2024年4月2日，由中機科（北京）車輛檢測工程研究院有限公司指導，《工程機械與維修》雜志主辦，匠客工程機械承辦的“2024中國工程機械年度產品TOP50頒獎典禮”在北京盛大舉行。在工程機械產品發展（北京）論壇上， 沃爾沃建筑設備技術(中國)有限公司裝載機及路面機械整機平臺部門負責人孟瑩發表了題為《VOLVO L120-電動裝載機的技術升級之路》的精彩主題演講。

沃爾沃建(jian)筑設備(bei)技術(中國(guo))有限公司裝載機(ji)及路面機(ji)械整機(ji)平臺部(bu)門負責人 孟瑩

沃爾沃建筑設備在新能源(yuan)裝載(zai)機領(ling)域的(de)研發(fa)歷程

沃(wo)爾沃(wo)建(jian)筑設備過去很多(duo)年一直深耕電(dian)動化的研發。

在(zai)2017年，Volvo研發(fa)了首款(kuan)LX01混動(dong)(dong)裝(zhuang)載機。沃爾沃驗證了中型電動(dong)(dong)化平臺，以及混動(dong)(dong)技術在(zai)裝(zhuang)載機上的(de)應用。在(zai)經過了測試后，我(wo)們收獲了很多寶(bao)貴的(de)測試數據，但(dan)是(shi)從(cong)用戶總的(de)使(shi)用成本角(jiao)度出發(fa)，我(wo)們并沒(mei)有最終把這款(kuan)混動(dong)(dong)產品推(tui)向市(shi)場(chang)。然而(er)這(zhe)仍然是一次非常(chang)成功的嘗試，并(bing)為(wei)后續中型電(dian)動化(hua)平臺商業(ye)化(hua)打下(xia)了(le)堅實的基礎。

在2018年(nian)，推(tui)出了Volvo LX02，是(shi)沃爾沃在電動化路程中，推(tui)出的(de)(de)第(di)二款原(yuan)(yuan)型(xing)機(ji)。在這款原(yuan)(yuan)型(xing)機(ji)的(de)(de)基礎上(shang)，沃爾沃開(kai)發(fa)了緊(jin)湊電動化平臺，驗(yan)證(zheng)了技術和商業的(de)(de)可行性。在(zai)LX02的基礎(chu)上，沃爾沃于2022年正(zheng)式將L20/25在(zai)全球(qiu)范圍內(nei)推向市(shi)場。

L120裝(zhuang)載(zai)機是(shi)沃(wo)爾(er)沃(wo)最(zui)新量(liang)(liang)產(chan)的一款電(dian)(dian)動(dong)裝(zhuang)載(zai)機，集成了沃(wo)爾(er)沃(wo)多年(nian)在(zai)電(dian)(dian)動(dong)化道路上的技術積累，已經于2024年(nian)2月底首先在(zai)中國(guo)工(gong)廠開(kai)始量(liang)(liang)產(chan)，下一步(bu)(bu)將從中國(guo)開(kai)始逐步(bu)(bu)擴(kuo)展(zhan)到全球市場。

沃爾沃L120 電動裝載機

當今世(shi)(shi)界正在向綠色可(ke)持續新能源轉變。 作為沃爾沃集團的一(yi)員(yuan)，我們(men)致力于(yu)建設(she)我們(men)想(xiang)要生活的世(shi)(shi)界——一(yi)個以(yi)可(ke)持續、高效與和平(ping)的方式取得(de)進步的世(shi)(shi)界。 我們(men)堅信，通過(guo)優先考慮(lv)可(ke)持續實踐，不僅可(ke)以(yi)為更(geng)美好的未來做出貢(gong)獻，還可(ke)以(yi)為企業帶來長期的成功(gong)和繁榮。

沃(wo)(wo)爾(er)沃(wo)(wo) L120 電(dian)動裝(zhuang)載機(ji)(ji)就是最好(hao)的(de)(de)(de)證(zheng)明，它兼顧可持續發(fa)展和致(zhi)力(li)于客戶的(de)(de)(de)商業成(cheng)功(gong)。 該機(ji)(ji)器以(yi)其卓(zhuo)越(yue)的(de)(de)(de)能(neng)源效率、卓(zhuo)越(yue)的(de)(de)(de)生產率以(yi)及更安全(quan)、舒適的(de)(de)(de)操(cao)作脫穎而出。 它顯著(zhu)降低了TCO（用(yong)戶總(zong)使用(yong)成(cheng)本），并加快了投資回報。 選擇(ze)沃(wo)(wo)爾(er)沃(wo)(wo)的(de)(de)(de)電(dian)動裝(zhuang)載機(ji)(ji)就等于選擇(ze)了更環保、更具成(cheng)本效益(yi)且高性能(neng)的(de)(de)(de)解決方案(an)。

