DE102022127920A1

DE102022127920A1 - Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, insbesondere Kran

Info

Publication number: DE102022127920A1
Application number: DE102022127920.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Aßfalg; Gerhard Schmid
Original assignee: Liebherr Werk Biberach GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Biberach GmbH
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2024-05-02
Also published as: WO2024083975A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst eine elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, insbesondere Kran, mit elektrischen Antrieben zum Antreiben von Arbeitsaggregaten, einem elektrischen Energiespeicher zum Versorgen der elektrischen Antriebe mit Strom, sowie einer Ladevorrichtung zum Nachladen des Energiespeichers, wobei die Ladevorrichtung verschiedene Ladeschnittstellen zum Laden des Energiespeichers aus verschiedenen Stromversorgungen umfassend zumindest einen maschineneigenen Stromerzeuger und ein externes Stromnetz aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Bau- und/oder Materialumschlagsmaschinen, insbesondere einen Kran, mit elektrischen Antrieben zum Antreiben von Arbeitsaggregaten, einem elektrischen Energiespeicher zum Versorgen der elektrischen Antriebe mit Strom sowie einer Ladevorrichtung zum Nachladen des Energiespeichers.
Verschiedene Bau- bzw. Materialumschlagsmaschinen wie Krane werden schon heute vollelektrisch betrieben, während für andere Baumaschinentypen die Umrüstung vom bislang vorherrschenden dieselelektrischen Antriebskonzept, bei dem ein verbrennungsmotorisch angetriebener Generator die elektrischen Antriebe bestromt, auf einen vollelektrischen Betrieb noch im Gange ist. Beispielsweise werden Krane wie Turmdrehkrane an sich bereits vollelektrisch betrieben, wobei die Krane auf der Baustelle an eine externe Netzversorgung angeschlossen werden können, die für den Kranbetrieb geeignet ist und hierfür beispielsweise Strom- und Spannungsstärken im Bereich von 400V bzw. 32A oder 63A bereitstellt, üblicherweise dreiphasig. Aus einem solchen Stromnetz werden der elektrische Antrieb eines Hauptarbeitsaggregats wie beispielsweise der Hubwerksantrieb zum Betätigen des Hubseils bzw. Lasthakens eines Krans, oder der elektrische Antrieb anderer Kern-Arbeitsaggregate, die Kernfunktionen der jeweiligen Baumaschine erfüllen, mit elektrischen Strom versorgt, beispielsweise der Wippwerkantrieb zum Auf- und Niederwippen des Auslegers eines Krans oder eines Seilbaggers, oder der Drehwerksantrieb zum Verschwenken des Kran- oder Baggerauslegers um eine aufrechte Drehachse oder der Pumpenantrieb einer Betonpumpe.
Steht ein Stromnetz bei abgelegenen Baustellen jedoch nicht zur Verfügung oder hat das an der Baustelle zur Verfügung stehende Stromnetz keine ausreichende Leistung, ist es schwierig, einen CO2-freien Betrieb der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine sicherzustellen. Üblicherweise wird nämlich bislang bei Fehlen eines ausreichend starken Stromnetzes auf der Baustelle ein Dieselstromaggregat zur Spannungserzeugung bereitgestellt, was jedoch neben den unvermeidlichen CO2-Emissionen auch eine stärkere Lärmbelastung verursacht und zudem an einer geringen Energieeffizienz leidet. Um Lastspitzen abzufedern, beispielsweise wenn große Lasten zu heben sind, muss das Dieselstromaggregat eine ausreichend hohe Leistung erbringen, die im Leerlaufbetrieb oder bei Stellbewegungen der Baumaschine mit geringen Belastungen wie beispielsweise einem Leerverfahren des Lasthakens eines Krans überdimensioniert ist bzw. nicht benötigt wird. Der Betrieb eines solchen Dieselstromaggregat bringt höhere CO2-Emissionen sowie einen entsprechende Lärmbelästigung mit sich.
Es wurde insofern bereits vorgeschlagen, Bau- und/oder Materialumschlagsmaschinen mit einem elektrischen Energiespeichersystem zu versehen, um Lastspitzen durch Zuschießen von Strom aus dem Akku abfedern zu können, wobei auch bereits rekuperative Energiegewinnung eingesetzt wird, um den Energiespeicher laden zu können, wenn der Maschinenbetrieb kinetische Energie freisetzt, wie beispielsweise beim Abbremsen eines Antriebs oder dem schwerkkraftgetriebenen Absenken einer Last am Lasthaken. Beispiele für elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschinen sind in den Schriften DE 20 2015 008 403 U1 , DE 10 2021 102 706 A1 oder EP 33 50 111 B1 gezeigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine der genannten Art, insbesondere einen verbesserten Kran zu schaffen, die/der Nachteile des Standes der Technik vermeidet und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll ein möglichst CO2-freier oder -armer und energieautarker Arbeitsbetrieb an Orten ohne ausreichendes Stromnetz ermöglicht werden, wobei zur Verfügung stehende Energiequellen effizient genutzt werden, ohne besondere Anforderungen an die Infrastruktur der Baustelle bzw. des Arbeitsplatzes zu stellen. Vorzugsweise sollen Lärm und Abgase gerade während der Arbeitszeit vermieden werden, um Maschinenführer, Bauarbeiter und Passanten weniger zu belasten.
Erfindungsgemäß wird die genannten Aufgabe durch eine elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird also vorgeschlagen, eine intelligente Ladestruktur vorzusehen, die zur Verfügung stehende Stromversorgungsquellen effizient nutzt und sich an die am Aufstellort zur Verfügung stehende Infrastruktur anpasst. Erfindungsgemäß besitzt die Ladevorrichtung verschiedene Ladeschnittstellen zum Laden des Energiespeichers aus verschiedenen Stromversorgungen umfassend zumindest einen maschineneigenen Generator und ein externes Stromnetz. Hierdurch kann der Energiespeicher der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine wahlweise an ein externes Stromnetz angeschlossen und hieraus nachgeladen werden, oder, wenn ein solches nicht zur Verfügung steht, von einem maschineneigenen Generator her nachgeladen werden.
