电动工程机械的现状及展望

电动工程机械的现状及展望

耿洪喆

 江苏四方清洁能源装备制造有限公司   江苏 徐州   221000

摘要：随着我国机械化技术的快速发展，在各行各业中广泛应用，在发展过程中，节能理念深入人心，工程机械电动化的步伐加快，工程机械龙头企业为抢占先机，加速了电动产品的布局。电动工程机械有着广阔的发展前景，但电池的耐用性低及购机成本大制约着电动工程机械的快速发展。为推进电动工程设备的发展，需加快电池原材料及技术的突破，提升电池容量、密度和安全性，消除购买者在电动产品技术层面的顾虑。尝试“车电分离”的销售方式，期待政府对工程机械电动产品实行一定补贴，减少用户的够机成本。

关键词：电动工程机械；现状；展望

引言

随着国家对非道路移动机械排放要求的日渐严格和新能源技术的日趋成熟，轮式挖掘机等工程机械的应用和普及逐渐加大，工程机械电动化浪潮快速来袭，各主机厂对驾驶员驾驶舒适性的要求也越来越高，由于缺少了内燃机噪声的遮掩效应，变速器的噪声、振动与声振粗糙度（Noise,Vibration,Harshness,NVH）性能对整车的影响也越来越突出，进一步降低齿轮传动的振动噪声变得十分重要。

1工程机械电动产品发展现状

1.1工程机械

龙头企业电动产品布局加快2020年9月22日，中国在第75届联合国大会上正式提出2030实现碳达峰、2060实现碳中和的目标。围绕“双碳”目标，中国工程机械龙头企业加快了新能源的布局，力争领跑新能源、电动化产品发展潮流。在企业战略层面，国内龙头企业将电动化、新能源提高到了一个全新的高度。三一提出“公司全面推进主机产品电动化及相关核心技术开发，致力于打造高品质、低电耗、高体验的电动化产品，全面开启电动化转型，引领行业电动化趋势。”徐工提出“不断构建绿色研发动力引擎，加大先进节能环保技术、工艺和装备的研发力度，持续领跑新能源、电动化产品发展潮流”。中联重科坚持“技术是根、产品是本”的企业发展理念，实施产品数字化、智能化、绿色化融合创新，打造行业领先技术和高端产品，加速推进新能源技术及产品开发，支撑公司新数字、新材料、新能源三大业务板块快速发展。

在资源配置方面，为助力电动化转型，国内龙头企业加紧电动产品机构及人员的组建，加大在新能源方面的投资。三一在2021年成立新能源技术委员会，各事业部均成立专门的电动化科研团队与子公司；2022年上半年，组织机构进一步完善，电动化研发团队快速增长，电动化研发人员超1600人。徐工电动设备人员增加，2022年9月拥有纯电动装载机服务工程师214名。柳工在2022年重新组建电动技术与产品研究院。2022年是国内龙头企业投巨资布局新能源的重要年份，在这一年三一集团分别注资１亿元成立三一锂能有限公司与三一氢能科技有限公司；中联重科５亿元成立新能源开发有限公司；徐工与弗迪电池签约成立合资公司，预在徐州经开区投资百亿级的电池项目；柳工与宁德时代签十年战略合作协议，加速工程机械电动化转型。

2对发展电动工程机械的建议与看法

2.1电池原材料、技术不断突破，电池容量、密度和安全性

提升电池原材料方面，目前电动工程机械锂离子电池正逐步替代铅酸电池，而钠离子电池电芯能量正逐渐接近磷酸铁锂电池，且在极寒地区具有耐低温的突出优势，将为动力电池提供更多的选择可能性。电池技术方面，大圆柱4680动力电池依靠“无极耳”池安全问题。的创新性结构设计，推动了动力电池的技术突破，有望未来５年带动相关市场实现0到1到Ｎ的快速增长。在安全方面，动力电池电解液正在由液态电池到半固态电池最终固态电池的方向演进，根据亿欧智库判断最早2023年半固态电池可批量搭载于乘用车，而2030年左右固态电池的技术应用将彻底解决电