更省

在我們的能(neng)耗(hao)測(ce)試中，沃爾沃L120電(dian)動(dong)裝(zhuang)載(zai)(zai)機(ji)的效率更(geng)高，每度電(dian)可(ke)以裝(zhuang)載(zai)(zai)高達13噸物料, 同期測(ce)試其(qi)他競(jing)品不超(chao)過10噸。

如何計算油(you)(you)車(che)換成(cheng)電(dian)車(che)的(de)(de)成(cheng)本對比(bi)，最主要的(de)(de)參(can)數之一就是(shi)單位時間內(nei)，同等(deng)生產力前(qian)提下(xia)的(de)(de)油(you)(you)電(dian)比(bi)，也就是(shi)多少度電(dian)耗(hao)等(deng)同于(yu)每升柴油(you)(you)的(de)(de)消耗(hao)。測試結(jie)果顯示，沃爾(er)沃120電(dian)動(dong)裝(zhuang)載(zai)機(ji)和國內(nei)競品油(you)(you)車(che)的(de)(de)油(you)(you)電(dian)比(bi)能夠達到2.5，也就是(shi)2.5度電(dian)可以(yi)等(deng)同于(yu)1升柴油(you)(you)的(de)(de)生產力。而競品的(de)(de)油(you)(you)電(dian)比(bi)在(zai)3左右。

省，不止于省

通過速度踏(ta)板(ban)與制動(dong)踏(ta)板(ban)的結合(he)，使用智能(neng)主(zhu)動(dong)能(neng)量(liang)回收(shou)系統(tong)。

更快

在電動(dong)化時代，變(bian)速箱(xiang)依舊是(shi)核(he)心零部件。沃(wo)爾沃(wo)集(ji)重新(xin)設計了的(de)(de)電動(dong)變(bian)速箱(xiang)，并未(wei)做任(ren)何硬(ying)件和功(gong)能(neng)的(de)(de)裁剪(jian)，在完(wan)全(quan)繼承了傳統變(bian)速箱(xiang)的(de)(de)優(you)勢前(qian)提下，配合電機(ji)控制，開(kai)發(fa)了動(dong)力(li)換擋技術，換擋更加平順舒(shu)適，并保證動(dong)力(li)無(wu)中斷，無(wu)沖擊(ji)，無(wu)論是(shi)從性(xing)能(neng)、可靠性(xing)以及零部件壽命，都值得信(xin)賴。

與(yu)競(jing)品選用市場供(gong)(gong)應商提(ti)供(gong)(gong)的(de)通(tong)用低速(su)大扭矩永(yong)(yong)磁(ci)同步(bu)圓(yuan)線(xian)電機完(wan)全不同的(de)技術(shu)路線(xian)，沃(wo)爾沃(wo)電動裝(zhuang)載機選用了和沃(wo)爾沃(wo)卡車聯合開發，并具(ju)有知識產權的(de)高(gao)速(su)永(yong)(yong)磁(ci)同步(bu)扁線(xian)電機，更加適合大負(fu)荷(he)重載工況。

相比之(zhi)下，沃爾沃的電機(ji)能量(liang)密度(du)更(geng)(geng)(geng)高(gao)，效(xiao)率更(geng)(geng)(geng)是高(gao)出10%以上。而(er)且調速性能更(geng)(geng)(geng)好、動力(li)輸出更(geng)(geng)(geng)加(jia)平順、能量(liang)回收效(xiao)率更(geng)(geng)(geng)高(gao)。最(zui)重要的是更(geng)(geng)(geng)加(jia)適應(ying)于(yu)裝(zhuang)載機(ji)的大(da)驅(qu)動力(li)工(gong)況(kuang)，不容易產生大(da)扭矩、大(da)負(fu)荷(he)情況(kuang)下的高(gao)溫保護故(gu)障。

更懂你

短循環的工況(kuang)中，新的傳動(dong)(dong)動(dong)(dong)力(li)系(xi)統，軟硬件結合，使(shi)得整車在(zai)不切斷動(dong)(dong)力(li)的前提下，利(li)用智能能量回收為(wei)整車減速，從而實現前進(jin)/后退(tui)快速并平穩地切換(huan)(huan)，實現順暢的動(dong)(dong)力(li)換(huan)(huan)擋。