Die genannten, verschiedenen Ladeschnittstellen können hierbei an verschiedene Spannungs- und/oder Stromstärkenniveaus angepasst sein. Insbesondere kann eine Ladeschnittstelle zum Anschließen an und Nachladen aus einem externen Stromnetz vorgesehen sein, das an sich nicht die von den elektrischen Antrieben der Arbeitsaggregate benötigten Energiestärken und/oder Spannungs- und/oder Stromniveaus bereitstellt. Benötigt beispielsweise der elektrische Antrieb eines Hauptarbeitsaggregats wie beispielsweise der Hubwerksantrieb eines Krans eine Stromversorgung im Bereich von 400V und/oder von 32A oder 63A und/oder einen Dreiphasenstrom, kann die genannte Niedrigleistungs-Ladeschnittstelle gleichwohl dazu konfiguriert sein, an ein externes Stromnetz mit beispielsweise nur 230V und 16A oder 400V bei nur 16A angeschlossen zu werden und den Energiespeicher aus einem solchermaßen „schwachen“ Stromnetz nachzuladen, das an sich zum Speisen der Arbeitsaggregate der Maschine selbst zu schwach, zum Nachladen des Energiespeichers aber durchaus ausreichend ist.
Vorteilhafterweise kann die Ladevorrichtung aber auch alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Niedrigleistungs-Ladeschnittstelle eine Schnell-Ladeschnittstelle zum Anschließen an ein stärkeres Stromnetz mit beispielsweise 32A oder 63A aufweisen, so dass die Ladevorrichtung den Energiespeicher auch aus einem solchen stärkeren Stromnetz nachladen kann.
Steht ein solches stärkeres externes Netz zur Verfügung, kann die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, d.h. deren Arbeitsaggregate auch direkt am Netz betrieben werden, ohne dass die Arbeitsaggregate aus dem maschineneigenen Energiespeicher gespeist werden müssen, was gleichwohl aber der Fall sein kann, um beispielsweise Leistungsspitzen abzufedern. Die Lade- bzw. Energiesteuervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die vom externen Netz kommende Leistung zum Betrieb der Arbeitsaggregate und ggf. zum Laden des Enrgiespeichers zu verwenden und das Speisen der Arbeitsaggregate aus dem Energiespeicher abzuschalten bzw. auf kurze Zeitfenster von Lastspitzen beschränken.
Ist jedoch gar keine externe Stromversorgung vorhanden oder besitzt eine solche eine zu schwache Leistung, kann der Energiespeicher auch aus mit dem maschineneigenen Generator nachgeladen werden, wobei die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine in Weiterbildung der Erfindung einen Verbrennungsmotor wie beispielsweise einen Dieselmotor aufweisen kann, um den genannten Generator anzutreiben. Hierdurch kann ein autarker Maschinenbetrieb auch an Orten ohne Stromnetz ermöglicht werden.
Vorteilhafterweise wird jedoch der Verbrennungsmotor zum Antreiben des maschineneigenen Generators von einer Ladesteuervorrichtung intelligent gesteuert, insbesondere in Abhängigkeit des Ladezustands und/oder -bedarfs des Energiespeichers, um Lärm und/oder Abgase zu reduzieren und/oder in Phasen zu verschieben, die Maschinenführer, Arbeiter und Passanten weniger belasten.
Vorteilhafterweise kann die genannte Ladesteuervorrichtung dazu ausgebildet sein, den Verbrennungsmotor nur dann zu betreiben, wenn ein Laden aus einem externen Stromnetz nicht möglich oder nicht ausreichend ist.
Die Ladesteuervorrichtung kann alternativ oder zusätzlich hierzu den Verbrennungsmotor auch nur dann betreiben, wenn der Ladezustand bzw. -bedarf des Energiespeichers dies tatsächlich erfordert. Insbesondere kann der Verbrennungsmotor automatisch in Betrieb gesetzt werden, wenn beispielsweise eine Lastspitze dies erfordert oder der Ladezustand des Energiespeichers für einen auszuführenden Job nicht ausreicht, beispielsweise weil eine große Last zu heben ist.
Vorteilhafterweise kann die Ladesteuervorrichtung dabei auch externe Informationen beispielsweise aus einem Baustellenleitrechner oder einem sog. BIM, d.h. einem Baustelleninformationsmodell berücksichtigen, insbesondere dergestalt, dass der aktuelle Ladezustand des Energiespeichers mit dem Energiebedarf eines kommenden bzw. zukünftigen Arbeitsablaufs abgeglichen wird und ein Ladevorgang gestartet, beispielsweise der Verbrennungsmotor in Gang gesetzt wird, um den Energiespeicher rechtzeitig zu laden und für den kommenden Job ausreichend stark nachzuladen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ladesteuervorrichtung den Ladevorgang, beispielsweise das Betreiben des Verbrennungsmotors auch in eine weniger störende Zeit verschieben, in der weniger Arbeiter auf der Baustelle sind oder eine Lärmbelästigung in der Nachbarschaft weniger störend empfunden wird. Beispielsweise kann die Ladesteuervorrichtung tageszeitabhängig arbeiten.
Insbesondere kann die Ladesteuervorrichtung dazu ausgebildet sein, den Verbrennungsmotor zum Antreiben des maschineneigenen Generators nur eine begrenzte Zeit im Nennleistungsbereich oder in einem begrenzten Fenster um den Nennleistungsbereich herum zu betreiben, in dem der Verbrennungsmotor einen relativ niedrigen Verbrauch bzw. ein günstiges Verbrauch-/Leistungsverhältnis aufweist und/oder ein günstiges Abgasverhalten zeigt. Anders als beim bisherigen Einsatz von Dieselstromaggregaten, die während des gesamten Maschinenbetriebs bzw. Arbeitstags im Leerlaufbetrieb mit Ausnahme kurzer Lastspitzen, wenn hohe Lasten bewegt werden, laufen, kann durch ein intervallartiges Betreiben im Nennleistungsbereich ein deutlich effizienteres Laden des Energiespeichers mit weniger Lärm- und Abgasbelastungen erreicht werden.
