーゼル エンジンの同等品とほぼ同じか、わずかに高いです」と Schinasi 氏は言います。 「初期投資は若干高くなるかもしれませんが、機械の耐用年数にわたる運用コストとメンテナンスの節約は、初期資本支出の割増額を十分に正当化します。
「同じクラスのローダーと比較した場合、MiniZ 電動ローダーは同等のディーゼル ミニローダーと同様の性能を発揮し、運用コストは大幅に低くなります」と Schinasi 氏は言います。 「当社の機械は、遠隔制御による操作、瞬時のトルク、低騒音、その他多くの利点など、同等のディーゼル機械にはない機能も備えています。これらの機能は、従来のディーゼル機械が使用できなかった潜在的な用途の全く新しい世界をもたらします。-」
「一例は、早朝の造園用途です。ディーゼル機器は非常にうるさく、騒音条例により早朝の使用が妨げられる可能性があります。」と彼はコメントします。 「対照的に、MiniZ は非常に静かで、早朝の造園や最小限の妨害での用途に使用できます。」
斗山ボブキャット、全電動 CTL を展開-
Doosan Bobcat は、1 月 4 日にラスベガスで開催されたコンシューマー エレクトロニクス ショー 2022 で、全電動の Bobcat T7X コンパクト トラック ローダー（CTL）を発表しました。この CTL は、すべての油圧装置とコンポーネントを完全に排除したこの種の機械としては初めてであり、その結果、同等のディーゼル油圧式装置よりも 10 倍静かな機械が実現しました。{0}
T7X の独自の設計により、ディーゼル油圧バージョンよりも部品が 50% 近く少なくなります。{2}}従来の油圧作業グループは、電気シリンダーと電気駆動モーターで構成される電気駆動システムに完全に置き換えられました。これは、実質的に流体を使用しないことを意味します。必要な環境に優しい冷却剤は 57 ガロンと比較して 1 クォートのみです-。同等のディーゼル-油圧モデルにおける流体の量。この機械は、年間メンテナンスコストの削減と、ディーゼル、エンジンオイル、ディーゼル排気液、油圧部品の廃止を考慮すると、日々の運用コストの削減を約束します。
「このマシンは完全にバッテリー駆動で、ディーゼルモデルよりも優れた性能を発揮するように設計されています」と、斗山ボブキャットのグローバルイノベーション担当副社長のジョエル・ハニーマン氏は述べています。 「このマシンは電気推進により、よりインテリジェントで生産性が向上しています。高性能トルクで静かで、- のこれまでのマシンよりも強力でありながら、二酸化炭素の排出を排除しています。」
T7X の電動プラットフォームにより、あらゆる動作速度で瞬間的なパワーと最大トルクを得ることができます。標準的な油圧システムでは、遅延なく出力を確立できます。このマシンは、Doosan Bobcat の技術パートナーである Green Machine Equipment Inc. と共同開発した 62-kW リチウムイオン バッテリーから電力を供給します。
「電源管理システムのインテリジェンスは、負荷が増加していることを感知するようにプログラムされています」とハニーマン氏は言います。 「不要な場合は自動的に電源がオフになるため、エネルギーと稼働時間が節約されます。ディーゼルの同等品とは異なり、この電動機械と電源管理テクノロジーは稼働中にのみエネルギーを消費します。-」正確な実行時間はアプリケーションによって異なりますが、インテリジェント作業モードを使用すると、連続動作時間は最大 4 時間、断続的な使用では丸 1 日の動作が可能になります。
双方向テレマティクス通信により、機械のパフォーマンスに関する統合データと、機械の設定を変更したり、特定の作業状況に合わせてパフォーマンスを調整したり、製品機能をアップグレードしたりするためのオペレーターに焦点を当てたデータが提供されます。-これには、フルトルクでの可変駆動速度や、ディーゼル油圧機械では不可能なその他の機能が含まれます。{3}}
「私たちは、バッテリー電力を節約するために、タスクに応じてソフトウェアを通じて開発したさまざまな作業モードを採用しています」とハニーマン氏は言います。 「エコ モード、アドバンス モード、さらにはビースト モードがあり、必要に応じて駆動システムに瞬時に完全なトルクを短時間で供給します。」
斗山ボブキャットは、モーション コントロール コンポーネントおよびシステムの世界的な開発会社である Moog Inc. と協力して、T7X の電子制御機能の研究開発のペースを加速しました。 Moog Inc. の会長兼 CEO、ジョン スキャネル氏は次のように述べています。
油圧システムの取り外しには、アタッチメント側とは異なるアプローチが必要になります。ボブキャットは、あらゆる電動アタッチメントの製品ラインを導入します。-最初に開発されたものには、電動オーガー、アングルほうき、グラップルなどが含まれます。{3}