無(wu)感(gan)式(shi)的動力換擋，并且保證(zheng)(zheng)不(bu)會對傳動系統產生沖擊(ji)，保證(zheng)(zheng)了(le)傳動系統壽命的同(tong)時提高生產力。在(zai)車(che)輛上下坡的(de)過程(cheng)中實(shi)現自動姿態識別，并通過電機能量回收的(de)方式自動降(jiang)低車(che)速(su)，實(shi)現下坡緩行。讓(rang)駕駛員在滿載上下坡，或者進行堆料(liao)作業施工(gong)時，不用一直踩住剎(cha)車(che)(che)，或者因操(cao)作不當誤松剎(cha)車(che)(che)，導致向后(hou)快(kuai)速溜車(che)(che)造成的(de)(de)整車(che)(che)傾(qing)覆的(de)(de)安(an)全隱患。保證(zheng)了安(an)全，提高了生產率。

電動裝載機未來技術路線(xian)的探討

電動化(hua)和系(xi)統的(de)效率提升相(xiang)(xiang)互依存，相(xiang)(xiang)互促(cu)進的(de)過(guo)程(cheng)

只有電(dian)(dian)動化(hua)(hua)，沒有效率的(de)(de)提升，是不行的(de)(de)。電(dian)(dian)動化(hua)(hua)通過能(neng)量回收，實(shi)現按需供電(dian)(dian)，降低怠速損失。電(dian)(dian)動化(hua)(hua)未來的(de)(de)適(shi)用(yong)范圍擴大，設備有更低的(de)(de)總使用(yong)成本。裝載機在電(dian)動(dong)化過程中，最大的(de)效(xiao)率提(ti)升是動(dong)力源的(de)熱(re)效(xiao)率提(ti)升，從(cong)內燃機的(de)35%左右的(de)熱(re)效(xiao)率能夠提(ti)升至85%-95%。另(ling)外裝(zhuang)載機電動(dong)化的天然優勢(shi)，是可以取消原先柴油裝(zhuang)載機上的液力(li)變矩(ju)器，從而大(da)幅度提高整個傳(chuan)動(dong)系統的效率。

但(dan)是，從我們對(dui)目(mu)前整(zheng)個電動裝載(zai)機市場的了解，目(mu)前大多數廠家(jia)還(huan)依(yi)舊(jiu)忽視了液壓系統的效率(lv)提升，依(yi)舊(jiu)保持了老式的定量泵(beng)系統。

低(di)速大扭矩(ju)動力總(zong)成向高速電機動力總(zong)成過渡

低速(su)(su)大(da)扭(niu)矩電機(ji)方案，可(ke)以配合現(xian)有的機(ji)械傳動(dong)(dong)(dong)箱快(kuai)速(su)(su)完成油改(gai)電的部(bu)署，在電動(dong)(dong)(dong)卡車和(he)電動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)載機(ji)目前應用(yong)廣泛(fan)。但(dan)是電動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)載機(ji)不同(tong)于(yu)電動(dong)(dong)(dong)卡車，電動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)載機(ji)需(xu)要經(jing)常(chang)處于(yu) “ 堵(du)轉(zhuan) ” 狀(zhuang)態下工作，這就對低速(su)(su)大(da)扭(niu)矩電機(ji)在散熱和(he)效率端(duan)提出(chu)較(jiao)大(da)的挑戰(zhan)。

不同于(yu)低(di)速(su)(su)電機方(fang)(fang)案(an)，高速(su)(su)電機動(dong)力(li)總成方(fang)(fang)案(an)從額定轉速(su)(su)1500轉，提升至7500轉以上。調速(su)(su)更(geng)(geng)(geng)快，高效(xiao)率范(fan)圍(wei)更(geng)(geng)(geng)廣，能(neng)量密度更(geng)(geng)(geng)高，更(geng)(geng)(geng)適合裝載機的 “ 堵(du)轉 ” 工況，以及(ji)給更(geng)(geng)(geng)高效(xiao)率的動(dong)能(neng)回收提供了(le)技術(shu)可行(xing)性(xing)。其(qi)技術(shu)難點(dian)是，需要配(pei)合更(geng)(geng)(geng)加復雜的高速(su)(su)變速(su)(su)箱(xiang)方(fang)(fang)案(an)，以及(ji)高度集(ji)成的動(dong)力(li)總成控制策略。