Die genannte Ladesteuervorrichtung kann mittels einer Ladezustandssensorik den Ladezustand des Energiespeichers erfassen und in Abhängigkeit des erfassten Ladezustands den Ladevorgang steuern, beispielsweise den Verbrennungsmotor zum Betreiben des maschineneigenen Generators starten, wobei die Ladesteuervorrichtung vorteilhafterweise auch den Ladebedarf des Akkus für zukünftige Betriebsphasen berücksichtigen kann, beispielsweise anhand von Informationen aus einem Baustellenleitrechner und/oder aus einem BIM und/oder einer Arbeitsplanungseinrichtung, die zukünftige Jobs der Maschine und/oder Energiebedarfsinformationen für den zukünftigen Betrieb bereitstellt.
Die Ladevorrichtung kann in Weiterbildung der Erfindung auch noch andere Ladeschnittstellen aufweisen, beispielsweise zum Anschließen an und Laden aus Brennstoffzellen oder Solarpaneelen, wobei die jeweilige Ladeschnittstelle an die Energieversorgungscharakteristika, insbesondere das Spannungs- und/oder Stromstärkenniveau, der jeweiligen Energieversorgung angepasst ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Ladesteuervorrichtung ein automatisiertes Umschalten zwischen den verschiedenen Ladeschnittstellen vorsehen, insbesondere in Abhängigkeit der an den verschiedenen Ladeschnittstellen zur Verfügung stehenden Energieversorgungsleistungen und/oder dem jeweiligen Ladezustand und/oder Ladebedarf des Energiespeichers. Vorteilhafterweise kann die Ladesteuervorrichtung dabei dazu konfiguriert sein, vorrangig aus einer lokal emissionsfreien Ladeschnittstelle wie beispielsweise der Netzversorgungsschnittstelle nachzuladen und den Verbrennungsmotor zum Betreiben des maschineneigenen Generators nur bei Bedarf anzuschalten.
Der Energiespeicher kann in der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine fest verbaut sein. Alternativ kann aber auch ein entnehmbarer Wechselenergiespeicher vorgesehen sein.
Unabhängig davon, ob der Energiespeicher fest verbaut oder auswechselbar eingesetzt ist, kann die Speicheranschlussstelle, an die der Energiespeicher angeschlossen ist, vorteilhafterweise intelligent ausgebildet sein, beispielsweise eine Sensorik aufweisen oder an eine Sensorik anschließbar sein, die den Ladezustand des Energiespeichers erfassen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Speicherschnittstelle eine Kommunikationseinrichtung aufweisen, um der Ladesteuervorrichtung Informationen über den angeschlossenen Energiespeicher zu übermitteln, beispielsweise den Speichertyp und/oder den Ladezustand.
Die Speicherschnittstelle kann beispielsweise eine Kommunikationseinrichtung aufweisen, die drahtlos, beispielsweise über Funk oder Lichtsignale, oder auch kabelgebunden mit der Ladesteuervorrichtung kommunizieren kann.
Die Ladesteuervorrichtung kann Ladeintervalle vorsehen, die im Vergleich zum Maschinenbetrieb relativ kurz sind, beispielsweise in der Summe weniger als 50% oder weniger als 30% der Maschinenbetriebszeit betragen, wobei Einzelintervalle beispielsweise kürzer als 40% oder kürzer als 30% oder kürzer als 20% der Maschinenbetriebszeit sein können, wobei die genannte Maschinenbetriebszeit beispielsweise die Tagesarbeitszeit der Maschine sein kann. Wird beispielsweise ein Kran wie ein Turmdrehkran auf einer Baustelle vier Stunden am Tag genutzt, können Ladeintervalle von weniger als drei Stunden oder weniger als zwei Stunden oder weniger als eine Stunde vorgesehen werden.
Vorteilhafterweise kann die Ladevorrichtung eine oder mehrere Ladeschnittstellen aufweisen, die dazu konfiguriert ist/sind, an eine externe Spannungsversorgung angeschlossen zu werden und den Energiespeicher hieraus zu laden, welche einphasig oder mehrphasig sind und/oder Gleichstrom oder Wechselstrom bereitstellen und/oder unterschiedlich hohe Spannungsniveaus bereitstellen. Die jeweilige Ladeschnittstelle und/oder die Ladevorrichtung kann dabei dazu konfiguriert sein, die aus der angeschlossenen, externen Spannungsversorgung empfangene Leistung an den Batteriespeicher anzupassen, beispielsweise einen mehrphasigen Strom in einen einphasigen Strom zu wandeln und/oder Wechselstrom in Gleichstrom zu wandeln oder andere stromrichtende oder umrichtende Funktionen auszuführen, die die empfangene Leistung für den Energiespeicher passend machen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Energiespeicherdirekt und/oder vollständig in die Energieversorgung der elektrischen Antriebe der Arbeitsaggregate integriert sein, so dass der jeweilige elektrische Antrieb direkt aus der Gleichstromversorgung des Energiespeichers arbeiten kann. Insbesondere können direkte Gleichstromverbindungen zwischen dem Energiespeicher und den elektrischen Antrieben vorgesehen sein und/oder Wechsel- bzw. Gleichrichterleistungsmodule eingespart werden.
Insbesondere kann der Energiespeicher derart an die elektrischen Antriebe angebunden sein, dass die Gleichspannung des Energiespeicher nicht zuerst in eine Wechselspannung gewandelt werden muss, die dann von der Leistungselektronik der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine wieder in eine Gleichspannung bzw. einen Gleichstrom gewandelt und ggf. in der Leistungselektronik zwischengespeichert werden muss, beispielsweise über Frequenzumrichter, Phasensteuermodule oder andere Um- oder Gleichrichter, um dann beispielsweise mittels eines Frequenzrichters wieder eine Wechselspannung, die meist dreiphasig ist, zu erzeugen, um einen stufenlos drehzahlveränderlichen Antrieb anzusteuern.
