Die neuen AC 4.070HL-1 und AC 5.120H-1 Tadano Hybridkrane

Tadano präsentiert zwei neue All-Terrain-Krane, die den Auftakt zu einem neuen Hybridkonzept mit batterieelektrisch betriebenen Oberwagen bilden. Mit dem AC 4.070HL-1 ist nun der vierachsige 70-t-Kran marktreif, der vom Innovationsführer bereits 2022 als Studie präsentiert wurde. Die Vorserienmodelle haben seitdem eine sehr positive Resonanz im Test- und Praxiseinsatz erfahren. Der daraus weiterentwickelte fünfachsige 120-t-Kran AC 5.120H-1 folgt als nächstes Modell und wird auf der bauma 2025 in München gezeigt.

Ehrgeiziger Hintergrund: Emissionen runter, Energieausnutzung rauf

Hintergrund der Hybridkran-Neuentwicklungen ist Tadanos ambitionierte Umweltschutz-Strategie „Tadano Green Solutions“ (TGS) mit dem Anspruch, die CO₂-Emissionen des Unternehmens weltweit zwischen 2019 und 2030 um 25 % reduzieren. Die CO₂-Emissionen der Produkte sollen zeitgleich sogar um 35 % sinken. Für 2050 strebt das Unternehmen die vollständige Klimaneutralität an. Ein bedeutender Schritt dahin ist das Hybridkran-Konzept, das gegenüber einem dieselbetriebenen Oberwagen etwa 60 % CO₂ einspart. Der Systemwirkungsgrad des elektrischen Kranbetriebs von etwa 85 % ermöglicht eine mehr als doppelte Energieausnutzung gegenüber einem effizienten Dieselmotor.

Flexibles Energieversorgungskonzept

Konventionell fahren, vollelektrisch arbeiten, das ermöglicht der neue Tadano Hybridkran AC 4.070HL-1 sowie der zukünftige AC 5.120H-1. Der Unterwagen-Dieselmotor bringt den Kran auf die Baustelle und kann nach dem Abstützvorgang dauerhaft abgeschaltet bleiben. Die Hochvolt-(HV-)Batterie im Oberwagen speist einen Elektromotor sowie die Klimatisierung von Technik und Oberwagenkabine. Der Elektromotor treibt das Hydrauliksystem zum Kranbetrieb mit uneingeschränkter Leistungsfähigkeit an. Der Tadano Hybridkran kann sowohl völlig autark mit eigenem Batteriestrom arbeiten als auch unterstützt durch eine externe Stromversorgung, z. B. mit Baustrom. Das verlängert die mehrstündige Betriebsdauer weiter und kann zusätzlich die HV-Batterie entlasten. Auch bei entladener HV-Batterie und fehlender externer Stromversorgung ist der Hybridkran arbeitsfähig. Ein Generator am Nebenabtrieb des Unterwagen-Dieselmotors lädt die HV-Batterie und ermöglicht die Kranarbeit. Auch die Hybridkrane verfügen über das separate und bewährte 24-V-Bordnetz. Damit kann der Kran im Notfall rückgerüstet werden.

Vielfältige Praxisvorteile für alle

Kranbesitzer und -verleiher profitieren unmittelbar von den reduzierten Betriebskosten durch den Entfall des Oberwagen-Dieselmotors und vom wartungsfreien Elektromotor. Das Hybridkonzept ermöglicht neue Aufträge in lärm- und abgassensiblen Bereichen. Nicht zu unterschätzen ist auch der ökologische Imagegewinn, der den Anschaffungskosten langfristig gegenübersteht. Bei einer Solaranlage auf dem Betriebshof sind kostenlose und unkomplizierte Ladevorgänge ein weiteres ökonomisches und ökologisches Argument. Die intensive Testphase hat gezeigt, dass auch das Bedienpersonal den Hybridkran zu schätzen weiß. Dank Elektromotor gibt es bei der Kranarbeit keine Abgase mehr, nur minimale Vibrationen und viel Ruhe, dazu eine durchgehende Heizung und Klimatisierung auch im Standby-Betrieb. Das alles macht die Arbeit in der Oberwagenkabine sowie in der Umgebung des Krans wesentlich angenehmer und auch sicherer, denn wichtige Geräusche und Anweisungen auf der Baustelle sind viel besser wahrnehmbar. Alle Beteiligten profitieren zusätzlich von der hohen Betriebssicherheit durch die redundante Energieversorgung. Die Vorteile für die Umwelt beim stundenlangen Hybridkran-Betrieb liegen ebenfalls auf der Hand: Wenig Geräusch, keine Abgase und rund 60 % reduzierte CO₂-Emissionen.