圓線(xian)電機(ji)向扁線(xian)電機(ji)過度

扁線電機(ji)的高效率(lv)區間相(xiang)比圓線電機(ji)明顯(xian)更(geng)(geng)大，這使(shi)得整車在更(geng)(geng)大的調速區間內(nei)都具備更(geng)(geng)高的效率(lv)。

液壓(ya)系統效率(lv)提升

在傳(chuan)統(tong)油車(che)時代，由于發動機作為單一動力(li)來源，這就制約(yue)了(le)動力(li)源的數量(liang)，另外由于在裝載機產品上，需要同時兼(jian)顧行走系(xi)統(tong)和液(ye)壓系(xi)統(tong)，這更加限制了(le)液(ye)壓系(xi)統(tong)必(bi)須要通過(guo)泵(beng)控+閥控的方式。

目(mu)前國內市面上的(de)裝載機，很多還(huan)停(ting)留在(zai)定量泵(beng)為(wei)主要動(dong)力源(yuan)的(de)方案(an)。這將更加顯著地(di)降低了系統(tong)效率。

我們認為，未來電動裝(zhuang)載(zai)機(ji)，液壓(ya)系(xi)統會(hui)最終走向分體式電控液壓(ya)系(xi)統，調速由泵控和(he)閥控改為電機(ji)調速控制為主，泵控為輔，并(bing)逐步取(qu)消節(jie)流控制，鏟斗(dou)卸料和(he)大臂(bei)下放的能量回收會(hui)成為可能。

更加高效(xiao)的整車熱管理系統

在油車時代，熱管理(li)的主要(yao)內(nei)涵(han)是(shi)散熱，而制熱成(cheng)本相對低廉。在電動時代，制熱由于功(gong)耗(hao)大，成(cheng)了(le)續航和效率提升的主要(yao)難點(dian)之一。

如何設計(ji)一(yi)(yi)套適合裝載機的(de)、更(geng)加高(gao)效的(de)整車熱管理系統(tong)，是另一(yi)(yi)個技術迭代熱點。主要(yao)的(de)思路轉變是，我們要(yao)從單(dan)純的(de)制熱+散熱的(de)思路，逐(zhu)步轉向為如何更(geng)加高(gao)效地在(zai)不同(tong)系統(tong)之間搬(ban)運熱量(liang)。

車互聯+車輛智能(neng)后臺管理系統/產品+服務

在電動化時代，車(che)互聯網已然是必備基(ji)建。然而(er)如(ru)何(he)用好(hao)數據、服務好(hao)用戶是關鍵。

遠(yuan)程故(gu)(gu)(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)+智能故(gu)(gu)(gu)障(zhang)預(yu)測。5G車聯網的(de)應用(yong)，更高的(de)數(shu)據通道，會使遠(yuan)程故(gu)(gu)(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)陸續成為服務的(de)標配(pei)。關鍵數(shu)據的(de)實時監(jian)控，配(pei)合后(hou)臺算法(fa)，可以使故(gu)(gu)(gu)障(zhang)隱(yin)患被提前發(fa)現，驅(qu)動設備(bei)從(cong)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)維修向故(gu)(gu)(gu)障(zhang)預(yu)處理轉型。租賃商客(ke)戶對于設備(bei)數(shu)據監(jian)控以判斷(duan)各種工況的(de)設備(bei)運行狀況，有非常直接的(de)需求。

充(chong)電(dian)(dian)規劃(hua)+場景服務。目前，絕大多數用戶(hu)是(shi)由(you)油車(che)用戶(hu)轉型而。電(dian)(dian)動化(hua)，對(dui)用戶(hu)是(shi)新體驗、新應用，特(te)別是(shi)在充(chong)電(dian)(dian)規劃(hua)和充(chong)電(dian)(dian)管理方面。應用好設備數據，為(wei)用戶(hu)量(liang)身打造(zao)充(chong)電(dian)(dian)補能(neng)方案，提供(gong)更經(jing)濟的充(chong)電(dian)(dian)策(ce)略是(shi)關(guan)鍵。

智(zhi)能駕駛

LX03是沃爾沃建筑設備于2021年開發的(de)新(xin)一代(dai)無人駕(jia)駛平臺(tai)。在(zai)現有電動平臺(tai)的(de)基礎上(shang)，我(wo)們(men)將來(lai)會焦距智能無人駕(jia)駛在(zai)裝載機產(chan)(chan)品線上(shang)的(de)創新(xin)。目前，我(wo)們(men)已經把(ba)其(qi)中智能輔(fu)助駕(jia)駛部分陸續應用至現有產(chan)(chan)品線。

未來可期(qi)，敬請(qing)期(qi)待……