A teljesen elektromos traktorok alkalmazása iránt elsősorban városi, közterületi, zárt állattartó telepeken stb. végzett munkáknál jelentkezik érdeklődés, ahol a zéró levegőszennyezés biztosítása elsődlegesen fontos követelmény. A nagy traktorgyártó vállalatok mellett családi vállalkozások is készítenek első generációs elektromos traktorokat.
Elektromos Fendt traktor
A prémium traktorgyártó 2017-ben mutatta be a Fendt e100-as típusjelzésű elektromos univerzális traktort. Az eredeti tervek szerint ez a traktor 2024-ben kerülne sorozatgyártásba, és évi 1000 darab készülne belőle. A Fendt vezetése 2020-ban úgy döntött, hogy a Fendt e100-as elektromos traktorok értékesítésének kezdetét későbbre, 2025-re halasztja.
A teljesen elektromos traktorok iránt egyre gyakrabban jelentkezik igény, elsősorban városi, közterületi, zárt állattartó telepeken stb. végzett munkákhoz, ahol a zéró levegőszennyezés biztosítása elsődlegesen fontos követelmény. A Rotterdamhoz közeli Barendrecht holland kisváros J. Van Huizen Groenmaterialen BV vállalata gondoskodik a régió, a környező zöldterületek és sportpályák karbantartásáról. A vállalat nem tudott megfelelő teljesítményű elektromos traktort beszerezni ezért 2020-ban úgy döntött, hogy két kis holland vállalkozással, a Holland-Utrecht és a New Electric Automotive együttműködésével szériagyártású Fendt 313 Vario traktort alakítanak át teljesen elektromos traktorrá (1. kép). Cikkünkben a „Fendt-e” névre keresztelt projektben átalakított akkumulátoros traktor kialakítását kívánjuk bemutatni.
A használt, eredetileg dízelmotoros Fendt 313 Vario traktor átalakítása a felesleges szerelvények eltávolításával kezdődött (2. kép). A dízelmotoron kívül eltávolításra került az üzemanyagtartály, a kipufogó, a kipufogógáz-utókezelő rendszer, az SCR- (AdBlue) rendszer, a hűtőrendszer, a motor levegőellátó berendezése, az eredeti CANBUS-rendszer és minden más felesleges szerelvény.
A meghagyott erőátviteli rendszer előtt sok hely szabadult fel. Ide került beépítésre a hajtást ellátó két villanymotor, a négy akkumulátoregység, a vezérlő teljesítményelektronika szerelvényei, az elektromos egységek hűtésére szolgáló rendszer, az olajhűtő és a vezetőfülke klímarendszerének hűtője (1. ábra).
A traktor orra egy kicsit szélesebb lett, az akkumulátorok és a hűtőradiátorok terjedelme miatt. Az átalakított elektromos Fendt-e traktor hajtását ellátó két villanymotort speciális kivitelezésű mechanikus egységgel kapcsolták össze. Az egyenként 50 kW névleges teljesítményű Siemens villanymotorokat egy hajtóműegységbe integrálták, és a dízelmotor helyére szerelték be.
A villamos energia tárolására az autótechnikából átvett Tesla lítium-ion akkumulátoregységet alkalmaztak. A nagy térfogatú akkumulátorokat több acéldobozba osztották el, amelyeket a motorháztető alatt és a traktor két oldalán helyeztek el (3. kép). Az akkumulátorok és a teljesítményelektronika hűtéséről új tervezésű folyadék-hűtőrendszer gondoskodik.
Az akkumulátorok kapacitását úgy választották meg, hogy a traktor 50%-os átlagos terheléssel legalább napi 8 órát tudjon dolgozni, közbenső töltés nélkül. Az akkumulátoregység hálózati konnektorból való teljes feltöltési ideje 15 óra, de várható rövid időn belül a gyorstöltés megvalósítása is. A számítások szerint az akkumulátorok élettartama több mint 2000 töltés.
Az átalakított traktor villamos részét a New Electric Automotive vállalat tervezte és kivitelezte. A kisfeszültségű és a nagyfeszültségű részek elválasztása az alkalmazott teljesítményelektronikával biztonságosan megvalósult. Az elektromos traktorhoz módosított CANBUS-rendszert dolgoztak ki (2. ábra).
Igény volt arra is, hogy az átalakított Fendt-e traktor működtetése, kezelhetősége az eredeti Fendt 313 Vario traktoréval azonos legyen. Ezt a villanymotorok szoftveres szabályozásával úgy valósították meg, hogy az új villamos hajtásegység fordulatszám- (n), teljesítmény- (P) jelleggörbéje megegyezik az eredeti dízelmotoréval (3. ábra).
A jelleggörbékből látható, hogy a villamos traktor rövid idejű (30 másodperces) túlterhelés esetén alacsony fordulatszámon (10001/min) akár 130%-kal nagyobb teljesítmény szolgáltatására képes, és magas (2000 1/min) fordulatszámon is 50%-kal nagyobb mértékben terhelhető. Ha ezeket az értékeket nyomaték oldalról szemléljük, akkor az átalakított villanymotoros hajtású traktor indulóképessége és akadálylegyűrő képessége messze felülmúlja a dízelmotoros változatét. A „Fendt-e” projekt keretében az átalakítás 2020 márciusában kezdődött. A hosszadalmas átalakítás többek között annak volt a következménye, hogy a Covid-19 járvány hátráltatta a szükséges alkatrészek beszerzésétét. Az új elektromos hajtás kialakítása és összeszerelése a meglévő Fendt alkatrészekkel a vártnál több időt vett igénybe. Újra kellett gondolniuk olyan dolgokat, mint például a vezetőfülke fűtését és a légkompresszor hajtását stb. A „Fendt-e” névre keresztelt projektben elkészült első elektromos traktor a tesztelési vizsgálatok és a hatósági engedélyek megszerzése után, 2021 decemberében került használatba.
A teljesen elektromos traktorok gyártása, értékesítése és mezőgazdasági alkalmazása megkezdődött. Az első generációs villamos traktorokra jellemző, hogy elsősorban a dízelmotor cseréjére törekedtek a tervezők, és jórészt meghagyták a szokásos erőátviteli rendszert, a hidraulikus és a pneumatikus segédberendezéseket. A következő generációs villamos mezőgazdasági erőgépek kialakítása merőben más lesz, a gép egésze villamosítva lesz, a fékberendezéstől az emelőberendezésekig. A mechanikus vagy hidrosztatikus sebességváltó rendszerek elmaradnak, a mechanikus, pneumatikus szerelvények alkalmazása jelentősen visszaszorul, és szinte teljesen elmaradnak a hidraulikus egységek. A nagy változást jelentő modernizációs időszak egyik legnagyobb kihívása az, hogy traktorok esetében a meglévő nem villamosított, de még használható mezőgazdasági munkagépeket hogyan fogják tudni kiszolgálni az új, modern, teljesen elektromos erőgépek.
SZERZŐ: DR. VARGA VILMOS NY. OKL. GÉPÉSZ- ÉS VILLAMOSMÉRNÖK
