Laddad och redo att ladda

"Våra system fungerar i den verkliga världen", säger Mike Kasaba, chef för Sandviks affärsenhet Artisan. "Vi har ett decennium av faktisk användning i produktivitet under jord. Det gör oss till det mest erfarna BEV-teamet i gruvindustrin. Kombinera det med Sandviks förmåga till tillverkning och support av en globalt färdig produkt och du kan se hur framtiden för gruvdrift under jord är här idag."

Hans tillförsikt är välgrundad. Sandvik har länge varit ledande på marknaden för elektriska lastare med sin beprövade produktlinje, som bygger på decennielånga samarbeten med gruvkunder. Sandvik vet vad gruvägare och entreprenörer vanligtvis letar efter när de uppdaterar sina maskinparker.

Denna erfarenhet kombineras nu med Artisans nya perspektiv på gruvindustrin. Ungefär två år efter förvärvet kan det tidigare oberoende innovationscentret nu presentera den första frukten av de gemensamma FoU-insatserna: Sandviks batterielektriska lastare LH518B. Den kombinerar avancerad BEV-teknik med utvalda delar från Sandviks befintliga maskinpark, inklusive beprövade gemensamma lösningar som skopans och bommens utformning samt lastarhytten.

Sandviks nya team av BEV-specialister sammanfattar sitt ingenjörstänkande i sin First Principles Design-filosofi och dess tre kärnvärden: tillförlitlighet, systemredundans och optimering av arbetscykeln, som sömlöst kombineras med Sandviks befintliga filosofi för lastarkonstruktion.

Vad innebär detta i praktiken? Den första generationens BEV innebar att dieselmotorn helt enkelt ersattes med en elmotor och ett batteri, samtidigt som växellådan, momentomvandlaren och kraftuttaget som driver det hydrauliska systemet behölls oförändrade. I den andra generationen eliminerades momentomvandlaren och kraftuttaget ersattes med en separat elmotor. Även om dessa tidiga iterationer av BEV-konstruktioner erbjuder verkliga förbättringar av lastarens effektivitet, begränsas de fortfarande av den mekaniska konstruktionen av den faktiska lastaren samt av begränsningarna hos den mekaniska drivlinan.

Sandvik LH518B representerar den senaste, tredje generationens BEV-design. Hela fordonet har konstruerats från grunden, vilket eliminerar begränsningarna hos de äldre, ursprungligen mekaniska konstruktionerna. Äldre lösningar från dieseldrivna lastmaskiner ersätts med en ny övergripande design som är centrerad kring batterisystemet och en elektrisk drivlina, vilket möjliggör en helt annan topologi för drivlinan. Den resulterande designfriheten möjliggör nya lösningar, som att använda mindre hjul baktill för att förbättra sikten för operatören och en löstagbar bakre ramsektion för enklare och snabbare byte av batteri.

När det gäller det dagliga arbetet i gruvan förser tredje generationens BEV-designfilosofi operatören med mycket meningsfulla och konkreta fördelar. Lastaren har en betydligt högre nyttolast i förhållande till sin storlek och vikt, vilket gör Sandvik LH518B till den kanske mest kraftfulla 18-tonslastaren hittills.

"Tankningscykeln" för Sandvik LH518B är den snabbaste i branschen, tack vare det patenterade batteribytesystemet och ett stabilitetssystem som är integrerat i batteriet. Laddstationen kräver ingen tung infrastruktur eller extra arrangemang, som till exempel en kran. Laddstationen består av tre kompakta kuber som förlitar sig på den gemensamma infrastruktur som redan finns på plats i gruvan, vilket innebär att de enkelt kan flyttas och omplaceras i takt med att gruvdriften utvecklas.

Den har en 18-tons skopa som är konstruerad för en 4,5-meters tipphöjd och en drivlina med en dragkraft på 450 kilonewton, medan maskinens mått överensstämmer med profilen på 14 ton.
För en gruvägare eller entreprenör innebär detta i praktiken att man kan göra mer med en mindre maskin. Till exempel kan en full skoplast dras längs en 20-procentig lutning i 12 km/h. Ett annat exempel på Sandviks LH518B:s kapacitet är en topphastighet på 30 km/h.

"Tankningscykeln" för Sandvik LH518B är den snabbaste i branschen, tack vare det patenterade batteribytesystemet och ett stabilitetssystem som är integrerat i batteripaketet. Laddstationen kräver ingen tung infrastruktur eller extra arrangemang, som till exempel en kran.

Laddstationen består av tre kompakta kuber som förlitar sig på den gemensamma infrastruktur för strömförsörjning som redan finns på plats i gruvan, vilket innebär att de enkelt kan flyttas och omplaceras i takt med att gruvdriften utvecklas.

Några lämpliga gamla tunnel- eller spårväxlar på strategiska platser längs lastmaskinens rutt är allt som behövs för det extremt enkla bytet av batteri. Vid laddstationen släpper operatören helt enkelt ifrån sig det urladdade batteriet och hämtar ett nytt fulladdat. Uppkopplingarna till batteriet ombord är också automatiserade, så hela batteribytescykeln kan slutföras utan att man behöver lämna hytten.

Sandvik LH518B ger gruvägare och entreprenörer verklig valfrihet oavsett hur deras befintliga maskinpark är sammansatt. Den kan ersätta både dieseldrivna och tethered-elektriska lastare om det är vad de operativa behoven kräver, men den kan lika gärna samexistera med alla typer av äldre system som behöver vara kvar i drift, och i samtliga fall med minimala förändringar av lastningscyklerna.

Den totala ägandekostnaden är ett vanligt problem när det gäller BEV, i synnerhet om de nya maskinerna med batteri måste installeras i en befintlig gruva.

"Kunderna tror ofta att den här nya tekniken kommer att bli dyrare", säger Brian Huff, chef för teknikavdelningen på Sandviks affärsenhet Artisan. "Verkligheten är att så inte är fallet. Batterier är en ny komponent i den befintliga modellen, så du måste lägga till det i dina kostnadsposter. Men verkligheten är att det kompenserar för det dyra dieselbränslet. Dessutom finns det ingen motor, transmission eller momentomvandlare på maskinen, vilket innebär att den inte behöver byggas om vid halvtid, ingen transmission behöver byggas om och mycket färre kylarbyten behöver göras."

När alla dessa faktorer tas med i beräkningen är det inte troligt att den totala ägandekostnaden överstiger den för en vanlig dieseldriven lastare. Kostnaderna kommer sannolikt också att minska i takt med att BEV blir en vanligare teknik och produktionsvolymerna ökar. Dessutom tar dessa beräkningar inte ens hänsyn till den betydande potentialen för minskad värmeproduktion och lägre kostnader för ventilation i gruvan.