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20余款产品应用,盘毂强势入局新能源工程机械

发布时间:2024.11.27

时隔四年,全球工程机械行业最顶端的展览会——2024上海宝马展(BAUMA CHINA 2024,以下简称“BAUMA展”)强势回归,“追光而遇,万象生辉”,来自全球32个国家和地区的3400多家参展企业会聚上海,数以万计的创新产品与尖端技术重装登场,规模之盛,前所未有。

电动化浪潮席卷下,工程机械行业也和此前新能源汽车的发展一样,迫切关注电池、电驱、电控等核心“三电”技术的发展和应用。在本届宝马展上,体积小、重量轻、效率高的轴向磁通电驱动系统,成为热门之选,被各种各样的工程机械设备搭载应用,为行业的电动化技术发展提供核心动力。

相对于同功率的传统驱动电机,轴向磁通电机的体积和自重下降50%左右,这意味着其可以“在同样的布置空间内,提供高出一倍的功率输出”,满足工程机械设备作业时所需要的大扭矩、大功率需求;同时,盘毂轴向磁通电机的效率MAP达到双90,能够为用户提供更大的节能降本价值。

高效降本|轴向磁通电机“油改电”,装载机三年多赚100万!

数据证实,装载机已经成为工程机械电动化的排头兵。中国工程机械工业协会数据显示,今年1-10月,我国共销售电动装载机9361台,渗透率达到10.38%,同比增幅高达269.3%,渗透率约为去年同期的3.5倍。

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相对于燃油车型,电动装载机的生产作业效率更高、使用成本更低、且可搬运的物料重量更大。而采用轴向磁通电驱动系统,在90%以上工况可以达到90%以上的工作效率,成本节省的效果更好;而对于目前装载机领域风靡的“油改电”,采用轴向磁通电机方案,电机外侧过度法兰直接连接液力变矩器,无需改动原有发动机舱,无需增加额外的悬置点,整体改动量更小、改造周期更短,常规工况下,一台5吨装载机“油改电”后,三年可节约整体使用成本约100万元,而且还能大大强化发动机和整车的使用寿命。

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目前,盘毂轴向磁通电驱动系统在装载机领域已完成多地区、多产品搭载应用。福建省某客户使用盘毂方案做完一台5吨装载机“油改电”并测试验证后,立即追加了三台订单,“采用盘毂轴向磁通电机‘油改电’以后,比之前的燃油装载机省了一大笔钱!”

全能全驱|轴向磁通电驱动,加速挖掘机新能源化进程

挖掘机领域,轴向磁通电驱动系统可广泛适用于充换电一体式挖机、柴油增程、甲醇增程、以及混合动力等多种技术路线。

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应用在充换电一体式挖掘机上,“轴向磁通电机比同功率径向磁通电机体积下降50%”的特点和优势,使得其在整体布置设计上更加灵活,空间富余量更大, 而且具备快速释放扭矩的特性,响应速度更快、控制精度更好、作业效率更高,单在维护保养方面的成本就降低了30%多;

在增程式和混合动力挖掘机上,“盘毂轴向磁通电机在90%以上的工况可以达到90%以上的工作效率”,能够在更多工况下实现发动机和发电机高效区间的叠加效应,达到更高的油电转换比,同时在高温、高寒、高原等极端环境下也有很好的适应性,表现出色。

稳定可靠|轴向磁通电驱动矿卡,人停车不停,三年稳定运行

早在数年前,盘毂就已经在探索轴向磁通电驱动在新能源矿卡领域的应用,并在华东、华中、华北、西北等多个区域的矿山进行产品应用和实践,在本届BAUMA展上,应用轴向磁通电驱动的矿卡车型开始蔓延。

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相对于径向磁通电机,盘毂轴向磁通电机的启动扭矩更大、在低转速时也可输出大功率、大扭矩,——数据显示,在采用同平台控制器的情况下,盘毂轴向磁通电机的持续扭矩提升11%。持续功率提升16%,而且具备快速释放扭矩的特性,响应速度更快、控制精准性更强,爬坡和脱困能力更强。

华中地区某矿山车队负责人表示,“采用盘毂轴向磁通电驱动矿卡三年多,人停车不停地连班运行,基本没有听说过因为电机故障产生车辆停运,可靠性和稳定性非常强!我们用这批车型做无人驾驶车队,表现也比普通车要好得多。”

