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      電氣化引發移動液壓市場的技術復興

      2022-08-13 09:29 性質:原創 作者:DDing 來源:中國叉車網
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      隨著汽車電氣化進程的加快,液壓系統的作用正在被更多的關注。在電氣化結構中,電池壽命是最重要的,而液壓系統在傳統上是一種耗能的技術。因此,液壓系統的改進...

      隨著汽車電氣化進程的加快,液壓系統的作用正在被更多的關注。在電氣化結構中,電池壽命是最重要的,而液壓系統在傳統上是一種耗能的技術。因此,液壓系統的改進是使電氣化車輛的電池壽命更長的關鍵。在這種情況下,人們可以說液壓技術的復興正在進行中,Interact Analysis的工業研究分析師Brianna Jackson說。

      到目前為止,汽車制造商已經探索了各種解決方案,旨在提高其車輛的效率。在液壓系統中,這些變化從采用新技術到重新設計整個系統都有。通過對這些新部件和系統的試驗,有一點是非常清楚的:通過液壓系統提高車輛效率不會是一個適合所有情況的解決方案。車輛尺寸、操作條件、工作周期和應用所需的控制程度等因素,決定了有關解決方案的可行性。隨著汽車制造商努力實現其電氣化目標,在效率和實用性之間取得平衡時,必須牢記這些因素。

      在這篇見解中,我們概述了傳統的液壓架構在非公路車輛電氣化之后所面臨的挑戰,以及在此背景下新興液壓技術的利弊。

      為什么必須改變現狀?

      傳統液壓系統的優勢一直是能夠以極低的成本實現無與倫比的功率密度。從汽車OEM的角度來看,這種優勢是如此之大,以至于液壓系統的效率成了一個事后的考慮。雖然汽車OEM并沒有迅速消除甚至改變他們設計中的這一久經考驗的技術,但一個事實正在變得清晰:液壓系統將需要大幅提高能源效率以適應電氣化。

      一些汽車制造商已經開始對其產品組合中的某些部分進行電氣化,并在評估液壓系統的重新設計方面取得了重大進展。電動化開始出現的一個例子是電動小型挖掘機。我們估計,在2021年,出售給該類型車輛的液壓系統市場約為16億美元。鑒于其規模,這些車輛將成為新液壓技術的肥沃試驗場。迷你挖掘機的電動化速度如下。

      液壓技術--小型挖掘機的電氣化機電式執行器

      今年早些時候,山貓推出了他們的電動小型履帶式裝載機-T7X。該電動履帶式裝載機是與穆格建筑公司合作的結果。除了其電動動力系統,該車最有趣的設計特點之一是用滾珠絲杠機械執行器取代了液壓油缸。如上所述,機電執行器與液壓執行器相比,在維護方面具有優勢。然而,取代液壓缸的最緊迫的制約因素是功率密度的損失。盡管在對功率密度要求較低的應用中,機電執行器提供了諸如更嚴格的控制和更少的噪音等好處。此外,在電氣化車輛中,去除液壓系統可以簡化整體設計。

      在我們最近的洞察力中,我們概述了用機電執行器取代液壓缸的最佳使用案例。這些使用案例包括材料處理部門的車輛,如高空作業平臺和遠距離搬運車。然而,建筑行業也可能看到更多采用機電推桿。在正確的應用中,用機電驅動取代液壓驅動可以降低總擁有成本(TCO),因為節省了燃料,減少了維護成本,以及實施綠色技術帶來的稅收補貼。

      效率的一步改變

      多年來,數字液壓技術一直是一個備受討論的話題。數字液壓技術的名稱來自于該技術中使用的快速開關閥。這種技術在取代傳統的液壓元件時,往往能帶來明顯的高效率。在過去的幾年里,我們已經看到市場上發布了各種數字液壓解決方案。

      在2020年底,沃爾沃宣布與Norrhydro合作,生產電動挖掘機。Norrhydro的專利技術,即NorrDigi系統,具有一個多腔的數字液壓執行器。這種模塊化系統通過取消主控制閥和縮短所需的軟管長度,大大減少了材料清單。數字液壓系統帶來的更高的效率也支持更長的電池壽命,這是電動挖掘機成為實用解決方案的關鍵。

      數字液壓領域的另一個例子是丹佛斯被廣泛討論的數字排量泵(DDP)。這種泵已被證明可以將內燃機驅動的車輛的燃油效率提高30%。雖然市場對DDP的看法仍在發展中,但作為傳統液壓技術的后繼者,該技術很有前景,丹佛斯已經鞏固了自己在數字液壓領域的早期地位。

      數字液壓技術提供了更高的效率,同時在很大程度上保持了傳統液壓結構。出于這個原因,我們相信該技術在移動液壓領域具有持久的力量。通過保持傳統架構,可以避免其他解決方案(如機電執行器)所面臨的許多缺點。我們預計,隨著非公路車輛市場向電氣化發展,將有更多的數字液壓技術被引入。

      電-液驅動

      電-液驅動涉及到每個執行器由其自己的專用泵和電機驅動。這減少了閥門的節流損失,該技術的模塊化性質在許多情況下簡化了機器的維護。此外,動力系統與工作功能的分離簡化了電動化的機器設計。電動液壓執行器的一個例子是Bucher的HELAXsystem。據Bucher稱,該系統的效率明顯高于傳統的驅動系統。它實現這種高效率的方法之一是通過能量再循環過程。在傳統的液壓系統中,需要一個蓄能器,而HELAX能夠通過驅動系統的電動馬達將能量再生到電池中。

      電動液壓解決方案的主要缺點是前期成本增加,比傳統的液壓驅動系統高出幾個數量級。然而,就長期的總擁有成本而言,更高的效率可以大大降低總運營成本。出于這個原因,電液結構作為電氣化的一種手段,正在繼續獲得許多汽車制造商的興趣。

      最后的思考

      電氣化無疑已經撼動了成熟的移動液壓系統市場。雖然沒有一個明確的前進方向,但很明顯,優化車輛效率的一刀切的解決方案并不存在。非道路市場中的各種車輛、應用和要求將繼續挑戰移動液壓供應商。然而,這也將為供應商提供創新的機會,因為汽車OEM廠商競相將他們的車隊電氣化。

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