Der Energiespeicher kann derart in die Stromversorgungseinrichtung der elektrischen Antriebe eingebunden sein, dass die vom Energiespeicher bereitgestellte Gleichspannung ohne Umwandlung über Wechsel- und/oder Gleichrichter an die elektrischen Antriebe der Arbeitsaggregate bereitgestellt werden kann.
Der zuvor genannte maschineneigene Generator und/oder ein weiterer maschineneigener Generator muss nicht zwangsweise von dem zuvor genannten Verbrennungsmotor angetrieben werden, um Ladestrom zu erzeugen, sondern kann auch an ein bewegliches Maschinenelement und/oder einen Antriebsstrang der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine angebunden sein, um kinetische Energie des Maschinenelements und/oder des Antriebsstrangs im Generatorbetrieb zu Strom zu wandeln, beispielsweise bei Bremsvorgängen oder Senkbewegungen einer Last rekuperativ Energie zu gewinnen, die zum Nachladen des Energiespeichers eingesetzt werden kann.
Beispielsweise kann der Generator gleichzeitig einen Elektromotor zum Antreiben eines Arbeitsaggregats bilden, der im Bremsbetrieb und/oder Schleppbetrieb Energie durch Rekuperation bereitstellen und zum Nachladen des Energiespeichers zur Verfügung stellen kann.
Beispielsweise kann der genannte Generator einem Hubwerk des Krans zugeordnet sein, um beim Absenken einer Last am Lasthaken des Krans im Generatorbetrieb angetrieben zu werden und Strom zu erzeugen, mit dem dann der Energiespeicher nachgeladen wird.
Insbesondere kann der Generator auch einem Fahrantrieb der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine zugeordnet sein, um bei Talfahrten oder bei Bremsvorgängen die Energie durch Rekuperation in den elektrischen Energiespeicher rückzuführen. Ist der genannte Generator dem Fahrantrieb zugeordnet, kann der Generator den Fahrantrieb auch motorisch unterstützen oder für das autarke Betreiben des Fahrantriebs ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise kann ein solcher rekuperativ arbeitender Generator in einem Unterwagen der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine vorgesehen sein, welcher Unterwagen ein Fahrwerk zum Verfahren der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine und/oder einen Fahrantrieb zum Verfahren der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine aufweist, so dass der Generator durch Fahrbewegungen der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine angetrieben werden bzw. Energie durch Rekuperation gewinnen kann, um den Energiespeicher nachzuladen.
Besitzt die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine einen verfahrbaren Unterwagen und einen darauf getragenen Oberwagen, können die Ober- und Unterwagen separate Energieversorgungssysteme und/oder separate Energiespeichersysteme aufweisen. Beispielsweise kann ein elektrischer Energiespeicher am Unterwagen und ein elektrischer Energiespeicher am Oberwagen vorgesehen sein, um Arbeitsaggregate am Unterwagen bzw. Arbeitsaggregate am Oberwagen zu speisen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Energiespeichersysteme und/oder die Energieversorgungssysteme an Unterwagen einerseits und am Oberwagen andererseits bidirektional miteinander verbunden sein, um elektrische Energie vom Unterwagen zum Oberwagen und umgekehrt vom Oberwagen zum Unterwagen leiten zu können. Insbesondere kann Energie von einem Generator am Unterwagen zu einem Energiespeicher am Oberwagen und/oder Energie vom Energiespeicher am Oberwagen zu einem Motor am Unterwagen geleitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann Energie von einem Generator am Oberwagen zu einem Energiespeicher am Unterwagen und/oder Energie von einem Energiespeicher am Unterwagen zu einem Motor am Oberwagen geleitet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1: eine Seitenansicht einer Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine in Form eines Mobilkrans nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, wobei maschinenseitig ein Dieselstromaggregat, ein Energiespeicher, zumindest ein Netzanschluss sowie ein Baustromverteiler vorgesehen sind,
2: eine Seitenansicht des Mobilkrans aus 1 in einem Betriebsmodus, in dem die elektrischen Antriebe des Mobilkrans über den Netzanschluss des Mobilkrans gespeist werden,
3: eine Seitenansicht des Mobilkrans aus den vorhergehenden Figuren in einem Betriebsmodus, in dem das maschineneigene Dieselstromaggregat den Baustromverteiler versorgt
4: eine Seitenansicht des Mobilkrans aus den vorhergehenden Figuren in einem Betriebsmodus, in dem die elektrischen Antriebe der Arbeitsaggregate des Mobilkrans ggf. auch der maschinenseitige Baustromverteiler vom Energiespeicher des Mobilkrans gespeist werden,
5: eine Seitenansicht des Mobilkrans aus den vorhergehenden Figuren in einem Betriebsmodus, in dem die elektrischen Antriebe der Arbeitsaggregate des Mobilkrans vom Energiespeicher des Mobilkrans gespeist werden und parallel dazu der Energiespeicher aus dem externen Baustellen-Stromnetz nachgeladen wird,
6: eine Seitenansicht des Mobilkrans aus den vorhergehenden Figuren in einem Betriebsmodus, in dem die elektrischen Antriebe der Arbeitsaggregate des Mobilkrans vom elektrischen Energiespeicher her gespeist werden und der genannte Energiespeicher vom Dieselstromaggregat her nachgeladen wird, und
7: eine Seitenansicht des Mobilkrans aus den vorhergehenden Figuren in einem Betriebsmodus, in dem die elektrischen Antriebe der Arbeitsaggregate vom Energiespeicher her versorgt werden und der Energiespeicher von einem externen Stromnetz und dem maschineneigenen Stromaggregat nachgeladen wird.

