Hybride quads zorgen voor flexibiliteit aan het front
De shift naar elektrisch rijden blijft ook in defensiemiddens niet onopgemerkt. Deze vorm van aandrijven houdt enkele markante voordelen in zoals de stille werking en het onmiddellijk beschikbare koppel. Het bedrijf REEQ ontwikkelde een hybride quad volgens deze filosofie. Bovendien kan het voertuig via een SmartGrid box ook een kampement voorzien van stroom.
‘Rob Verbruggen van Reeq (Range Extended Electrical Quad) vertelt het verhaal: ‘In 2017 ontwikkelden we een eenvoudig prototype van een hybride voertuig, dat we lieten testen door de Nederlandse Korps Commandos (te vergelijken met de Belgische Para’s, nvdr.). Dat eerste voertuig was nog zeer eenvoudig opgebouwd, we wilden in eerste instantie nagaan of dergelijk systeem in het terrein ook elektrisch kan rijden. De reacties van de militairen waren positief en we kregen de raad om het voertuig verder te ontwikkelen met militaire specificaties. Ondertussen waren we naast dit project ook bezig met het ontwerp van een platform voor een seriehybride voertuig, met 2 elektromotoren, een accu van 16 kWh en een 20 kW dieselgenerator. Op het platform kunnen 2 types voertuigen gebouwd worden, een buggy en een quad.
Het is ook mogelijk een ‘micro grid box’ functionaliteit aan dat platform toe te voegen om de voertuigen als een soort rijdende generator te laten functioneren. De voertuigen kunnen zo tot 16 kWh energie leveren aan kampementen. Dat draagt uiteraard enorm bij aan de flexibiliteit, ook omdat het systeem met de SmartGrid box bidirectioneel is. Je kan dus het kampement voeden, maar er even goed een zonnepaneel of kleine windmolen op aansluiten.’
‘In een stuurbekrachtiging werd vaak een wormwiel overbrenging toegepast, via een torque sensor wordt dan naar de motor teruggekoppeld hoeveel koppel er vereist is. Bij een gewoon voertuig wordt vandaag gebruik gemaakt van een rack & pinion systeem. Daarbij kan een stuur drie tot vier slagen links of rechts maken, waardoor je al gauw tot 1000° kan draaien. Bij een quad is dat niet het geval, hier ben je beperkt tot 90°. Dat betekent dat je overbrenging behoorlijk sterk moet zijn, want dezelfde kracht waar je anders 3 tot 4 slagen voor hebt moet nu binnen deze 90° plaats vinden. Dat moet bovendien spelingsvrij gebeuren en uiteraard voldoende robuust zijn. Daarom doen we beroep op een spelingsarme tandwielkast uit de AE-serie van Apex Dynamics. De wormwielkast is vervangen door een planetaire tandwielkast en de 7:1 ratio levert voldoende koppel voor de stuurbekrachtiging. Daardoor blijft de quad beheersbaar en nauwkeurig bestuurbaar.’
Waarom hybride voertuigen?
Naast de eerder vermelde functie om kortstondig als voeding te fungeren voor kampementen, heeft deze hybride benadering nog andere voordelen die zeker voor militaire opdrachten een meerwaarde genereren. Rob Verbruggen: ‘Dankzij de elektromotoren kan je je vooreerst stil verplaatsen. Ook de energievoorziening is zeer stil, zeker als je dat vergelijkt met een standaard dieselgenerator. Bovendien is het ook veel flexibeler om je energie via quads met een box te voorzien, want in afgelegen of moeilijk toegankelijke gebieden een dieselgenerator ter plaatse krijgen is geen makkelijke opdracht. De micro grid box weegt slechts 30 kg en kan bovendien afgekoppeld worden van de quad en via zonnepaneel of windmolen gevoed worden. De quad kan dus mobiel blijven als dat nodig is, terwijl het kampement energie blijft krijgen. De generator kan continu 10 tot 12 kWh leveren, en pieken tot 20 kWh vormen geen probleem.’