小而强悍|轴向磁通电驱动,加速混凝土搅拌车开往绿色未来

随着国家“双碳”战略的持续推进,以及生产端和使用端对于环保和经济性的一致要求驱动下,混凝土搅拌车电动化趋势也将更加明显。无论是燃油搅拌车还是纯电动搅拌车,轴向磁通电驱动系统正在成为混凝土搅拌车上装的主流配置。

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对于燃油搅拌车,轴向磁通上装电驱动可以完全替代传统液压装置,实现发动机动力和搅拌罐动力的分割。无论是在车辆装料、卸料,还是正常行驶的过程中,搅拌罐的转动动力全部由系统自带的动力电池舱提供,不再占用发动机动力,车辆怠速等候期间,车辆熄火不影响罐体转动,不影响空调使用,从而能够大幅降低燃油消耗;同时,在车辆行驶过程中,系统自动收集发动机的富余动力为电池充电;

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对于电动搅拌车,盘毂轴向磁通电机直接驱动搅拌罐,省去中间传动机构,大幅提升系统整体效率,减少能量损耗;电驱动系统自重仅有31公斤,而且它的悬臂更短,和上装罐体的链接更稳,对罐体的影响更小;效率MAP双90,在各种工作条件下都能保持高效运行,显著降低能耗。

目前,搭载盘毂轴向磁通电驱动上装系统的混凝土搅拌车已在全国多个区域、多个城市实现批量运营,展现出了强大的市场影响力,为各搅拌车用户带来更高效、更节能、更环保的生产方式,也为商砼行业的绿色低碳发展注入了强大、创新的动能。

核心引擎|轴向磁通电驱动,塑造道路机械电动化标杆新力量

压路机、铣刨机、摊铺机等道路工程机械车型,在加快推进电动化的进程中,对于电机和电驱动的要求更加多样化、个性化。

比如道路施工中必需的钢轮压路机,其最核心的部件——钢轮,既是工作轮又是行走轮,需要驱动电机能够输出强大的扭矩和力量,同时又要求电机的轴向尺寸不能超过整车宽度。在此情况下,采用轴向磁通电机比径向磁通电机明显更加适配。

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以盘毂ICS188K电机为例,其峰值输出功率达到188kW,峰值输出扭矩达到800N·m,但是电机轴向尺寸仅为164.5mm,比同功率径向永磁同步电机缩短了2/3以上,同时其自重仅有65kg,高效区间也更大,在能耗和续航上的表现也会更好。

铣刨机和摊铺机面临的情况和压路机比较相似。在采用电机直驱的方式满足车辆行走和同步作业的需求下,要求电机的功率和输出扭矩足够强劲、但是驱动单元的轴向尺寸不能超过整车宽度,布置空间非常受限,体积小、效率高的轴向磁通电机几乎成为必选项。

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在本届BAUMA展上,徐工、三一等多个工程机械制造厂商在道路机械电动化车型上,都采用了轴向磁通电机作为核心驱动,为该领域的发展提供了很好的参考和借鉴。

超级节省|轴向磁通增程器发电机,让每一滴油多发一些电

得益于轴向磁通电机体积小、重量轻、效率高的典型优势和特点,以及其在外观造型上类似圆盘的设计,使得轴向磁通电机在增程器领域拥有比传统径向磁通电机更加明显的优势。

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轴向磁通电机可以与发动机飞轮壳充分匹配,轴向尺寸缩减2/3以上,整体结构更加紧凑、轻量化;另外盘毂轴向磁通电机的效率MAP达到双90,在90%以上工况可以达到90%以上的工作效率,更利于建立发动机和增程器发电机高效区的叠加效应,让每一滴油都能发出更多的电。

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本届BAUMA展,包括工程机械行业领军企业——徐工集团在内,多家厂商都展示了采用盘毂轴向磁通电机的增程器产品,覆盖100kW-250kW多个功率段、多种规格型号,可以满足更多产品、更多工况的应用需求,为用户提供更加契合的定制化解决方案。

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此外,在展会现场,混凝土搅拌运输车、履带底盘、起重机、轮毂驱动系统等各类整车和零部件产品上,轴向磁通电驱动方案的应用也越来越多,关注度也越来越高。

工程机械电动化的浪潮势不可挡,国产技术的竞争力日益提升,今年的BAUMA展再次印证了这一观点。作为电机和电驱动领域“新质生产力”的代表,盘毂以轴向磁通电机的应用为基础,为工程机械领域的各类产品、各个场景提供具有颠覆式价值升级的创新解决方案,为产业创新发展提供更加强大的驱动力量。

盘毂期待和各界合作伙伴一起,共同推进电驱动产业的技术革命。