Unter die Haube geschaut: Die Hybrid-Technologie im Detail

Die Hochvolt-Komponenten und ihre Zusatzaggregate im Oberwagen sind in den Bauraum des entfallenen Oberwagenmotors integriert. Dabei übernimmt der kompakte Elektromotor exakt die Position des Verbrennungsmotors und arbeitet mit gleicher Maximaldrehzahl. Die sanft ein- und aussteuerbare Hydraulikeinheit für den Kranbetrieb bleibt dadurch an Ort und Stelle sowie technisch unverändert – ein großes Plus bei Wartung und Ersatzteilen. Oberhalb des Elektromotors befindet sich die HV-Batterie, umgeben von Komponenten des Batterie-Thermomanagementsystems und des Batteriemanagements. Die Anordnung der HV-Bauteile sorgt für kurze Leitungswege, eine günstige Anströmung der Kühlelemente und große Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit. Die Ladesteckdose ist rechts am Heck positioniert. Dadurch bleibt links daneben genügend Stauraum und mittig Platz für eine Anhängerkupplung. Tadano folgt auch bei der Auswahl der HV-Komponenten seiner bewährten Strategie, Bauteile nach etablierten Industriestandards von namhaften Zulieferern einzusetzen. So ist die HV-Batterie modular aufgebaut und unkompliziert erreichbar.

Power auf die Dauer: Vielfältige Betriebsarten

• Ausschließlicher Batteriebetrieb: Die geladene HV-Batterie übernimmt die gesamte Stromversorgung des Elektromotors, um die Kranhydraulikpumpe anzutreiben. Der AC 4.070HL-1 kann mit voller Batterieladung über vier Stunden völlig autark arbeiten, der AC 5.120H-1 einen ganzen Arbeitstag lang.
• Unterstützter Batteriebetrieb durch externe Stromversorgung: Die HV-Batterie wird während der Kranarbeit sowie in Pausen kontinuierlich über die CEE-Ladesteckdose nachgeladen. Je nach eingestellter Stromstärke ist dadurch ein dauerhafter elektrischer Kranbetrieb möglich.
• Ausschließlicher Betrieb durch externe Stromversorgung: Auch bei entladener HV-Batterie kann der Kran über den Stromanschluss arbeiten. Weil die HV-Batterie auch in Arbeitspausen geladen wird, kann sie bereits nach kurzer Ladedauer eine Leistung oberhalb der extern eingespeisten Energiemenge liefern.
• Unterstützter Batteriebetrieb durch Generator: Der Unterwagen-Dieselmotor lädt über den Generator die HV-Batterie auf. Diese puffert die eingespeiste Kapazität. Dadurch kann die Kranhydraulik kurzzeitig wesentlich größere Lastspitzen ausführen als der Generator an maximaler Dauerleistung liefert. Der Generator kann während der Fahrt und im Stand zum Einsatz kommen und in drei Betriebsmodi arbeiten: Silent Mode, Eco Mode und Power Mode. Dank der manuellen Rekuperationsfunktion kann der Generator während der Fahrt kraftstoffsparend im Schiebebetrieb arbeiten. Dadurch wird der Retarder entlastet und die Bremswirkung verstärkt.
• Notbetrieb: Der Kran kann auch mithilfe des 24-Volt-Bordnetzes zurückgerüstet werden, um die Teleskope einzufahren und den Ausleger in Transportstellung abzusenken.

Ausdauernd arbeiten, schnell laden: Das Hochvoltsystem auf einen Blick

Das Hochvoltsystem des AC 4.070HL-1 wurde präzise auf den Leistungsbedarf des unveränderten Hydrauliksystems angepasst. Mit seiner Systemspannung von bis zu 800 V liegt der Tadano Hybridkran in der Spitzengruppe gleichauf mit modernsten batterieelektrischen Lkw und Pkw. Auch die weiteren Parameter sprechen für sich …

• HV-Batteriepack: Lithium-Ionen-Akkumulator, Typ NMC (Nickel-Mangan-Cobalt)
• Batteriekapazität: 70 kWh brutto, davon nutzbar ca. 80 % ~56 kWh
• Elektromotor: Dauerleistung 115 kW, Spitzendrehmoment 1.200 Nm
• Generator: Ladeleistung >50 kW, Dauerleistung 85 kW, Spitzendrehmoment 500 Nm
• Onboard-Ladegerät: CEE-Steckdose, 400 V AC, 63 A, Begrenzung auf 32 A möglich
• Batterieelektrische Betriebsdauer: ca. 6,3 h (Lastzyklus 1), ca. 3,9 h (Lastzyklus 3)
• Ladedauer über Onboard-Ladegerät (63 A): 10–90 % State of Charge (SoC) ca. 1 h
• Ladedauer über Generator im Baustellenbetrieb: 10–90 % SoC ca. 1 h
• Ladedauer über Generator im Fahrbetrieb: +55 % SoC ca. 1 h

