Perkins demuestra una solución de electrificación directa

Además de una selección de motores que abarcan soluciones diésel y de combustible flexible, Perkins eligió Bauma 2025 en Múnich para presentar un proyecto que Alan Davies, ingeniero jefe de diseño de Perkins, denominó "Disruptor". Se trata de un demostrador comercial que consiste en una unidad de energía eléctrica de batería instalada en una máquina de fusión de tuberías McElroy TracStar 900i, y cuyo objetivo es destacar el potencial de una solución de electrificación inmediata.

La unidad de alimentación eléctrica a batería está instalada en una soldadora de tubos McElroy TracStar 900i. (Foto: Perkins)

“Según conversaciones que hemos tenido en eventos anteriores, [los proveedores] pueden presentar componentes, pero lo que a la gente le cuesta es cómo reunirlos en un paquete que les permita tener un formato práctico y fácil de instalar, mantener y usar”, dijo Davies. Por ello, Perkins se propuso desarrollar precisamente esta solución.

Perkins ya había iniciado su proyecto de cargadora de ruedas eléctrica: la conversión de una cargadora de ruedas impulsada por diésel a una cargadora de ruedas eléctrica con batería.

“Vimos el potencial que tenía un sistema eléctrico... Así que nos pusimos a buscar una aplicación para uno de nuestros clientes OEM que se prestaba a sistemas de baterías”, dijo Davies. Tras hablar con algunos de sus clientes, McElroy, con sede en EE. UU., expresó su interés en explorar un proyecto de electrificación con una de sus máquinas de fusión de tubos.

“Estaban muy interesados en apoyarnos con la máquina y en involucrar a algunos miembros de su equipo de ingeniería para que pudiéramos hablar con ellos sobre cómo llevar a cabo el proyecto”, señaló Davies.

En poco tiempo, un TracStar 900i llegó a las instalaciones de Perkins en Peterborough, Reino Unido, donde un equipo de ingenieros se dispuso a determinar cómo reemplazar el sistema de motor diésel Perkins 904 de 3,6 L existente por una unidad de energía eléctrica de batería completamente cerrada.

Electrificación 'plug-and-play'

Según Davies, el proyecto implicó trabajar con proveedores para identificar los componentes adecuados, así como con su equipo interno para garantizar que el proyecto se ajustara a los requisitos del sistema de baterías de Perkins. A partir de ahí, comenzó la transformación.

La unidad de energía eléctrica de batería incluye una batería Perkins, un inversor, un motor eléctrico, un controlador, una unidad de distribución de energía y un cargador integrado, todo en una solución "plug-and-play". (Foto: Becky Schultz)

“Se saca el motor y luego, rudimentariamente, se vuelve a colocar la unidad de potencia. Se hicieron algunos ajustes a los componentes y algunos cambios en la carrocería del anfitrión, simplemente para acomodar algunos canales de aire y respiraderos”, explicó. “El software es nuestro para asegurarnos de que se comportara como el sistema de motor que [McElroy] buscaba. Realmente, al equipo de McElroy no se le puede culpar por su dedicación.

“Fue una especie de 'sprint' de trabajo de nueve meses para llegar desde las conversaciones iniciales sobre las máquinas [empezando por] qué máquina de su familia queríamos usar, hasta lo que estamos viendo aquí”, dijo Davis sobre el demostrador en exhibición.

La unidad de energía eléctrica de batería preempaquetada incluye una batería Perkins, un inversor, un motor eléctrico, un controlador, una unidad de distribución de energía y un cargador integrado, todo alojado en una solución “plug-and-play”.

“Lo que hemos hecho es incorporar todos los componentes necesarios para suministrar un sistema de energía eléctrica por batería y, en última instancia, energía rotacional, que ahora podemos suministrar en el mismo espacio que una unidad diésel. Por lo tanto, el deterioro de la máquina fue mínimo”, declaró Davies.

Lo más importante desde la perspectiva del cliente es que toda la arquitectura de alto voltaje está integrada en una sola carcasa. Nuestros clientes solo necesitan concentrarse en conectarse a la energía rotatoria y todo lo demás está resuelto.

'Disruptor' ofrece una disrupción mínima

La unidad de energía eléctrica a batería utiliza la misma conexión mecánica y los mismos puntos de interfaz eléctrica que el motor diésel.

“La posición y la alineación coinciden con las del motor diésel 904 desde el punto de vista de la interfaz... No hay movimiento de los sistemas hidráulicos; se puede alinear e integrar”, dijo Davies. “Lo mismo ocurre con el arnés de la máquina. El conector multipines es el mismo que el del motor diésel, por lo que el cliente no necesita cambiar el arnés”. El único complemento que el fabricante original debe proporcionar es una conexión a tierra.

El grupo electrógeno de batería utiliza la misma conexión mecánica y los mismos puntos de interfaz eléctrica que el motor diésel. (Foto: Becky Schultz)

“Para la interfaz de nuestros distribuidores, una vez que abren los paneles, todo es igual en su interior. Así, nuestros técnicos y equipos no tendrán que capacitarse en diferentes diseños de sistemas de alta tensión”, señaló Davies. “Será una interfaz común, así que podrán ir aumentando su capacitación a medida que adquieran más experiencia con la alta tensión”.

