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华南重工庄钦河:创新驱动下的华南重工电动新能源工程机械

http://www.cm.hc360.com2019年09月23日18:35 来源:慧聪工程机械网T|T

  如今,绿色环保已经成为当今社会的一大主题,而高排放的工程机械设备对自然环境造成了沉重负担,因此节能减排成为了工程机械行业关注的热点问题。

  伴随中国新能源电池技术的发展成熟,电驱动机械正成为我国新能源机械设备发展的主流一大趋势。近年来,工程机械制造企业纷纷向电动领域投入诸多资金、技术,不遗余力地追逐着下一个能源时代,并取得了一定的成果。

华南重工庄钦河

  2019年9月3日,由慧聪工程机械网主办,山东帝盟集团冠名,中国工程机械工业协会、国家工程机械质量监督检验中心悉心指导,雪佛龙(中国)投资有限公司、CAT(卡特)配件商城、北京德源工程机械有限公司、山东云宇机械集团有限公司、江西恒晟达精密铸造有限公司以及福建华南重工机械制造有限公司大力支持的“山东帝盟集团·CMIIC2019中国工程机械产业互联网大会暨品牌盛会”在北京国测国际会议会展中心荣耀举行。

  华南重工总工程师庄钦河先生带来的《创新驱动下的华南重工新能源工程机械》主题分享,剖析当下工程机械行业电动新能源发展现状,并隆重推介了华南重工最新研发成果。

华南重工庄钦河

  时机成熟,电动化已是必然选择

  随着环保的要求以及政策的管控等,电动化已经成为工程机械领域的必然选择。同时,由于电动新能源领域的技术突破,关键瓶颈业已攻克。因此,电动化应用可以说时机成熟。

  ▌首先工程机械的作业工况恶劣,作业时间长、油耗大、排放差、污染严重,电动化的节能减排空间巨大,经济和社会效益明显。

  ▌排放法规日趋严格,2020年将要实施非道路国四排放标准,传统的柴油车型购置和使用成本将大幅增加,部分区域进入限制,迫使用户选用电动化产品。

  ▌电池、电机、电控等关键技术核心部件快速发展并趋于成熟,给电动化创造了良好的条件。

  ▌工程机械内部安装空间大,没有重量的限制,电池选择余地更大,易于解决电池安全性、使用寿命、续航力等痛点。

  ▌电动化核心部件不存在国内外技术水平代差,可以降低对进口部件的依赖,提高性价比,缩短供货周期,实现弯道超车

  生而优秀,电动化の天然优势

  同时,电动化在技术、性能和操作性等方面有天然的优势优势,这也成为了各个企业不得不争先争夺的高地。

华南重工

  ▌经济:电动化产品使用成本低,它的电费仅是柴油机燃油费的20%-30%,而且不需要定期添加尿素,维护成本低、易损件少、故障率低、维护简单,不需要对柴油机进行定期保养,更换机油、三滤等,综合维护成本可以降低50%以上。

  ▌性能:电动化产品可以在-20℃至+60℃范围内正常工作,因此对于易燃、易爆气体的作业场所,具有不可替代的安全性。同时,在高海拔地区作业时,电动性能不下降,而且操作平稳、响应速度快、作业效率高。

  ▌舒适:电动机工作时比大功率柴油机发出的噪声小很多。柴油机噪声往往在90db,电动机往往在60db,因此电动机产生的振动比柴油发动机要低得多,这就显著改善了驾驶体验。同时,电动化跟智能化是一个双胞胎,全电动产品更容易实现智能化,以降低劳动强度。

  ▌环保:零排放、零污染,行驶及工作过程中没有废气排放,非常适合在排放和噪声要求更高的人口密集的市中心、花园和市内隧道、地下等密闭空间作业,提高舒适度,减少对人员健康的影响。

  潜心多年,华南重工新品亮点十足

  华南重工多年以来深耕新能源电池领域,经过长期的研究、探索,目前自身电动产品形成了诸多创新点和优势。主要有以下几点:

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  ▌安全不自燃:采用磷酸铁铝电池,与三元锂电池相比,磷酸铁铝电池的热稳定性更好,不释放氢气,从而杜绝了热失控造成的自燃或爆燃风险,安全性比三元锂电池有着本质性的改善。新进的电池管理系统对于过充过放过流节源电阻及电池控制温度等全天后监控,保证每组电池的安全、高效、长寿。

  ▌长寿命:磷酸铁铝电池支持深度充放电4000次以上,使用寿命约是三元锂电池的2.5倍,铅酸电池的5-10倍,可正常使用8-10年。电池没有记忆性,可以在工作间隙随时补电,浅充浅放及慢充慢放还可延长使用寿命。达到设计寿命的磷酸铁锂电池仍保持70~80%的存贮容量,可继续进行梯次利用于贮能等领域,退役后的旧电池的残值达30%左右,远高于三元锂电池。

  ▌可靠性:采用电动汽车级的电机及控制器,全车元件状态监控,电池、电机等主要电器部件IP67防护等级,高质量、成熟的液压件,阻燃材料屏蔽电缆,可靠耐用,适应恶劣工作环境。高效的电机电控散热系统,智能电机风扇,杜绝过热保护停机现象。而且电池自带加热膜,可以在-30℃到+55℃环境下正常工作。