Extra-Nutzwert ohne Nebenwirkungen

Das Beste vorweg: Die Tadano Hybridkrane haben gegenüber ihren zweimotorigen Verbrenner-Pendants identische Hubleistungen, Traglasten und Achslasten, so dass das minimale Mehrgewicht des Hybridsystems keinerlei Einschränkungen bedeutet. Wie bei anderen Elektrofahrzeugen liegt der Anschaffungspreis über vergleichbaren Modellen mit Verbrennungsmotor. Doch der Hybridkran rechnet sich auch durch seinen Zusatznutzen. Der leise und abgasfreie Kranbetrieb ermöglicht neue Einsatzgebiete und Umsatzpotenziale:

• Innenräume (z. B. Gebäude im Veranstaltungs-, Produktions- und Logistik-Bereich)
• Abgas- und lärmsensible Außenbereiche (z. B. Innenstadtlagen, Krankenhausgelände, Zoos, Naturschutzgebiete, Arbeiten an bewohnten Gebäuden)
• Ruhezeiten (Nacht-, Sonn- und Feiertagsarbeit)

Innovative Zukunftsinvestition

Die Tadano Hybridkrane sind für eine lange Nutzung ausgelegt und so eine tragfähige Investition in die Zukunft. Strom dürfte Ende der 2030er Jahre im Vergleich zu heute wesentlich weniger teuer als Dieselkraftstoff sein. Ebenso werden dann voraussichtlich weitere und verschärfte Bestimmungen zum emissionsfreien und lärmarmen Arbeiten gelten. Die Kunden werden die Investition in einen Tadano-Hybridkran nicht bereut haben, weil sie über viele Jahre einiges an Kraftstoff und Motorwartung eingespart haben und einen soliden Wiederverkaufswert erwarten können. Auch die Technik spielt lange mit, denn erstens bleiben die gesamte Fahrzeugstruktur, das Fahrwerk, das Hydrauliksystem sowie die Kranmechanik unverändert robust, und zweitens besteht auch die Hochvolt-Ausrüstung aus haltbaren, modularen Bauteilen. Dank des ausgeklügelten Thermomanagementsystems arbeitet die HV-Batterie stets bei optimaler Betriebstemperatur und erreicht eine optimale Lebensdauer. Das ergibt eine hohe Restkapazität von rund 80 Prozent SoH (State of Health) des Neuzustandes auch nach 3.000 vollständigen Ladezyklen. Teilladungen gehen dabei nur anteilig in die Zählung ein und wirken sich umso positiver auf die Lebensdauer aus, je häufiger und länger sich der Ladezustand im mittleren Bereich befindet.

Hybridkran-Software: volle Expertise, keine Experimente

Kompromisslos zeigt sich Tadano bei der Software zur Integration des Hochvoltsystems. Die Verknüpfung und Ansteuerung der HV-Komponenten erfolgt in Eigenregie durch hauseigene IT-Entwicklungen. So ist die zuverlässige Alltagstauglichkeit des Hybridkrans sichergestellt. Die nach wie vor hydraulische Ansteuerung der Kranfunktionen gibt auch erfahrenen Kranführern das gewohnte feinfühlige Feedback der Steuerung, zumal alle Hochvolt-spezifischen Informationen harmonisch in das Anzeigekonzept integriert sind.

Große Aussichten: Der AC 5.120H-1 folgt in Kürze.

Das Hybridkran-Konzept wurde modellübergreifend geplant, so dass Tadano die Elektrifizierung des AC 5.120H-1 direkt aus dem AC 4.070HL-1 ableiten konnte. Der fünfachsige Kran ermöglicht im vorderen Bereich des Oberwagens ein optionales zweites HV-Batteriepack. Die dadurch verdoppelte Batteriekapazität von 140 kWh brutto erlaubt den batterieelektrischen Betrieb über einen gesamten Arbeitstag auch ohne externe Lademöglichkeit. Durch eine optimierte kompakte Heckkiste neben der Ladesteckdose ist übliches Kranequipment problemlos mitführbar. Der Generatorantrieb wurde weiter optimiert und erfolgt wartungsfrei direkt am Verteilergetriebe zwischen der zweiten und dritten Achse.

Fazit: Tadano überzeugt und ist überzeugt.

Das außerordentlich positive Testkunden-Feedback auf die Entwicklung des ersten Hybridkran-Modells AC 4.070HL-1 und das Lob fürs innovative Engagement in eine grüne Zukunft spornt Tadano an, die Elektrifizierung weiterer Kran-Baureihen voranzutreiben. Das sind beste Voraussetzungen, um dem für die nächsten Jahre erwarteten höheren Bedarf an elektrisch betriebenen Baumaschinen zu begegnen.