Ingénierie avant tout

Nov 30, 2023

Par Mike Santora | 22 février 2022

Le Doosan Bobcat T7X exposé au CES 2022 à Las Vegas comprend des vérins électriques Moog et le moteur de traction Moog situés au point le plus haut sous le triangle formant les chenilles du véhicule.

Doosan Bobcat avait une vision pour concevoir et construire une machine entièrement électrique. Son équipe recherchait un actionneur tout électrique pour ses chargeuses compactes sur chenilles. La recherche les a conduits à Moog, qui a l'habitude de convertir des systèmes hydrauliques en systèmes électriques. Le résultat a été le Bobcat T7X primé, qui n'utilise ni pièces hydrauliques ni huile. Le T7X est une machine à zéro émission et entièrement électrique avec la puissance et les performances d'une machine diesel-hydraulique mais sans le bruit, les émissions et les fuites hydrauliques. Voici comment ils l'ont fait.

Le système d'électrification intelligent de la machine se compose d'un cadre logiciel intégré, d'un contrôleur de machine électrique sophistiqué, de vérins électriques de levage et d'inclinaison, de moteurs de traction électriques et d'une électronique de puissance. Avec l'aide de ce nouveau système, le T7X représente une avancée majeure pour la productivité, la sécurité et la durabilité des engins de chantier.

"Bobcat avait une vision pour une machine entièrement électrique", a déclaré Joe Baldi, directeur de la stratégie et des partenariats pour Moog. "Notre conversation a commencé avec les actionneurs tout électriques de Moog, mais nos discussions ont finalement abouti au système d'électrification intelligent des machines. En collaboration avec Bobcat, nous avons pu donner vie à cette vision tout électrique en six mois."

Le nouveau système d'électrification intelligent de la machine a aidé le T7X à contrôler le mouvement des chenilles et les fonctions de levage et d'inclinaison avec efficacité, permettant une machine puissante à zéro émission avec une durée de fonctionnement accrue et des coûts de maintenance réduits.

« Pour décrire notre contribution au T7X en termes anatomiques », a ajouté Baldi, « nous avons fourni le lobe frontal du cerveau (la partie qui contrôle le mouvement) ; le système nerveux aidant à coordonner intelligemment les actions, la puissance et les informations des capteurs vers et depuis différentes parties de la machine ; et les muscles, qui sont les actionneurs et les moteurs entièrement électriques. »

Le 4 janvier 2022, à Las Vegas au CES 2022, Doosan Bobcat a annoncé que Sunbelt Rentals investirait dans une flotte de chargeuses compactes sur chenilles T7X entièrement électriques. Les machines entièrement électriques seront comarquées par Bobcat et Sunbelt et seront disponibles cette année.

Alors, qu'est-ce qui fait de la solution de Moog un "système intégré prêt pour l'automatisation" par rapport à un ensemble de composants pour le contrôle de mouvement et la gestion de l'énergie ? Le cadre logiciel numérique rend cette solution prête pour l'automatisation, permettant à Bobcat de construire des machines numériques et configurables par logiciel pour les utilisateurs. Chaque axe de la machine peut être contrôlé indépendamment et avec précision, mais ils sont liés à d'autres sous-systèmes, ce qui permet à Bobcat de développer facilement des fonctionnalités utiles pour ses clients. Pensez à la façon dont Tesla et Apple introduisent de nouvelles fonctionnalités via des mises à jour logicielles ; Moog permet cela avec son système.

Sur la photo (de gauche à droite) : Matt Sagaser, directeur de l'innovation pour Doosan Bobcat ; Joe Alfieri; Nicole Wodka-Cook, directrice commerciale de Moog Construction ; Joel Honeyman, vice-président de l'innovation pour Doosan Bobcat ; et Dave Grabau, responsable du développement commercial pour Moog Construction.

Ce qui est unique (ou premier du genre) dans l'offre du Bobcat T7X, c'est qu'il est entièrement électrique — pas de pièces hydrauliques, pas d'huile, moins de pièces qu'une machine diesel-électrique ; il est zéro émission et suffisamment silencieux pour que les équipes de construction puissent communiquer sans crier ni signaux manuels. Le logiciel de gestion de l'énergie augmente également la durée de vie de la batterie de la machine, car la machine ne fournit de l'énergie qu'aux pièces de la machine en cas de besoin et dans la bonne quantité. Cela prolonge la durée de vie de la batterie et rend possible les machines de construction à zéro émission, car elles peuvent effectuer plus de travail plus longtemps avant de devoir être rechargées.

Moog dispose d'experts en contrôle de mouvement, automatisation, simulation, modélisation pour des systèmes entiers et sur des marchés allant de l'aérospatiale aux énergies renouvelables. Aujourd'hui, la plupart des systèmes centralisés sur un véhicule de construction ont un moteur et une pompe distribuant le fluide hydraulique ; la pompe tourne toujours. Avec un chargeur traditionnel, la machine gaspillerait de l'énergie sur chaque axe pour le levage, l'inclinaison, le déplacement, même lorsque la machine est à l'arrêt. Moog a conçu un système plus efficace utilisant un contrôle distribué pour envoyer de l'énergie uniquement quand et où le T7X en avait besoin, comme soulever la saleté ou se déplacer d'un côté à l'autre, de sorte que le T7X gaspille peu ou pas d'énergie.

De plus, l'équipe Moog gère efficacement le mouvement et la thermodynamique du système du T7X, ce qui permet à chaque composant de fonctionner dans la plage de température appropriée, réduit la consommation d'énergie et prolonge la durée de fonctionnement.

Enfin, le nouveau logiciel intelligent optimise le mouvement du T7X lors de l'exécution des tâches en apprenant à lisser les mouvements et le fonctionnement de la machine, ce qui augmente le temps d'exécution de plus de 25 %. La machine obtient le même rendement et travaille avec moins d'énergie en lissant les moments de pointe de la consommation d'énergie.

Qu'est-ce que "l'approche de plate-forme modulaire et évolutive ?" Cela signifie que des solutions comme celle-ci utilisée pour l'application Bobcat sont évolutives sur plusieurs types de machines avec peu de modifications - cela permet à Bobcat d'économiser du temps et de l'argent dans le développement de son prochain produit tout électrique. Étant donné que la solution a été construite à partir de blocs de construction matériels et logiciels modulaires, les ingénieurs de ce projet ont collaboré rapidement pour appliquer les blocs à différentes machines. Le résultat? Les machines zéro émission arrivent sur le marché plus rapidement et à moindre coût.

Combien de temps s'est-il écoulé entre la discussion initiale et la production d'une chargeuse entièrement électrique fonctionnelle ?Environ six mois.

Comment l'approche de Moog garantit-elle que les véhicules électriques ont une force et un couple comparables aux systèmes hydrauliques ? La solution initiale entièrement électrique du T7X était considérée comme trop robuste par rapport à son prédécesseur hydraulique, mais l'intelligence des systèmes de la machine permettait différents modes de travail pour contrôler la sortie en cas de besoin. Il existe une idée fausse dans de nombreuses industries, pas seulement dans la construction, selon laquelle les systèmes hydrauliques sont plus puissants que les systèmes électriques. Il faut une bonne expérience pour appliquer au mieux les avantages de ces différentes technologies à une machine.

Moogwww.moog.com/construction