国家提出“双碳”目标，展示了我国坚持绿色发展的决心，以燃油等传统能源动力为主的工程机械行业将迎来全新挑战，工程机械电动化发展已箭在弦上。国机集团中国福马机械集团有限公司（以下简称“中国福马”）顺应行业发展趋势，集中技术和资源优势，持续向工程机械动力源的电动化方向迈进。
市场需求促进工程机械电动化
据统计，我国非道路移动机械的保有量仅为机动车的1/6，但其碳氧化物、颗粒物年排放总量与机动车相当。作为碳排放大户的工程机械行业，在促进“双碳”目标实现的过程中，需要不断优化能源结构，推动绿色环保技术、相关零部件和产品的研发，量产绿色环保的新能源动力产品。
工程机械行业在能源转型方面不断尝试探索，天然气、电能、氢能等新能源产品相继问世，而纯电动工程机械产品凭借零排放、能源耗费低等优势备受关注。川藏铁路等高海拔、缺氧施工环境及钢厂等减排重点企业，都对纯电动工程机械提出了需求。我国已有部分省市制定了地方法规推动纯电动工程机械的应用，国家工信部也将联合相关部门发布实施《推动公共领域车辆电动化行动计划》，加快推进工程机械电动化。
迎难而上 深耕纯电工程机械领域
中国福马国机重工集团常林有限公司（以下简称“常林公司”）和天津工程机械研究院有限公司（以下简称“天工院”）整合优势资源和技术，早在2016年就投入研发力量进入工程机械电动化领域，并持续发力。
以纯电动装载机开发作为切入点，常林公司和天工院合作研发设计了单电机电驱方案。这一方案对部件改动少，与原型机通用性较强，但由于电机调控特性和发动机调速特性的不同，增加了控制技术方面的难度。双方研发团队经过仿真论证测试验证技术可行性，针对性地开发上下电及启动策略、工作驱动控制策略、故障诊断及处理策略等一系列整车控制策略，并通过控制算法解决液力传动系统带来的传动系统功率和液压系统功率耦合问题，保障各分系统能量供给。目前，该方案科研成果已在常林公司所产装载机上得到验证，纯电动装载机已在甘肃陇西、四川雅安、河北易县等地的隧道、高原施工中得到应用，用户反馈良好。
单电机方案纯电动装载机试制成功后，天工院并没有停下脚步。液力机械传动固有的传动效率低的痛点仍然存在，要适应整机续航能力要求较高的应用场景，就必须开发出能量利用率更高的电驱方案。凭借在整机设计、装载机系统载荷谱以及功率流分析方面的经验，研发技术人员很快找准了装载机电驱系统应用的难点和关键点。2020年初，研发人员开始进行原始创新，开发集成化电驱动力总成。经过对机械传动部件的全新设计和动力系统匹配，集成化电驱总成在保证性能的前提下实现了电驱部件的高度集成化。
整机的“大脑”——电控系统作为动力总成核心部件，对整机性能表现有着至关重要的作用。技术团队基于对装载机实际应用工况的深刻理解，连续攻克多项技术难题，创新性地开发出双电机纯电动装载机驱动控制算法，使动力总成具备全自动换挡、带速换向、液压正流量控制、制动能量再生等功能，并且换挡过程快速、平稳、无冲击。试验结果表明，与原型机相比，装配有集成化电驱总成的装载机动力性提升23%，单斗工作效率提升10%，单斗能耗降低28%，动力性和系统效率均明显优于液力机械传动原型机。目前，该集成化电驱动力总成已申请专利近20项，具备完全自主知识产权。
绿色创新助力“双碳”
纯电动装载机的成功研发，是中国福马在贯彻新发展理念、服务构建新发展格局中实施“新能源+工程机械”发展战略的一个缩影。目前，除电动装载机之外，中国福马在电传动推土机、增程式装载机、纯电动多功能车、纯电动叉装机以及更高功率级别产品的集成化电驱总成等方面具备完善的技术解决方案，拥有完善的研究实施和经验丰富的研发团队。
未来，中国福马将继续紧跟工程机械电动化发展趋势，锚定我国工程机械电驱化产业需求，坚持“应用一代、储备一代、研发一代”创新路径，推动绿色创新发展，助力实现“双碳”目标。
