Ausgangssituation
Das Projekt ETA3 verfolgt als übergeordnetes Ziel die Entwicklung eines vollelektrisch angetriebenen Radladers der mittelgroßen Baureihe als Leitentwicklungsgerät für batterie-elektrische Antriebe (BEV) und Brennstoffzellenantriebe (FCEV), um damit die Brennstoffzellentechnologie in der Baum*4²@³@aschine voranzutreiben, und für die spätere Serienanwendung ertüchtigen und optimieren zu können.
ETA3 geht über den Anspruch eines reinen Konzeptfahrzeuges deutlich hinaus. Es wird ein vollelektrischer Prototyp Radlader mit hohem Technologiereifegrad (TRL) mit einem Brennstoffzellenantrieb der nächsten Generation gebaut, womit die Voraussetzungen geschaffen werden, im Anschluss an die Demophase in eine Langezeiterprobung gehen zu können.
Gemeinsam mit seinen Projektpartnern konnte sich Liebherr im Rahmen der Vorgängerprojekte ETA und ETA2 mit den Grundlagen rüsten, die elektrische Antriebstechnik (BEV) sowie die Wasserstoff-Brennstoffzelle (FCEV) als Schlüsseltechnologien für die Erreichung zukünftiger CO2-Ziele in der Baumaschine für den Maschinentyp Radlader vorbereiten zu können.
Mit dem Erschließen der Brennstoffzellenantriebe im Projekt ETA2 konnten ab 2021 die Grundlagen dieser Technologie erarbeitet werden. Es wurde ein kleiner Radlader als Versuchsträger aufgebaut, welcher auf der europäischen Leitmesse für Baumaschinen – kurz Bauma – im Oktober 2022 präsentiert wurde. Durch die fundierte Gesprächsbasis mit den weltweit führenden Brennstoffzellenherstellern konnte im Hause Liebherr umfangreiches Wissen zu den Auslegungsgrundlagen für die Anwendungen in Baumaschinen etabliert werden.
Projektpartner Tobias konnte die technologieimmanenten Limits der Wasserstoffspeicherung sowohl am Fahrzeug als auch in der lokalen Versorgung am Einsatzort erarbeiten, wodurch eine optimierte Bauraumnutzung erzielt werden konnte. Aufbauend darauf wird in ETA3 ein deutlich größeres, modulares, richtlinienkonformes und schnellbetankungsfähiges Wasserstofftanksystem entwickelt.
Die TU Wien entwickelt in ETA3 ein optimiertes Energiemanagement, welches den entscheidenden Beitrag leisten wird, Brennstoffzelle und Batterie im Hinblick auf deren Alterung mit einer adaptiven Steuerung in Balance halten zu können.
Die Entwicklung des vollelektrischen Prototyp Radladers mittlerer Baugröße mit hohem TRL im Projekt ETA3 ist gekennzeichnet durch folgende innovativen Merkmale:
- Effizienzoptimierter elektrischer Triebstrang mit einer Spannungslage von bis zu 800 VDC für beide Energiequellen, BEV und FCEV
- Defizite der heute verfügbaren Brennstoffzellensysteme aufzeigen und in enger Zusammenarbeit mit den Herstellern Ertüchtigungsschritte für den non-road Einsatz in Angriff nehmen
- Radlader mit großer Nähe zu Serienanforderungen, geeignet für die Langzeiterprobung der Brennstoffzelle der nächsten Generation
- Prädiktives Energiemanagement auf Basis von Langzeitmessdaten, um eine kosten- und effizienzoptimierte Auslegung des Brennstoffzellenantriebs zu ermöglichen Mittels adaptiver Betriebsstrategie ausgewogene Lebensdauer sowohl für die Brennstoffzelle als auch die Batterie erzielen
- Entwicklung eines modularen, schnellbetankungsfähigen Wasserstofftanksystems unter Berücksichtigung der Sicherheits- und Zulassungsvorschriften
- Schaffung von mobilen, baustellentauglichen Wartungseinrichtungen für die fahrzeugseitige Wasserstofftechnik
ETA3 findet seinen Abschluss in einer mehrmonatigen Demophase im realen Kundenbetrieb und dem Schritt in die Langzeiterprobung.
Projektleitung
Liebherr-Werk Bischofshofen GmbH
Dipl.-Ing. Hans Knapp
Leiter für Vorentwicklung und Antriebe Radlader
E-Mail: hans.knapp@liebherr.com
Projektpartner
- Adolf Tobias GesmbH
- Technische Universität Wien – Institut für Mechanik und Mechatronik
