ZANPER 2.0 – nowoczesny pojazd transportowy KGHM Zanam z elektrycznym napędem Bosch Rexroth

fot. ZANPER 2.0

Współczesne górnictwo przechodzi szybkie zmiany, napędzane zarówno postępem technologicznym, jak i rosnącymi wymaganiami w zakresie ograniczenia emisji oraz zwiększenia efektywności operacyjnej

Jednym z kluczowych trendów w nowoczesnym górnictwie jest przejście na pojazdy elektryczne. Jeszcze niedawno w kopalniach dominowały pojazdy z napędem spalinowym, dziś jednak coraz więcej firm dostrzega zalety technologii elektrycznych – zarówno w aspekcie ekologicznym, jak i ekonomicznym.

ZANPER 2.0 w kopalni KGHM (Źródło obrazu: KGHM Zanam) 

Jak twierdzą inżynierowie R&D jednego z największych w Polsce producentów maszyn i urządzeń dla sektora górniczego - firmy KGHM Zanam S.A., pojazdy elektryczne mają poprawić warunki pracy górników poprzez zwiększenie sprawności napędów, a także ograniczenie emisji ciepła oraz spalin. Firma jako spółka córka jednego z największych producentów miedzi i srebra rafinowanego na świecie – KGHM Polska Miedź S.A. pracuje obecnie nad pojazdami z napędami elektrycznymi. Jednym z nich jest terenowy pojazd górniczy ZANPER 2.0, który może przewozić 14 osób, w tym także poszkodowanych w wyniku wypadków górniczych. Dodatkowo można używać go również do transportu różnego rodzaju materiałów. ZANPER 2.0 ma 1,4 tony ładowności i przeznaczony jest do pracy w kopalniach niezagrożonych wybuchem.

Pojazd jest w 100% elektryczny, napęd główny zrealizowano w oparciu o synchroniczny silnik elektryczny z magnesami trwałymi o wysokiej gęstości mocy BOSCH serii SMG220 (w prototypie SMG180),  poprzez ważący jedyne 10 kg inwerter INVCON3.3 zasilany z prosto z baterii 400 V. Odzyskuje on energię elektryczną (rekuperacja) przy stromych kopalnianych zjazdach oraz podczas hamowania, a ze względu na możliwość osiągania przez silniko-generatory BOSCH SMG220 wysokich prędkości obrotowych, jego napędowa linia transmisyjna została wyposażona w przekładnie Rexroth serii eGFZ9125 (w prototypie EDT180).

Napęd układu jazdy - silnik BOSCH SMG220 i przekładnia eGFZ9125 firmy Bosch Rexroth (Źródło obrazu: Bosch Rexroth) 

Projekt tego elektrycznego pojazdu był współfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, a jego podwozie i nadwozia to autorska konstrukcja inżynierów spółki, co otwiera drogę do uruchomienia jego produkcji seryjnej. Pojazd przeszedł testy, przepracował 273 dni i przejechał 8500 km w podziemnych warunkach kopalni KGHM, gdzie był wykorzystywany w codziennej pracy jako samojezdny wóz transportowy z napędem elektrycznym, udowadniając tym samym swoją funkcjonalność i zasadność dalszego rozwoju w tym kierunku.

Warunki w kopalniach KGHM są bardzo trudne, wręcz ekstremalne, co dało również możliwość sprawdzenia komponentów służących do elektryfikacji maszyn mobilnych firmie Bosch Rexroth. Wywodzący się z automotive silniko-generator BOSCH SMG220 o mocy znamionowej 120 kW posiada stopień ochrony IP 6K9K i wysoką odporność mechaniczną na wibracje oraz na udar do 51 G.

Elektryczny pojazd ZANPER 2.0 to nowa jakość oraz obiecująca wizja przyszłości, z tego powodu producenci maszyn górniczych intensywnie pracują nad rozwiązaniami bateryjnymi, wykorzystując dynamiczny rozwój technologii w tym obszarze. Zastosowanie mogą tu znaleźć między innymi podzespoły firmy Bosch Rexroth i rozwiązania z portfolio eLION do elektryfikacji tego typu pojazdów, które sprawdzają się nie tylko na powierzchni, ale przede wszystkim w tak wymagających warunkach, jakimi są podziemia kopalni. Portfolio napędów elektrycznych Bosch Rexroth opracowane jest z myślą o zastosowaniach w pojazdach roboczych o różnych rozmiarach, charakteryzuje się modułową i skalowalną konstrukcją. Moc znamionowa silników elektrycznych wynosi od 20 do 200 kW (moc szczytowa - ponad 400 kW). Aby umożliwić producentom pojazdów roboczych szybkie znalezienie znormalizowanych rozwiązań dla różnych typów napędów (np. w pełni elektrycznych, hybrydowych lub spalinowo-elektrycznych), oprócz silników elektrycznych i inwerterów oferta obejmuje również niezbędne komponenty systemowe, takie jak przetwornice DC/DC, ładowarki pokładowe i kable wysokiego napięcia. 

Portfolio napędów elektrycznych Bosch Rexroth eLION (Źródło obrazu: Bosch Rexroth)

Pojazdy ZANPER 2.0 na jednym ładowaniu, w warunkach górniczych, są w stanie przejechać do 200 km, a czas ładowania oscyluje w granicach 60–90 minut. Dyspozycyjność pojazdów utrzymuje się na poziomie 90%, co stanowi bardzo dobry wynik. Geneza nazwy maszyny wywodzi się od dwóch słów – ZANAM oraz amper. Jako w pełni elektryczny pojazd terenowy, bezemisyjny i ekologiczny doskonale wpisuje się w ramy transformacji energetycznej, zrównoważonego rozwoju i planów KGHM do osiągnięcia neutralności klimatycznej.