‘Het rijden op complex terrein is compleet anders dan bij andere aandrijfsystemen, omdat het koppel meteen volledig beschikbaar is. Er is namelijk geen vertraging in de aandrijflijn omdat de versnellingsbak ontbreekt. Bovendien is het ook mogelijk om het koppel gericht in te stellen, zodat je meer kracht op de voor- of achterwielen kunt plaatsen. De quad kan permanent een snelheid van 70 km/h halen en dankzij de dieseltank van 100 liter beschikt het voertuig over een actieradius van 1000 km. Het is ook mogelijk om een volledig elektrische uitvoering te maken, maar momenteel ligt de focus van klanten binnen defensie vooral op de hybride uitvoering. De interesse is ondertussen enorm, we krijgen volop aanvragen voor demo’s uit alle hoeken van de wereld.’
‘Ondertussen zijn we ook bezig met een autonome besturing, waarbij het voertuig als transporteenheid kan ingezet worden. Ook voor verkenningsopdrachten is deze benadering uitermate geschikt. Een van de toepassingen waarvoor grote interesse is, is het opzetten van remote communicatieposten. De vijand heeft uiteraard veel belang bij het uitschakelen van deze posten. Als de opzet van dergelijk systeem door mankracht moet gebeuren, is er altijd een risico op menselijk verlies. Als de quads hier als autonoom voertuig ingezet worden, vermijd je dat. Voor de besturing kunnen we beroep doen op een simulator. Die dient niet alleen voor de opleiding van bestuurders, maar kan bij de autonome voertuigen ook ingezet worden als platform dat realtime feedback geeft aan de operator.’
Spelingsvrije tandwielkasten
Apex Dynamics was nauw betrokken bij het project, want de spelingsarme tandwielkast is van hun hand. Thom Van Oss (Apex Dynamics) vertelt: ‘In principe maakt het voor ons weinig uit of we voor defensieve toepassingen of pakweg de voedingsindustrie werken. We hebben binnen de wereldwijde groep van Apex Dynamics wel wat expertise opgebouwd in defensie, zo zijn we met onze spelingsarme tandwielkasten onder meer aanwezig in radarsystemen en andere vergelijkbare applicaties.’
‘In dit geval werd geopteerd voor het corrosievrije type AE met een speling van ≤ 8 arcmin. Mocht het nodig zijn voor een eindklant om een tandwielkast te plaatsen met een nog kleinere speling, dan kunnen we dat ook. De speling moet beperkt gehouden worden omdat de fijngevoelige torquesensor voortdurend het klapperen van de tandwielen zou detecteren en overzetten op het systeem. Het besturen van de machine zou een pak minder aangenaam zijn mocht er te veel speling zijn. Dit is voor ons een standaardproduct, het is geen specifiek product voor de defensiemarkt. Maar net omdat het een standaardproduct is, is het makkelijk wereldwijd te verkrijgen. Voor militaire toepassingen die internationaal ingezet worden is dat uiteraard ook belangrijk, want je wil zo snel mogelijk weer up-and-running zijn.’
Rob Verbruggen: ‘De steun van Apex Dynamics is belangrijk voor ons, voornamelijk om het juiste type te selecteren. We geven door welke koppels, welke uitgaande as en welke toepassing we voor ogen hebben en zij geven ons advies. Zo overwegen we om te wisselen van een as- naar een flensuitgang. Dat is nodig omdat we de quads beter willen kunnen stapelen voor het transport. De flensuitgang geeft ons meer flexibiliteit om zelf het stuur eenvoudig te kunnen demonteren om zo het voertuig stapelbaar te kunnen maken.’
‘In dit geval werd geopteerd voor het corrosievrije type AE met een speling van ≤ 8 arcmin. Mocht het nodig zijn voor een eindklant om een tandwielkast te plaatsen met een nog kleinere speling, dan kunnen we dat ook. De speling moet beperkt gehouden worden omdat de fijngevoelige torquesensor voortdurend het klapperen van de tandwielen zou detecteren en overzetten op het systeem. Het besturen van de machine zou een pak minder aangenaam zijn mocht er te veel speling zijn. Dit is voor ons een standaardproduct, het is geen specifiek product voor de defensiemarkt. Maar net omdat het een standaardproduct is, is het makkelijk wereldwijd te verkrijgen. Voor militaire toepassingen die internationaal ingezet worden is dat uiteraard ook belangrijk, want je wil zo snel mogelijk weer up-and-running zijn.’