  ▌长续航:采用大容量的锂电池,充放电效益高。还自动研发了整机驱动方案和集成管理控制系统,通过多种途径提高系统能量转换效率,整体情况下降低耗电量,提高成本。

  ▌高效节能:采取以下六点措施,保证整个系统的高效节能,保证它比较长的续航力。

  ●不是简单的用电机替代柴油机,而是对液压系统进行彻底优化。自主研发变转速的正流量控制系统,全局功率匹配,按需供油、减少节流和溢流损失。

  ●多电机协调控制,电机负载合理匹配,优化能量管理,高效运行;分时工作,自动怠慢停机,减少电机、泵空转能耗。

  ●整机的电液复合驱动,转速转矩复合控制,扭矩预测及扭矩直接控制,动力强劲,能耗低。

  ●对各种负值负载进行再生发电,基于动力锂电池能量的回收,提高整机能源利用率。

  ●采取540V高压的解决方案,降低电流,而且采用永磁同步电机,智能变转速控制,发热量极低,比异步电机节电20%。

  ●增程式的产品,利用削峰填谷优化发动机运行工况,减少发动机额定功率,提高了能量转换效率,有效降低了油耗和排放。

  华南重工全状态产品VS改装机

  ▌华南重工采用纯电动专用变速箱,没有液力变矩器,而且是智能自动换档,传动效率高。相反传统的液压传动变速箱,传动效率降低30%,需要变速泵,总体能耗高40%。

  ▌纯电动专用变速箱可以实现行走制动动能回收再生发电,提高能量利用率。而改装机变矩器不支持反向能量传递,没有动能回收功能。

  ▌纯电动变速箱液压系统独立驱动,泵/马达可相互转换,实现势能回收再生发电。而传统的液压泵靠变速箱取力口驱动,只有一个旋转方向,没有势能回收功能。

  ▌纯电动的变速箱多电机独立控制,灵活调节,自动怠速停机,减少能耗。而传统的电机始终处于运转状态。

华南重工庄钦河

  华南电动产品の投资回报

  以华南重工8吨挖掘机的使用成本对比为例,如下图:

华南重工庄钦河

  单从燃油消耗与电能消耗对比,可以节省燃料成本76%,而且还未包括节省的维保费用,柴油机要定期进行维护、更换机油和很多的一手件,这在电动化产品中都不存在。

华南重工庄钦河

  假设以一年工作两千小时为例,一年一台设备燃油费用可以节省6万多,加上维修保养费用基本上两到三年就可以回收附加的购置成本。

  随着排放法规的越来越严格,柴油车的购置和使用成本还会进一步上涨,国四排放一旦实施以后,除了柴油机的成本上升,还要加装一系列的后处理系统,这都会给我们的购置跟使用带来成本的上升,因此电动产品的对比优势进一步体现。

  华南重工电动化新产品

  目前,华南重工已经研发出包括挖掘机、装载机、叉车在内的5款新品,将来还会开发锂电池纯电动堆高机等一系列的新能源产品。

华南重工庄钦河

  ▌8吨 锂电池 纯电动轮式挖掘机

华南重工庄钦h河

8吨 锂电池 纯电动轮式挖掘机

  产品特色:

  双速静压传动行走系统。

  电机变转速和液压泵变排量自适应复合协调控制,提高最大作业能力。

  电子油门系统,操作简单,具有自动/手动两种模式,

  根据不同需求,可在重载、标准、经济工况下工作,兼顾高效和不同的操作习惯。

  ▌8吨 锂电池 纯电动履带式挖掘机

华南重工

华南重工

  产品特色:

  双速静压传动行走系统。

  电机变转速和液压泵变排量自适应复合协调控制,提高最大作业能力。

  电子油门系统,操作简单,具有自动/手动两种模式,根据不同需求,可在重载、标准、经济工况下工作,兼顾高效和不同的操作习惯。

  锂电池及电网双能源,延长续航时间。

  智能流量预测及控制,提高动作流畅性和作业效率。

  ▌25吨 锂电池 纯电动重型叉车

华南重工

  25吨 锂电池 纯电动重型叉车

  产品特色:

  大容量磷酸铁锂电池,安全、高效率、长寿命。

  行走独立电机驱动,电子油门系统,自动换档多档变速箱,兼顾各种工况。

  液压系统分布式多电机,高效率区间运行,适应重型叉车复杂工况,减少耗电量。

  行走制动动能、货物下降势能再生发电,基于锂电池能量回收,提高续航能力。

  工作装置全电控操作,多模式切换,搬运精确设备时更安全。

  ▌1.6吨 锂电池 纯电动装载机

  1.6吨 锂电池 纯电动装载机

  1.6吨 锂电池 纯电动装载机

  产品特色:

  大容量磷酸铁锂电池,安全、高效率、长寿命。

  行走和液压系统双电机驱动,电子油门系统,自动换档多档变速箱,兼顾各种工况。

  整机电液压复合驱动,动力强劲,爆发力强、作业效率高。

  行走制动动能回收再生发电,提高续航能力。

  ▌5吨 增程式 电动装载机

  5吨 增程式 电动装载机

  5吨 增程式 电动装载机

  产品特色:

  结合锂电池电力驱动和满足国IV排放柴油机发电,优化发动机运行工况,兼顾了低油耗、低排放和长续航。在轻载工况下也可工作在纯电动模式。

  行走和液压系统双电机驱动,电子油门系统,自动换档多档变速箱,兼顾各种工况。

  整机电液压复合驱动,动力强劲,爆发力强、作业效率高。

  行走制动动能回收再生发电,进一步降低油耗和排放。

责任编辑:孙凯旋

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