Wie die Figuren zeigen, kann die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 als Kran 2 ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines Mobilkrans, jedoch auch in Form anderer Krane wie eines Turmdrehkrans, oder auch in Form einer anderen Baumaschine wie eines Seilbaggers oder eines Ramm- und/oder Bohrgeräts oder einer Betonpumpe.
Wie die Figuren weiterhin zeigen, kann die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 einen Unterwagen 3 mit einem Fahrwerk 4 aufweisen, das mehrachsig ausgebildet sein kann und vorteilhafterweise einen Fahrantrieb besitzen kann, um die Maschine auf der Baustelle und/oder im Straßenbetrieb verfahren zu können.
Der genannte Unterwagen 3 kann einen Oberwagen 5 tragen, der von einem Drehwerk um eine aufrechte Achse verschwenkt werden kann und im Falle eines Krans 2 einen Ausleger 6 tragen kann, von dem in an sich bekannter Weise ein Hubseil ablaufen kann, das einen Lasthaken trägt und von einem Hubwerksantrieb verstellt werden kann. Der Ausleger 6 kann im Falle eines Teleskopauslegerkrans um eine liegende Wippachse wippbar am Oberwagen 5 angelenkt und von einem Wippwerk auf- und niedergewippt werden. Im Falle eines mobilen Schnelleinsatzkrans kann der Ausleger 6 aber auch auf einem Turm sitzen, der auf dem Oberwagen 5 aufgerichtet werden kann. Je nach Kranausbildung kann eine Laufkatze entlang des Auslegers 6 verfahren werden, um das Hubseil in verschiedenen Ausladungen absenken zu können.
Die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 umfasst dabei mehrere elektrische Antriebe zum Antreiben ihrer Arbeitsaggregate einschließlich des Hauptarbeitsaggregats, wobei ggf. auch der Fahrantrieb des Unterwagens 3 einen elektrischen Antrieb aufweisen kann. Insbesondere können elektrische Antriebe für das vorgenannte Drehwerk zum Verdrehen des Oberwagens 5, sodann für das genannte Hubwerk zum Heben und Senken des Lasthakens und ggf. für das Wippwerk zum Auf- und Niederwippen des Auslegers und für den Katzfahrantrieb zum Verfahren der Laufkatze vorgesehen sein.
Wie 2 zeigt, können die genannten elektrischen Antriebe 7 in an sich bekannter Weise von einer externen Stromversorgung her, insbesondere über einen Netzanschluss 8 der Baustelle versorgt werden. Die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 umfasst hierfür einen Netzanschluss 8, über den die Bau- bzw. Materialumschlagsmaschine 1 an ein externes Stromnetz 9 angeschlossen werden kann.
Zusätzlich zu einem solchen Netzbetrieb kann die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 aber auch von einem Energiespeicher 10 her elektrisch betrieben werden, wobei der genannte Energiespeicher 10 die vorgenannten elektrischen Antriebe 7 der genannten Arbeitsaggregate wie Drehwerk, Hubwerk, Wippwerk und Katzfahrwerk versorgen kann.
Der genannte Energiespeicher 10 ist vorteilhafterweise dazu ausgebildet, die komplette Arbeitsleistung der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 im bestimmungsgemäßen Arbeitsbetrieb zu liefern, ohne dass zusätzliche Energiequellen wie beispielsweise das am Netzanschluss 8 anschließbare externe Stromnetz 9 benötigt wird. Der genannte Energiespeicher 10 kann insbesondere auch die Spitzen- und Dauerleistung der Maschine bereitstellen, ohne zusätzliche Energiequellen zu benötigen.
Der Kran 2 bzw. die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 kann durch den Energiespeicher autark elektrisch ohne Emissionen arbeiten, ohne ein Stromnetz zu benötigen, vgl. 4.
Der genannte Energiespeicher 10 kann in Form eines aufladbaren Akkus bzw. einer Anordnung mehrerer Akkus ausgebildet sein, wobei ggf. auch zusätzliche Speicherbausteine wie Kondensatoren oder Doppelschichtkondensatoren vorgesehen sein können, um rückgespeiste Leistung kurzfristig und in hohem Maße speichern zu können. Als Energiespeicher 10 kann aber auch alleine ein Akku vorgesehen sein.
Um den Energiespeicher 10 mit elektrischer Energie nachladen zu können, besitzt die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 eine Ladevorrichtung 11, die vorteilhafterweise verschiedene Ladeschnittstellen 12 zum Laden des Energiespeichers 10 aus verschiedenen Stromversorgungen her aufweist, wobei zumindest eine Ladeschnittstelle 12a zum Laden des Energiespeichers aus einem externen Stromnetz sowie zumindest eine weitere Ladeschnittstelle 12b zum Laden des Energiespeichers 10 von einem maschineneigenen Stromerzeuger bzw. - generator 13 her vorgesehen sind.
Der genannte maschineneigene Stromerzeuger 13 kann ein Dieselstromaggregat bzw. einen Generator 14 aufweisen, der von einem Verbrennungsmotor 15 angetrieben werden kann, beispielsweise einem Dieselmotor.
Vorteilhafterweise kann der maschineneigene Stromerzeuger 13 auch dazu ausgebildet sein, bei leerem oder beschädigtem Energiespeicher 10 die Versorgung der elektrischen Antriebe 7 der Maschine übernehmen und damit den Maschinenbetrieb ohne Netz und ohne Energiespeicher zu gewährleisten, vgl. 3.