En cuanto a los usuarios finales, la diferencia con una máquina diésel debería ser mínima. "Funciona como un motor diésel", afirmó Davies. "Los clientes pueden girar la llave como si estuvieran arrancando el motor en una plataforma diésel y la unidad de potencia responderá y se comunicará de la misma manera. Tendrá el mismo rendimiento que el motor diésel, pero con cero emisiones en el punto de uso".

Viendo las posibilidades

La unidad exhibida en Bauma fue construida para explorar las posibilidades de una solución integral y como una oportunidad de aprendizaje.

“A lo largo del proceso, [McElroy] empezó diciendo: 'Es algo que queremos entender cómo funciona'”, señaló Davies. “Ahora, cada vez hay más clientes que dicen: 'Sí, lo entendemos; vemos lo fácil que es. Vemos su aplicación'. Y están empezando a ver qué otros beneficios puede ofrecer esta unidad de potencia a sus clientes”.

Además de cero emisiones y niveles de ruido más bajos, Davies dijo que hay otras características que la unidad de potencia podría proporcionar, por ejemplo, una capacidad similar a la ePTO para alimentar funciones como el elemento de calentamiento para la tubería de fusión o una salida de bajo voltaje para soportar las luces de la cabina y la instrumentación.

Otras opciones, como paquetes para clima frío o cálido, extensores de autonomía, carga de CC o enfriamiento de batería también podrían ser posibilidades.

El motor eléctrico de batería está diseñado para ocupar el mismo espacio que el motor diésel al que reemplaza. (Foto: Becky Schultz)

“Podemos empezar a hablar más sobre todos estos temas con McElroy de ahora en adelante: cómo podemos adaptar la solución para que realmente cumpla con sus expectativas”, dijo Davies. “Les entusiasma mucho ver lo sencilla que ha sido la instalación y la mínima intervención por su parte. Aunque hemos estado trabajando con ellos, no hemos tenido que recurrir a ellos en exceso, ya que queríamos que el proceso fuera lo más limpio posible”.

Una nueva conversación

Aún queda por ver cuándo estará disponible comercialmente la unidad de energía eléctrica a batería. Aún quedan muchas consideraciones por abordar.

“Algunas de estas soluciones tienen precios que debemos tener en cuenta y asegurarnos de que el TCO (costo total de propiedad) sea adecuado. Algunos componentes requieren una solución de pago. Pero incluso así, existen desafíos”, reconoció Davies. “¿Cómo lograr que esto funcione en la aplicación, asegurándonos de que las comunicaciones de datos y herramientas de servicio sean robustas?

Nos asociamos con ciertos proveedores; también fabricamos algunos de los componentes nosotros mismos. Lo que buscamos es recopilar esas piezas y resolver cómo hacer que funcionen juntas —continuó—. Por lo tanto, hay cierta mezcla. Realmente depende del precio al que lleguen las piezas.

Perkins probará modelos adicionales durante los próximos meses para resolver algunos de estos detalles y no sólo para iniciar conversaciones sobre electrificación sino para cambiar esas conversaciones por completo.

“Las conversaciones que he mantenido con nuestros clientes se centran más en cómo aprovechar al máximo esa unidad de potencia, en lugar de las conversaciones que teníamos hace quizás dos años: '¿Por dónde empiezo? ¿Dónde consigo un inversor?'. Ahora la pregunta es: 'Esa es la solución. Bien, ¿cómo le saco el máximo partido?'. Así que ha cambiado de enfoque, lo cual es muy positivo porque significa que lo que mostramos tiene mercado”, declaró Davies.

“Parte del proceso ahora consiste en trabajar con nuestros clientes, al igual que cuando analizamos la instalación de motores, analizando a fondo el rendimiento de la máquina”, continuó. “Al hablar con los clientes, podemos analizar los ciclos de carga, los factores de trabajo de la plataforma y trabajar con ellos para determinar el tamaño de batería que necesitan y cómo podría ser su programa de carga. Todo esto con el fin de brindarles la confianza de que el sistema de energía realizará la transición que necesitan”.

Vídeo: Perkins presenta una unidad de energía eléctrica de batería en Bauma 2025 Perkins presenta su demostrador técnico de unidad de energía eléctrica de batería en Bauma en Múnich, Alemania.

Lo bueno de todo esto, dijo Davies, es que con los tamaños de motores y las capacidades disponibles en la industria, la tecnología de baterías que Perkins posee y el hecho de que Perkins puede controlar gran parte del sistema, "estamos en una excelente posición para ofrecer una plataforma a escala".

Si bien el sistema en su forma actual imita la plataforma del motor 904, Davies dijo que no hay razón para que no se pueda ampliar o reducir para usarlo en lugar de otras series de motores.

“Se trata de comprender quiénes son nuestros clientes principales, cuáles son sus necesidades y luego adaptar los conjuntos de hardware a ellas”, afirmó. “Aunque el paquete que vemos viene en una sola forma dentro de la caja, lo que intentamos hacer es evitar hablar de qué hay dentro. Lo que [los clientes] necesitan es potencia. Permítanos resolver eso y le proporcionaremos la potencia con todo lo que viene dentro de la caja”.

“Por lo tanto, si hay otros motores en otras máquinas que queremos reemplazar con energía eléctrica, podemos configurar su tamaño para que coincida con esas plataformas de motor”, concluyó Davies. “Esto nos abre a nuevos mercados y nuevas oportunidades que quizás no teníamos antes con el motor diésel únicamente”.