Optimalizace tepelného řízení pro elektrifikovaná terénní, těžební a důlní zařízení

Tlak na elektrifikaci těžkých

zařízení d

Přechod na elektrifikované pohonné jed-

notky v terénních, stavebních a těžebních

strojích nabírá na obrátkách. Výrobci rea-

gují na rostoucí tlak regulačních orgánů

na snižování emisí při současném zlepšo-

vání účinnosti, bezpečnosti a výkonu. Pře-

chod ze systémů se vznětovým pohonem

na hybridní a plně elektrické alternativy

staví před konstruktéry významné technic-

ké výzvy, zejména v oblasti tepelného ří-

zení.

Udržování optimálních provozních tep-

lot ve vysoce výkonných akumulátoro-

vých systémech, elektrických pohonech

a pracovních funkcích strojů je pro zajiš-

tění výkonu, spolehlivosti a bezpečnosti v

extrémních prostředích naprosto rozho-

dující. Bez adekvátního chlazení se aku-

mulátory přehřívají, klesá účinnost systé-

mu a zvyšuje se riziko samovolného

přehřátí. Aby bylo možné těmto výzvám

čelit, musí být do elektrifikačních systémů

motorových vozidel integrovány pokroči-

lé technologie tepelného řízení, které zaji-

stí, aby systémy chlazení byly účinné, ale

také lehké, kompaktní a dostatečně ro-

bustní k použití v náročných aplikacích.

Společnost Parker Hannifin, mezinárod-

ní lídr v oblasti technologií a systémů pro

řízení pohybu, včetně řešení pro řízení

kapalin, pohyb a tepelné řízení, je na če-

le vývoje kompletních systémových řeše-

ní, která zvyšují bezpečnost, účinnost a

životnost elektrifikovaných motorových

vozidel.

Klíčové výzvy elektrifikace

těžkých zařízení d

Elektrifikace vozidel pohybujících se v te-

rénu nepředstavuje jednoduchou výměnu

tradičních pohonných jednotek. Na rozdíl

od stacionárních aplikací, kde lze funkci

chlazení přesně řídit, pracují pojízdné

stroje v často nepředvídatelném a extrém-

ním prostředí, což vede k dynamickým vý-

kyvům teplotních rozsahů na základě te-

rénu, zatížení a pracovního cyklu. Mezi

klíčové výzvy elektrifikace patří omezený

prostor pro chlazení komponentů, poža-

davky na hustotu výkonu, účinnost systé-

mu, trvanlivost v extrémních podmínkách,

snížení hluku a jednoduchost integrace.

Významnou překážkou v elektrifikaci

stavebních a těžebních strojů je dostup-

nost prostoru pro instalaci chladicích

systémů. Mnoho terénních platforem je

navrženo doslova „okolo” vznětových

motorů s minimálním ohledem na zvýše-

nou tepelnou složitost akumulátorů, in-

vertorů a elektromotorů. Účinné chlazení

vyžaduje výměníky tepla, hadice, čerpad-

la a nádrže; nalezení prostoru pro tyto

komponenty bez ohrožení výkonu vozid-

la nebo bezpečnosti obsluhy však před-

stavuje významnou konstrukční výzvu.

Dalším kritickým faktorem je hustota vý-

konu. Elektromotory, invertory a akumulá-

tory musí poskytovat vysoký výkon a zá-

roveň být kompaktní, takže je nutné účin-

ně řídit přenos tepla v systému. Na rozdíl

od vznětových motorů, které mohou pra-

covat v širokém rozsahu teplot, musí aku-

mulátory zůstat v relativně úzkém tepel-

ném rozmezí, aby byla zachována

účinnost, výkon a životnost. Nedostateč-

né chlazení vede k přehřívání, ztrátě

energie a trvalé degradaci článků akumu-

látoru.

Tepelná účinnost přesahuje rámec chla-

zení. Rostoucí trend průmyslové elektrifi-

kace zahrnuje opětovné využití odpadní-

ho tepla pro zvýšení celkového výkonu

systému. Namísto jednoduché disipace

tepla pokročilé systémy přesměrovávají

přebytečnou tepelnou energii do předeh-

řívání kapalin, udržování teploty akumulá-

toru v chladných podmínkách nebo zlep-

šení hydraulické účinnosti. To snižuje

plýtvání energií a zvyšuje celkovou účin-

nost systému, díky čemuž je elektrifikace v

průmyslových odvětvích, kde je provozní

provozuschopnost a úspory energie nej-

vyšší prioritou, nyní dostupnější.

Kromě efektivity zůstávají klíčovými

aspekty trvanlivost a robustnost. Terénní

vozidla pracují v drsných podmínkách,

od prašných dolů až po mrazivá staveniš-

tě a vlhké lesnické provozy. Komponenty

pro řízení přenosu tepla musí odolávat

vibracím, mechanickým nárazům a expo-

zici drsným chemikáliím a kontaminantům

při zachování výkonu po delší servisní in-

tervaly.

Dalším aspektem je snížení hladiny zvu-

ku. Vzhledem k tomu, že těžební a sta-

vební zařízení přecházejí na elektrické po-

hony, nepřítomnost hlučného vznětového

motoru znamená, že pomocné kompo-

nenty – ventilátory, čerpadla a chladicí

systémy – jsou mnohem více na očích po-

zorovatelů. Snížení provozního hluku je

nezbytné zejména u projektů městské vý-

stavby a hlubinné těžby, kde jsou hluková

omezení stále přísnější.

V neposlední řadě je v elektrifikaci moto-

rových vozidel rozhodující jednoduchost

a snadná integrace systému. Průmysl pře-

chází k „plug-and-play” řešením chlazení,

která minimalizují složitost instalace, snižu-

jí míru poruch a bezproblémově je lze in-

tegrovat do systému řízení akumulátoru

a napájecí elektroniky. Zjednodušení ar-

chitektury chladicího systému snižuje

TT ++ TT

T e c h n i k a a t r h 7 – 8 / 2 0 2 5

materiály

ll

komponenty

58

Optimalizace tepelného řízení

pro elektrifikovaná terénní,

těžební a důlní zařízení

Parker_c_optimalizace.qxd 15.12.2025 20:53 Page 58