Eine Ladesteuervorrichtung 16 steuert den Ladevorgang in Abhängigkeit eines Ladezustands und/oder eines Ladebedarfs des Energiespeichers 10, wobei der Ladezustand des Energiespeichers 10 von einer Sensorik 17 erfasst und an die Ladesteuervorrichtung 16 gemeldet werden kann. Der Ladebedarf, beispielsweise um eine zukünftige Hubaufgabe des Krans 2 aus dem Energiespeicher 10 her abarbeiten zu können, kann beispielsweise von einem Planungsmodul 17 bereitgestellt werden, dass beispielsweise mittels einer geeigneten Kommunikationseinrichtung mit einem Baustellenleitrechner oder einem BIM, das heißt einem Building Information Model, kommunizieren und dort Daten für auszuführende Aufgaben abfragen bzw. erhalten kann. Das Planungsmodul 17 kann Teil der Ladesteuervorrichtung 16 sein.
Die genannte Ladesteuervorrichtung 16 kann eine elektronische Rechnereinheit umfassen, beispielsweise mit einem Mikroprozessor und einem Programmspeicher, in dem abzuarbeitende Programmroutinen beispielsweise in Form von einspielbarer Software gespeichert werden können.
Die genannte Ladesteuervorrichtung 16 kann zwischen den verschiedenen Ladeschnittstellen 12 umschalten bzw. einzelne Ladeschnittstellen freigeben und/oder sperren, um den Ladevorgang steuern zu können.
Insbesondere kann die genannte Ladesteuervorrichtung 16 auch den maschineneigenen Stromerzeuger 13, insbesondere dessen Verbrennungsmotor 15 steuern.
Wie die 5 bis 7 zeigen, können die verschiedenen Ladeschnittstellen 12 zu verschiedenen Ladestrategien genutzt werden.
Bspw. kann die Ladesteuervorrichtung 16 dazu ausgebildet ist, den Verbrennungsmotor 15 in Ladeintervallen in einem Nennleistungsbereich und/oder einem Leistungsbereich, in dem das Leistungs-/Kraftstoffverbrauchs-Verhältnis maximal ist, zu betreiben.
Dabei kann die Ladesteuervorrichtung 16 den maschineneigenen Stromerzeuger 13 nur intervallartig betreiben, wobei Ladeintervalle, in denen der maschineneigene Stromerzeuger 13 in Betrieb ist, deutlich kürzer als Nichtlade-Intervalle, in denen der maschineneigene Stromerzeuger 13 abgeschaltet ist, sein können.
Bspw. können die Ladeintervalle in der Summe betrachtet weniger als 50% oder weniger als 30% der Maschinenbetriebszeit betragen und/oder einzeln betrachtet weniger als 30% oder weniger als 20% der Maschinenbetriebszeit betragen.
Vorteilhafterweise kann die Ladesteuervorrichtung 16 das Nachladen des Energiespeichers 10 vorrangig über die Ladeschnittstelle 12b, an die das externe Stromnetz 9 anschließbar ist, betreiben und ein Nachladen über die Nachladeschnittstelle 12a, an die der maschineneigene Stromerzeuger 13 anschließbar ist, nur nachrangig betreiben, insbesondere nur dann, wenn über die Ladeschnittstelle 12b für das externe Stromnetz 9 keine oder ausreichende Leistung beziehbar ist, um insgesamt einen emissions- und lärmarmen Betrieb zu errreichen.
Die Ladeschnittstelle 12b zum Nachladen aus dem externen Stromnetz 9 kann dazu ausgelegt sein, das Nachladen aus einem schwächeren Stromnetz 9, dessen Leistung unterhalb des Leistungsbedarfs der Arbeitsaggregate der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine liegt und/oder Strom- und/oder Spannungsstärken bereitstellt, die unter den von den Arbeitsaggregaten benötigten Strom- und/oder Spannungsstärken liegen, zu gestatten.
Bspw. kann die Ladeschnittstelle 12b Nachladevorgänge mit 230 Volt und 16 Ampere oder 400 Volt und 16 Ampere ausführen.
Unabhängig hiervon kann auch zumindest eine weitere Ladeschnittstelle 12c, d zum Laden des Energiespeichers 10 aus einem Solarpanel und/oder aus einer Brennstoffzelle vorgesehen sein, und/oder eine Ladeschnittstelle zum Nachladen aus einer Gleichstromquelle vorgesehen sein.
Um effizient zu arbeiten, kann der Energiespeicher 10 direkt in die Energieversorgung der elektrischen Antriebe 7 der Arbeitsaggregate integriert und/oder derart in die Stromversorgungseinrichtung der elektrischen Antriebe 7 eingebunden ist, dass die vom Energiespeicher 10 bereitgestellte Gleichspannung ohne vorherige Wandlung über Wechsel- und/oder Gleichrichter an die elektrischen Antriebe 7 oder deren Leistungselektronik bereitstellbar ist.
Vorteilhafterweise kann der oder ein weiterer maschineneigener Stromerzeuger 13 zur rekuperativen Energiegewinnung an ein bewegliches Maschinenelement und/oder einen Antriebsstrang der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine angebunden oder ankuppelbar sein, wobei die Ladevorrichtung 11 dazu ausgebildet sein kann, den Energiespeicher 10 mit der rekuperativ gewonnenen Leistung nachzuladen, ggf. unter Zwischenspeicherung in einem Zwischenspeicher.
Die elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 kann einen Unterwagen 3 mit einem Fahrwerk 4 und einem elektrischen Fahrantrieb 7a aufweisen, sowie einen Oberwagen 5, der als Drehbühne ausgebildet bzw. auf dem Unterwagen 3 um eine aufrechte Drehachse drehbar gelagert sein und die vorgenannten elektrischen Antriebe 7 zum Antreiben von Arbeitsaggregaten aufweisen kann, vgl. 1. Dabei kann zwischen den elektrischen Einrichtungen des Unterwagens 3 und den elektrischen Einrichtungen des Oberwagens 5 eine bidirektionale Verbindung zum Übertragen von Energie vom Oberwagen 5 auf den Unterwagen 3 und umgekehrt vom Unterwagen 3 auf den Oberwagen 5 vorgesehen sein.
