Perkins demonstra solução de eletrificação drop-in

Além de uma seleção de motores que abrangem soluções a diesel e de combustível flexível, a Perkins escolheu a Bauma 2025, em Munique, para apresentar um projeto que Alan Davies, engenheiro-chefe de design da Perkins, chamou de "Disruptor". Trata-se de um demonstrador comercial que consiste em uma unidade de energia elétrica a bateria instalada em uma máquina de fusão de tubos McElroy TracStar 900i, e tem como objetivo destacar o potencial de uma solução "drop-in" para a eletrificação.

A unidade de energia elétrica a bateria está instalada em uma máquina de fusão de tubos McElroy TracStar 900i. (Foto: Perkins)

“Pelas conversas que tivemos em eventos anteriores, [os fornecedores] conseguem apresentar os componentes, mas o que as pessoas têm dificuldade é como reunir esses componentes em um pacote que possam ser colocados em um formato útil e fácil de instalar, fazer a manutenção e trabalhar”, disse Davies. Então, Perkins partiu em uma jornada para desenvolver uma solução exatamente assim.

A Perkins já havia iniciado seu projeto de carregadeira de rodas elétrica – a conversão de uma carregadeira de rodas movida a diesel para energia elétrica a bateria.

“Vimos ali o potencial para o que um sistema de energia poderia ser... Então, isso nos levou a procurar uma aplicação para um de nossos clientes OEM que se prestasse a sistemas de baterias”, disse Davies. Após conversar com alguns de seus clientes, a McElroy, sediada nos EUA, manifestou interesse em explorar um projeto de eletrificação com uma de suas máquinas de fusão de tubos.

“Eles estavam ansiosos para nos dar suporte com a máquina e envolver alguns membros de sua equipe de engenharia conosco para que pudéssemos conversar com eles sobre como fazer o projeto”, observou Davies.

Não demorou muito para que um TracStar 900i chegasse às instalações da Perkins em Peterborough, Reino Unido, onde uma equipe de engenheiros começou a determinar como substituir o sistema de motor diesel Perkins 904 de 3,6 L existente por uma unidade de energia elétrica a bateria totalmente fechada.

Eletrificação 'plug-and-play'

Segundo Davies, o projeto envolveu trabalhar com fornecedores para identificar os componentes certos, bem como com sua equipe interna para garantir que o projeto estivesse alinhado aos requisitos do sistema de baterias da Perkins. Então, a transformação começou.

A unidade de energia elétrica a bateria inclui uma bateria Perkins, um inversor, um motor elétrico, um controlador, uma unidade de distribuição de energia e um carregador de bordo, tudo em uma solução "plug-and-play". (Foto: Becky Schultz)

“O motor sai e, de volta, a unidade de potência entra de forma rudimentar. Agora, houve alguns ajustes nos componentes e algumas mudanças na carroceria do sistema de transmissão, apenas para acomodar alguns canais de ar e saídas de ar”, explicou. “O software é da nossa parte para garantir que se comporte como o sistema de motor que [McElroy] estava tentando desenvolver. A equipe McElroy, na verdade, não tem como culpá-los pelo engajamento.”

“Foi uma espécie de 'corrida' de trabalho de nove meses, desde as conversas iniciais sobre a máquina [começando com] qual máquina da família queríamos usar, até chegar ao que estamos vendo aqui”, disse Davis sobre o demonstrador em exposição.

A unidade de energia elétrica a bateria pré-embalada inclui uma bateria Perkins, um inversor, um motor elétrico, um controlador, uma unidade de distribuição de energia e um carregador de bordo – tudo alojado em uma solução “plug-and-play”.

“O que fizemos foi reunir todos os componentes necessários para fornecer um sistema de energia elétrica a bateria e, por fim, energia rotacional, que agora podemos [fornecer] no mesmo espaço que uma unidade a diesel. Portanto, o desmonte da máquina foi mínimo”, afirmou Davies.

"Do ponto de vista do cliente, o mais importante é que toda a arquitetura de alta tensão é autocontida em um único gabinete. Nossos clientes só precisam se concentrar na conexão com a energia rotacional e todo o resto é resolvido."

'Disruptor' proporciona interrupção mínima

A unidade de energia elétrica a bateria utiliza os mesmos pontos de conexão mecânica e interface elétrica do motor diesel.

“A posição e o alinhamento combinam com o motor diesel 904 do ponto de vista da interface... Não há movimento dos sistemas hidráulicos; você pode alinhá-los e integrá-los”, disse Davies. “O mesmo vale para o chicote da máquina. O plugue multipinos é o mesmo do motor diesel, então o cliente não precisa fazer trocas de chicote.” A única adição que o fabricante precisa fornecer é uma correia de aterramento.

A unidade de energia elétrica a bateria utiliza os mesmos pontos de conexão mecânica e interface elétrica do motor a diesel. (Foto: Becky Schultz)

“Para a interface com a concessionária, assim que eles abrem os painéis, tudo é igual lá dentro. Assim, nossos técnicos da concessionária e nossas equipes não precisarão de treinamento em diferentes layouts de sistemas de alta tensão”, destacou Davies. “Será uma interface comum, para que eles possam aprimorar gradualmente o treinamento à medida que adquirem mais experiência com alta tensão.”