2.2探索电动工程机械营销模式的转变

当前电动工程机械的购机成本高，以及对电池寿命的顾虑制约了客户的购买行为。为解决客户的顾虑，有企业尝试“车电分离”的销售方式，即车身按购买形式，电池按租赁形式提供使用。如一台电动装载机原价格100万，现在只购置机身50万就可以了，后续的电池使用按租赁的形式，这样可大幅减少首次购机成本。电池可以短租或长租，长租可以达５年，每月支付租金。为了降低用户的购车压力，当前不少新能源汽车品牌推出了“车电分离”的购车方案。相信不久的将来，这种“车电分离”的购车方案将会在工程机械行业推广。或者尝试“整车租赁形式”，每月支付租金获取机子的使用权。因电动工程设备的获取成本高但是使用成本低，所以市场极易倾向租赁业务。

3电动工程机械发展前景展望

电动工程机械取代现有燃油机械是趋势，电动工程机械有着广阔的发展前景，主要原因有以下３点：第一，全球加快能源转型，节能减排势在必行。2022年11月，亚太电协CEO会议精神：亚太地区18个国家和地区将加强国际合作，深化能源互联互通，联合制定绿色电力走廊框架，进一步推动能源转型，确保到本世纪中叶，亚太地区可再生能源占比达2／3以上。国际能源署的数据显示，2020年３月以来，全球有67个国家出台了清洁能源支持政策。其中欧盟提出了应对气候变化的一揽子计划，宣布在2030年前将可再生能源在能源结构中的比重提升至４５％。美国出台了《通胀削减法案》，旨在推动本土清洁能源发展，助推既定目标落地。印度、日本、韩国、巴西等国家也相继宣布了可再生能源发展目标。电动工程机械具有零排放、低噪声的特点，发展纯电动设备产业，渐已成为世界各国解决能源短缺、降低环境污染的首选途径。

第二，电动工程机械经济效益优势明显。从产品的全生命周期来看，相比于传统工程机械，电动化工程机械的综合成本更低。虽然当前电动工程机械的购机成本较高（电池成本），但其使用端成本较燃油工程机械有较大优势，节约的成本完全可以覆盖购置端成本。以装载机为例，市场上纯电动装载机价格在８０万元左右，燃油装载机售价35万元左右，测算５年周期内，纯电动装载机运营费用108.9万元以上，燃油装载机运营费用276.2万元以上，完全可以覆盖购置端45万的差价。而且随着锂电产业链不断成熟，电池成本进一步下降，未来购机成本必然下降。

第三，电动工程机械的研究与应用进入到新的发展阶段。事实上，当新能源汽车已经遍布中国的时候，工程机械也在悄悄进行变革，逐步用电机代替了柴油机。目前我国新能源工程机械的渗透率不足1％，对比市面上超过20％的新能源汽车透率，还拥有巨大的成长空间。因此除了国内工程机械龙头企业加紧布局电动设备，其它一些创业公司也加入了进军电动工程机械领域。随着“三电”技术逐步成熟，未来新购置的电动工程机械将增多，加之我国是工程机械生产和使用大户，目前设备保有量约900万台，工程机械电动化的确是一个待渗透的万亿级市场。

结束语

当前，我国工程机械电动化处于发展的关键阶段，龙头企业在关键技术、产品研发、技术验证与工业性试验、产业链构建等方面取得了一定进展，部分企业电动化产品经过一定的考核、试验、改进，开始进入工程应用在我国工程机械电动化处于发展的关键阶段，给与购买者一定的补偿，能够加速电动机械推向市场的步伐。

参考文献

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[2]郭锐．浅析工程机械新能源应用现状与发展趋势[J]．工程机械与维修，2019（04）：41．

[3]晏成林．聚焦高比能长续航耐低温锂电池系统[J]．高科技与产业化，2023（02）．