Insbesonder kann der Energiespeicher 10 über die genannte bidirektionale Verbindung 21 Leistung an elektrische Antriebe 7 sowohl im Unterwagen 3 als auch im Oberwagen 5 bereitstellen und/oder sowohl am Unterwagen als auch am Oberwagen rekuperativ gewonnene Energie empfangen kann
Der Kran 2 kann ein mobiler Schnelleinsatz-Kran sein, der täglich mehrere Baustellen bedienen kann. Neben den externen Stromversorgungen, die zum Kranbetrieb genutzt werden können, bspw. 400V, 3ph, 32A oder 63A, ist es bei NichtVorhandensein dieser oder bei zu geringer Leistung der externen Stromversorgung durch das intelligente Akku-/Batterieaggregat 10 dennoch ein CO2-freier Kranbetrieb möglich.
Über das Akku-Aggregat 13 kann der Kran 2 autark ohne weitere Fremdversorgung betrieben werden, je nach Energiekapazität bspw. über ein oder mehrere Tage. Das Nachladen des Akkus 10 kann über das eingebaute Stromaggregat 13 optimal nachgeladen werden, wobei der Verbrennungsmotor 15 nur eine kurze Zeit am Tag im optimalen Nennleistungsbereich laufen kann und somit wenig Verbrauch und ein optimales Abgasverhalten durch den Betrieb im Nennlastbereich zeigt und nicht wie bei bisherigem Einsatz während des gesamten Kranbetriebs im Leerlaufbetrieb mit Ausnahme kurzer Lastspitzen, wenn Last bewegt wird, laufen muß.
Die Nachladung wird durch die intelligente Kommunikation zwischen Kran und Akku-Aggregat 10 über eine „Akku ready“-Schnittstelle vorzugsweise automatisch gestartet, was wiederum eine vereinfachte Bedienung und unterbrechungsfreie Kranarbeit ermöglicht. Das Akku-Aggregat 10 kann als Mitnahmeaggregat mit kleinem Energieinhalt (Zuladung zB. auf dem Geräteträger) oder fest am Kran 2 mit größerem Energieinhalt verbaut sein. Die „Akku ready“ Schnittstelle kann über Funk, Lichtsignal oder kabelgebunden ausgeführt werden.
Neben dem Nachladen des Akkus 10 über das Stromaggregat 13 gibt es auch die Möglichkeit der Nachladung über eine externe Spannungsversorgung 9 einphasig, mehrphasig oder DC-Ladung sowie Schnellladung.
Das Akku-Aggregat 10 ist in der Lage, die Spitzen- und Dauerleistung des Krans 2 zu liefern, ohne zusätzliche Energiequellen. Über die Nachlademöglichkeit des Akkus 10 kann dieser an einer deutlich schwächeren Energieversorgung zB. 230V, 16A oder 400V, 16A anstatt bei 32A oder 63 A nachgeladen werden.
Dieses Nachladen ist auch parallel zum Kranbetrieb möglich.
Ebenso kann die Nachladung über moderne Energiequellen wie Brennstoffzellen oder Solarpanels erfolgen. Speziell im Innenstadtbereich sind Energiequellen größer 32A oft nicht verfügbar und es müssen langen Leitungsstrecken verlegt werden, um den Kran zu betreiben.
Vorteilhafterweise kann der Akku 10 in das Steuerungskonzept komplett integriert werden, d.h. der Kran 2 arbeitet direkt aus der DC-Versorgung des Akkus. Das bringt den Vorteil, dass aus Akku-DC-Spannung nicht zuerst 400V AC-Wechselspannung erzeugt werden muss, die dann im Leistungsteil des Krans (z. B. Frequenzumrichter, Phasensteuerung, ...) wieder in eine DC-Gleichspannung zwischengespeichert wird, aus der z.B. der Frequenzumrichter wieder eine Wechselspannung (meist 3phasig) erzeugt, um einen stufenlos drehzahlveränderlichen Antrieb anzusteuern.
Unabhängig hiervon kann im Unterwagen 3 des Mobilkrans 2 ein Elektromotor 7a, der auch generatorisch arbeiten kann, bzw. ein Generator, der auch motorisch arbeiten kann, eingebaut sein. Dieser dient vorzugsweise der Unterstützung des Fahrantriebs oder des autarken Betreibens des Fahrantriebs. Durch Talfahrten oder bei Bremsvorgängen kann die Energie durch Rekuperation in ein dafür vorgesehenes Speichersystem zurückgeführt werden.
Die Energiespeichersysteme aus Unterwagen 3 und Kranoberwagen 5 werden vorzugsweise in einem bidirektionalen System zusammengeschlossen, so dass sich der bzw. mehrere Energiespeicher 10 bzw. Energiequellen bei Straßenfahrt oder Kranbetrieb ideal ergänzen.