T7X は、レンタル業界のリーダーの 1 社から重要なサポートを受けているようです。北米に 1,025 以上の拠点を構える Sunbelt Rentals は、Bobcat T7X CTL と電動小型掘削機の大規模なフリートに多額の投資を行うための戦略的パートナーシップを締結しました。これらは共同ブランド化され、2022 年以降に提供される予定です。{5}サンベルト・レンタルズは、ボブキャットのバッテリー電気技術を採用して顧客が利用できるようにする初の全国的な機器レンタル会社となり、両社の環境、社会、ガバナンスの重点をサポートすることになる。
KATO-CES では顧客がコードを切断できるようになりました
KATO-CES は、5 フィート. 2-インチの 9VXB という 2 つのモデルのバッテリー電動ミニ-掘削機 - を提供しています。掘削深さとバケット力 2,360 ポンド、および 7 フィートの 17VXB を備えています。掘削深さとバケット力は 3,687 ポンドです。この機械は標準の油圧システムを利用しているため、ディーゼルバージョンと同じアタッチメントを引き続き使用できます。
「需要があり、市場があり、成長しています」と KATO-CES の Bart DeHaven 氏は言います。 「現時点では、どちらかというと屋内の限られた空間でのアプリケーションです。」これには、顧客が厳密に制御された環境を必要とする食品または医薬品のあらゆるアプリケーションが含まれます。
マシンの仕様はディーゼル同等のものと非常に似ています。 「電気ユニットはディーゼルユニットよりも少し重いですが、それでも掘削深さは同じです」とデヘブン氏は言います。 「これらの機械の唯一の欠点は、稼働時間です。ディーゼル機械では、ディーゼルが入っていることを確認するだけで、1 日 24 時間、年中無休で稼働させることができます。」ただし、電気機械は充電時間が必要です。 「8時間使用するには8～12時間充電する必要があります。」
バッテリー式マシンの最大の関心事は、正しく充電することです。 「充電せずに 2 ～ 3 か月放置することはできません」とデヘブン氏は言います。 「車載コンピュータシステムはバッテリーを徐々に消耗させます。」搭載コンピューターは、最新のテレマティクス サービスと診断を可能にするために、ほぼ常時稼働しています。
ただし、メンテナンスと関連コストに関しては、バッテリー電源が最も重要です。ディーゼルの場合、エア フィルター、オイル レベル、冷却水レベルなどを確認する必要があります。「バッテリー付きの掘削機を使用している場合、充電状態を LED ライト スクリーンで確認するだけで済みます」と DeHaven 氏は指摘します。 「バッテリーがあれば、DPFフィルターが目詰まりしたり、悪いディーゼル燃料が入ったりする心配はありません。」
バッテリー寿命の点では、ディーゼルエンジンに匹敵するようです。 「現時点では、寿命はディーゼルエンジンよりも長くなるはずです」とデヘブン氏は言う。ただし、機械が使用される天候や顧客のバッテリーの充電方法など、外部からの影響もあります。
KATO-CES は長年にわたり、これらのマシンのプラグイン電動バージョンを提供してきました。- 「何年も電気製品を使用していた顧客の中には、バッテリー式機械を狙う人もいる」とデヘブン氏は指摘する。
「レンタル顧客のほとんどは、バッテリーが最適な手段であることを認識しています」とデヘブン氏は言います。プラグイン電気にはさらに制限があります。- 「サイズを大きくする前に、機械に付属のコードを 200 フィートまたは 300 フィートしか使用できません。電源 - 単相 230 ボルト - または三相 - 480 ボルト - からはアンペア数が低下します...その電源から離れるほどアンペア数が低下します。
「バッテリーマシンを使えば、充電されている限り、やりたいことが何でもできます」と彼は続けます。 「誰かがコードを踏んだり、コードを傷つけたりする心配はありません。機械を操作しているときは、コードがコードから完全に外れます。バッテリー式機械がその市場を占領したため、私たちはそれほど多くの電気プラグイン式機械を販売していません。」-しかし、学習には時間がかかります。充電プロセスとマシンをいつ接続するかについての教育が必要です。
現在、コストは、バッテリ電源の幅広い採用における最大の制限要因の 1 つです。 「それらの研究開発には非常に費用がかかります」とデヘブン氏は言う。そのため、初期購入価格が大幅に高くなります。 「機械ごとに比較すると、バッテリーの[バージョン]は同じモデル、同じクラスのディーゼル機械の約2倍になります。その多くはバッテリー技術自体のコストに関係しています。コストは下がるでしょうが、コスト的にディーゼル機械と[同等]になるかどうかはわかりません。-」
「米国市場では（バッテリー機械の）ニーズが高まっている。今後も成長していくだろう」と同氏は予想する。しかし、現状ではまだ特殊なツールです。 「ディーゼルマシンの居場所は常にあると思いますが、バッテリーマシンの居場所もあると思います。コストがはるかに高く、稼働時間の制約があるため、現時点では、それらがすぐにディーゼルを追い越すとは思いません。」