Para os usuários finais, a diferença em relação a uma máquina a diesel deve ser mínima. "Ele funciona como um motor a diesel", afirmou Davies. "Para os clientes, eles podem girar a chave como se estivessem dando partida no motor em uma plataforma a diesel, e essa unidade de potência responderá da mesma maneira, se comunicará da mesma forma. Terá o mesmo desempenho do motor a diesel, mas com zero emissões no ponto de uso."

Vendo as possibilidades

A unidade exibida na Bauma foi construída para explorar as possibilidades de uma solução drop-in e como uma oportunidade de aprendizado.

“Ao longo da jornada, [McElroy] começou dizendo: 'É algo que queremos entender como é'”, observou Davies. “Agora, há cada vez mais clientes dizendo: 'Sim, entendemos; podemos ver como isso é fácil. Podemos ver a aplicação'. E eles estão começando a ver quais outros benefícios esta unidade de energia pode oferecer aos seus clientes.”

Além de zero emissões e níveis de ruído mais baixos, Davies disse que há outros recursos que a unidade de energia pode fornecer — por exemplo, uma capacidade semelhante à ePTO para alimentar funções como o elemento de aquecimento para fusão de tubos ou saída de baixa tensão para dar suporte às luzes da cabine e à instrumentação.

Outras opções, como pacotes para clima quente ou frio, extensores de alcance, carregamento CC ou resfriamento de bateria também podem ser possibilidades.

A unidade de energia elétrica a bateria foi projetada para se adaptar ao mesmo espaço do motor a diesel que substitui. (Foto: Becky Schultz)

“Tudo isso é algo sobre o qual podemos começar a conversar mais com [McElroy] daqui para frente – como podemos adaptar essa solução para realmente entregar o que eles querem para seus clientes”, disse Davies. “O que eles estão realmente animados em ver é como a instalação foi simples e como foi necessária pouca desmontagem da parte deles. Embora tenhamos conversado com eles, não precisamos pressioná-los muito, porque queríamos que tudo fosse o mais limpo possível.”

Uma nova conversa

Ainda não se sabe quando a unidade de energia elétrica a bateria estará disponível comercialmente. Ainda há muitas considerações a serem consideradas.

“Há faixas de preço para algumas dessas soluções às quais precisamos estar atentos e garantir que o TCO (custo total de propriedade) esteja correto. Alguns dos componentes precisarão ser incluídos em uma solução comprada. Mas mesmo assim, há desafios”, reconheceu Davies. “Como fazer isso funcionar na aplicação, garantindo que as comunicações entre dados e ferramentas de serviço sejam robustas?

“Fazemos parcerias com certos fornecedores; também fabricamos alguns dos componentes nós mesmos. O que estamos buscando fazer é reunir essas peças e descobrir como fazê-las funcionar juntas”, continuou ele. “Então, há uma certa mistura acontecendo. Depende muito do preço das peças.”

Perkins pilotará modelos adicionais nos próximos meses para acertar alguns desses detalhes e não apenas iniciar conversas sobre eletrificação, mas mudar essas conversas completamente.

“As conversas que tenho tido com nossos clientes são mais sobre como eles podem explorar ao máximo os benefícios daquela unidade de energia, em vez das conversas que tínhamos há talvez dois anos: 'Bem, como eu começo? Onde eu compro um inversor?' Agora é: 'Essa é a solução. Certo, como eu aproveito isso ao máximo?' Então, a situação mudou, o que é muito bom, porque significa que o que estamos mostrando tem mercado para isso”, afirmou Davies.

“Parte da jornada agora é trabalhar com nossos clientes, da mesma forma que fazemos quando estamos analisando a instalação de motores, investigando profundamente o que a máquina está fazendo”, continuou ele. “Quando conversamos com os clientes, podemos analisar os ciclos de carga, os fatores de trabalho na plataforma e trabalhar com eles para ver o tamanho da bateria que precisam e como será seu cronograma de carregamento. Tudo isso para garantir que o sistema de energia realizará a mudança que eles precisam.”

Vídeo: Perkins estreia uma unidade de energia elétrica a bateria na Bauma 2025 Perkins estreia seu demonstrador técnico de unidade de energia elétrica a bateria na Bauma em Munique, Alemanha

A beleza de tudo isso, disse Davies, é que com os tamanhos e capacidades dos motores disponíveis no setor, a tecnologia de bateria que a Perkins possui e o fato de que a Perkins pode controlar grande parte do sistema, "estamos em uma ótima posição para oferecer uma plataforma em escala".

Embora o sistema em sua forma atual imite a plataforma do motor 904, Davies disse que não há razão para que ele não possa ser ampliado ou reduzido para ser usado no lugar de outras séries de motores.

“Trata-se de entender quem são nossos principais clientes, quais são suas necessidades e, então, adaptar os conjuntos de hardware para isso”, afirmou. “Embora o pacote que vemos ali esteja em um formato dentro da caixa, o que estamos tentando fazer é evitar as conversas sobre o que está dentro da caixa. O que [os clientes] precisam é de potência. Deixe-nos resolver isso e entregaremos a potência com tudo dentro da caixa.”

“Portanto, se houver outros motores em outras máquinas que queiramos substituir por motores elétricos, podemos configurar a pegada desses motores para corresponder a essas plataformas”, concluiu Davies. “Isso nos abre para diferentes mercados e oportunidades que talvez não tivéssemos antes apenas com o motor a diesel.”