Das Nachladen des Energiespeichersystems kann während der Straßenfahrt oder bei Stillstand durch den im Unterwagen 3 integrierten Generator erfolgen oder auf der Baustelle durch eine externe Stromversorgung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202015008403 U1 [0004]
DE 102021102706 A1 [0004]
EP 3350111 B1 [0004]

Claims

Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, insbesondere Kran, mit elektrischen Antrieben (7) zum Antreiben von Arbeitsaggregaten, einem elektrischen Energiespeicher (10) zum Versorgen der elektrischen Antriebe (7) mit Strom, sowie einer Ladevorrichtung (11) zum Nachladen des Energiespeichers (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (11) verschiedene Ladeschnittstellen (12) zum Laden des Energiespeichers (10) aus verschiedenen Stromversorgungen umfassend zumindest einen maschineneigenen Stromerzeuger (13) und ein externes Stromnetz (9) aufweist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der maschineneigene Stromerzeuger (13) einen Verbrennungsmotor (15) umfasst, wobei eine Ladesteuervorrichtung (16) zum Steuern des Verbrennungsmotors (15) in Abhängigkeit des Ladezustands und/oder eines Ladebedarfs des Energiespeichers (10) vorgesehen ist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Ladesteuervorrichtung (16) dazu ausgebildet ist, den Verbrennungsmotor (15) in Ladeintervallen in einem Nennleistungsbereich und/oder einem Leistungsbereich, in dem das Leistungs-/Kraftstoffverbrauchs-Verhältnis maximal ist, zu betreiben.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladesteuervorrichtung (16) dazu ausgebildet ist, den maschineneigenen Stromerzeuger (13) nur intervallartig zu betreiben, wobei Ladeintervalle, in denen der maschineneigene Stromerzeuger (13) in Betrieb ist, bezogen auf die Maschinenbetriebszeit der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine kürzer sind als Nichtlade-Intervalle, in denen der maschineneigene Stromerzeuger (13) abgeschaltet ist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Ladeintervalle in der Summe betrachtet weniger als 50% oder weniger als 30% der Maschinenbetriebszeit betragen und/oder einzeln betrachtet weniger als 30% oder weniger als 20% der Maschinenbetriebszeit betragen.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, wobei die Ladesteuervorrichtung (16) dazu ausgebildet ist, das Nachladen des Energiespeichers (10) vorrangig über die Ladeschnittstelle (12b), an die das externe Stromnetz (9) anschließbar ist, zu betreiben und ein Nachladen über die Nachladeschnittstelle (12a), an die der maschineneigene Stromerzeuger (13) anschließbar ist, nur nachrangig zu betreiben, insbesondere nur dann, wenn über die Ladeschnittstelle (12b) für das externe Stromnetz (9) keine oder ausreichende Leistung beziehbar ist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, wobei die Ladesteuervorrichtung (16) dazu ausgebildet ist, das Nachladen bei Bedarf automatisch zu starten, auch während des Maschinenbetriebs.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladesteuervorrichtung (16) dazu ausgebildet ist, mit einem Baustellenleitrechner und/oder einem BIM-Server zu kommunizieren und von einem Planungsmodul (17) bereitgestellte Ladebedarfsdaten, die den Ladebedarf für zukünftige Jobs der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine charakterisieren, zu verarbeiten und das Nachladen des Energiespeichers (10) in Abhängigkeit der genannten Ladebedarfsdaten zu steuern.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladeschnittstelle (12b) zum Nachladen aus dem externen Stromnetz (9) dazu ausgelegt ist, das Nachladen aus einem Stromnetz (9), dessen Leistung unterhalb des Leistungsbedarfs der Arbeitsaggregate der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine liegt und/oder Strom- und/oder Spannungsstärken bereitstellt, die unter den von den Arbeitsaggregaten benötigten Strom- und/oder Spannungsstärken liegen, zu gestatten.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Ladeschnittstelle (12b) für das Nachladen aus dem externen Stromnetz (9) dazu ausgelegt ist, Nachladevorgänge mit 230 Volt und 16 Ampere oder 400 Volt und 16 Ampere auszuführen.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine weitere Ladeschnittstelle (12c, d) zum Laden des Energiespeichers (10) aus einem Solarpanel und/oder aus einer Brennstoffzelle vorgesehen ist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladevorrichtung (11) eine Ladeschnittstelle (12) zum Nachladen aus einer Gleichstromquelle aufweist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energiespeicher (10) fest verbaut ist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Speicherschnittstelle (20) zum lösbaren, auswechselbaren Anschließen des oder eines weiteren Energiespeichers (10) vorgesehen ist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die genannte Speicherschnittstelle (20) eine Sensorschnittstelle zum Anschließen einer Ladezustandssensorik zum Erfassen des Ladezustands eines angeschlossenen Energiespeichers (10) und/oder eine Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren von Ladezustands- und/oder Energiespeicherdaten, die den Energiespeicher und/oder dessen Betriebszustand charakterisieren, an die Ladevorrichtung (11) aufweist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energiespeicher (10) direkt in die Energieversorgung der elektrischen Antriebe (7) der Arbeitsaggregate integriert und/oder derart in die Stromversorgungseinrichtung der elektrischen Antriebe (7) eingebunden ist, dass die vom Energiespeicher (10) bereitgestellte Gleichspannung ohne vorherige Wandlung über Wechsel- und/oder Gleichrichter an die elektrischen Antriebe (7) oder deren Leistungselektronik bereitstellbar ist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der oder ein weiterer maschineneigener Stromerzeuger (13) zur rekuperativen Energiegewinnung an ein bewegliches Maschinenelement und/oder einen Antriebsstrang der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine angebunden oder ankuppelbar ist, wobei die Ladevorrichtung (11) dazu ausgebildet ist, den Energiespeicher (10) mit der rekuperativ gewonnenen Leistung nachzuladen, ggf. unter Zwischenspeicherung in einem Zwischenspeicher.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Unterwagen (3) mit einem Fahrwerk (4) und einem elektrischen Fahrantrieb (7a), sowie einem Oberwagen (5), der auf dem Unterwagen (3), insbesondere um eine aufrechte Drehachse drehbar, gelagert ist und die vorgenannten elektrischen Antriebe (7) zum Antreiben von Arbeitsaggregaten aufweist, wobei zwischen den elektrischen Einrichtungen des Unterwagens (3) und den elektrischen Einrichtungen des Oberwagens (5) eine bidirektionale Verbindung zum Übertragen von Energie vom Oberwagen (5) auf den Unterwagen (3) und umgekehrt vom Unterwagen (3) auf den Oberwagen (5) vorgesehen ist.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Energiespeicher (10) über die genannte bidirektionale Verbindung (21) Leistung an elektrische Antriebe (7) sowohl im Unterwagen (3) als auch im Oberwagen (5) bereitstellen und/oder sowohl am Unterwagen als auch am Oberwagen rekuperativ gewonnene Energie empfangen kann.
Elektrifizierte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Kran (2) ausgebildet ist und einen Ausleger (6) aufweist, von dem aus ein Hubseil abläuft, welches von einem Hubwerk betätigbar ist, wobei der elektrische Antrieb (7) des Hubwerks aus dem Energiespeicher (10) betreibbar ist.