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从能量转换效率来看工程机械电动化的意义
日期: 2024-08-07 22:53:39 分类:项目案例 浏览量:10973

      工程机械制造企业在设计制造智能设备、无人化设备,乃至新能源工程机械过程中,要更多地结合工程实际使用需要,结合施工工况,结合目前国内施工企业的管理模式和水平以及相应的特点,有针对性地设计考虑设备的适用性,不能简单跟随模仿车企发展路径。
例如,物流运输工况使用的电动装载机连续作业工作时间长,综合使用成本就远低于间断作业的工程施工作业环境。物流行业可以在3年左右时间做到成本回收,而施工行业却很难做这一点。按照现在的电池技术水平和机械使用强度,电动装载机有可能在5年左右更换电池组,意味着还要面临更换电池从而增加成本的压力。测算下来,电动工程机械对于施工企业是否具备真正的成本优势,还要综合各方因素进行考量。
工程机械作业环境复杂,载荷特性不可千篇一律,这也决定了工程机械的电动化发展路径一定是有别于乘用车辆和其他专用车辆。

电动装载机、挖掘机、自卸车和混凝土搅拌运输车都不同程度地存在使用工况和环境适应性问题。

不是所有的工程机械都适合纯电动的改装

       从能量传递的角度来看,传统装载机的能量传递路径是由柴油机到液力变距器再到减速器,之后一路驱动液压泵为作业系统提供动力,另一路驱动行走系统,受内燃机效率的影响,整机能效都比较低。电动机替代内燃机后,虽然液压系统能效仍然比较低,但因作业时长和功率占比较小,对系统能效影响不是很大。但是,行走系统去掉液力变矩器后,能量传递主要依靠电动机和减速器,且作业时长和功率占比都比较大,能效达到70%左右,既节能又减碳,同时在很短的时间内能够收回电池成本,所以电动装载机得到了市场普遍认可。

      再看挖掘机,传统能量流是内燃机驱动液压泵再经阀控系统驱动作业机构,受内燃机的影响整机能效不足15%,液压系统能效低于30%。电动化后,动力源能效提升到90%,但受液压系统影响,整机能效仍然仅为30%左右,这样70%的电池能量就被浪费。尽管电池容量已增大许多,但由于效率很低,作业时长不能满足用户需求,电池费用占比又达到整机的40%左右,投资回报期比较长,从而造成电动挖掘机难以像电动装载机一样快速推广应用。

      通过总结发现,电动装载机液压系统的能效仍然较低,是下一步需要提升的重点,但因为该产品以行走为主,所以能够很快获得市场认可。但液。对于以作业为主的工程机械,如挖掘机,其核心问题是怎样提升液压系统的能效。这是整个行业面临的挑战。

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