ABB 工程機械電動傳動解決方案及實際應用案例

文:ABB 電機與發動機2022年第五期

導語:以“石油”為能源的工程機械,尤其是重卡、礦卡、裝載機等“油老虎”,在全球碳排放要求和新能源浪潮中,勢必將迎來一場持久的變革,而電動化則是這場變革的核心。ABB 在電機和驅動器創新方面擁有超過百年的豐富經驗,可提供全套工程機械電動傳動系統解決方案,憑借安全性、便捷性和高可靠性等方案優勢,助力客戶及社會實現更高效、可持續的未來。

  1 工程機械新勢力,掀起電動化浪潮

  工程車輛主要以燃油作為動力來源,盡管其保有量僅為機動車的1/6,但對環境的污染程度卻一點都不小。一臺小型挖掘機的廢氣排放量相當于50 多臺家用車的排放量,更別說大型的礦用車、起重機了。

  此外,你是不是感覺夏天越來越炎熱了?這有可能是溫室氣體的“鍋”!你知道嗎?車輛廢氣排放也是造成全球變暖的關鍵因素之一。

  節能減排,綠色發展已成趨勢,高碳排放的工程車自然也要加入“減碳”浪潮,電動化將成為此次浪潮的“浪尖”。以“石油”為能源的工程機械,尤其是重卡、礦卡、裝載機等“油老虎”,在全球碳排放要求和新能源浪潮中,勢必將迎來一場持久的變革,而電動化則是這場變革的核心。

  然而,工程機械的應用場景,往往工況復雜,環境惡劣,尤其是在礦山作業,對操作人員身體健康還會產生一定的影響。因此,如果可以實現智能自動化駕駛,則可以減少人工成本,保障安全并大幅提高生產效率。

  在社會與行業轉型的道路上,怎少的了ABB電動化產品的身影呢?工程機械電動化正在穩步推進,ABB在電機和驅動器創新方面擁有超過百年的豐富經驗,可提供全套E-mobility電動傳動系統解決方案,憑借安全性、便捷性和高可靠性等方案優勢,助力客戶及社會實現更高效、可持續的未來。

  2 ABB全新的AMXE系列永磁水冷電機

  ABB全新的AMXE系列永磁水冷電機也是零排放標準的重型工程機械車輛的不二之選,目前該系列產品已被多家全球知名客戶所采用,其可靠性及穩定性得到了市場的檢驗。AMXE系列永磁電機基于全新平臺開發,不僅能為非道路機械和商用車提供動力,還可廣泛應用于挖掘、裝載機、叉車、礦山車輛、農機、游艇以及電動巴士等眾多領域。它不僅擁有體積小、效率高、性能可靠與安裝簡便等一系列優點,還可以根據客戶需求定制電機長短。

  AMXE系列永磁水冷電機的性能特點包括:

  (1)性能可靠,提升運行時間和生產效率

  ? 經過市場驗證的耐久性;

  ? 根據車輛工況需求進行設計;

  ? 快速換擋時保持低慣性;

  ? 終生潤滑軸承減少保養需求。

  (2)體積緊湊,便于安裝

  ? 電機與控制器配套使用確保操作安全;

  ? 標準SAE法蘭和輸出軸,也可按需定制;

  ? 緊湊的設計以及靈活的安裝支架便于便捷安裝;

  ? 全工況最小的能量損耗設計。

  (3)專業的技術和團隊支持

  ? 以客戶為中心的企業文化;

  ? 引領技術的先鋒;

  ? 生命周期內強大的服務網絡;

  ? 專業的系統設計及研發支持。

  3 Nasta采用ABB電機和變頻器,實現重型工程機械電氣化

  日前,挪威公司Nasta采用ABB電力傳動系統取代了原有的柴油機,以升級其工程機械,這樣做的優點在于作業零排放、噪音水平更低、響應性更佳。

  

ABB電力傳動系統.png

  Nasta AS公司位于挪威奧斯陸西南約100公里處的拉爾維克,主營日立重型工程機械的分銷。作為一家領先的供應商,Nasta還重新設計和改造了柴油驅動的工程機械,并將其轉換為電力驅動作業。轉換過程包括拆除現有的油箱和柴油機, 安裝電機和變頻器, 以及能源管理系統、電池及充電解決方案和電源連接。ABB為該項目提供了電力傳動系統組件以及技術咨詢服務。

  

新能源電動工程機械.png

  “N a s t a 的電氣化之旅始于2019年,當時我們獲得了一個項目, 為奧斯陸市中心的一個道路建設項目提供零排放的工程機械,”Nasta高級顧問Sjur Wethal Helljesen回憶道,“這是奧斯陸市首次要求工程項目零排放作業, 而我們在電氣化領域有很多東西需要學習。完成該項目之后, 我們開始與ABB交流。我們當即就意識到,A BB可以為我們提供傳動系統設備和有價值的技術。”

  4 專為重型車輛設計的傳動系統

  ABB電力傳動系統解決方案包含專為重型車輛電氣化設計的AMXE電機和HES880變頻器。堅固的結構確保它們能承受嚴苛環境的考驗,如灰塵、潮濕、劇烈振動和沖擊。這兩款產品的功率范圍廣泛,而液體冷卻技術使裝置結構更加緊湊,因而更易于安裝。

  “Nasta重新設計的方案與我們的電力傳動系統完美匹配,” A BB運動控制全球產品經理Ma g nus Nordstrand表示,“HES880是一款用途極為廣泛的變頻器, 它可以作為變頻器驅動電機, 也可以作為雙向變流器與電網連接,或作為DC/DC變換器與電池連接。Nasta目前重新設計的方案中電池容量高達300千瓦時, 車輛可工作4-6小時。”

  重型車輛電氣化能夠產生明顯的環保效益。一臺柴油驅動的24噸挖掘機通常每年使用約18000升燃料,每年共排放約48 噸二氧化碳。升級后,將消除這些二氧化碳排放,以及氧化硫(SOx)排放,同時也將有效降低設備的噪音水平。這些因素有利于改善環境,無論是對施工現場的工人,還是對工地附近的居民和工作者而言,都是如此。此外,操作人員告訴Nasta,電氣化機械在挖掘時反應更靈敏。

  Nasta是一家家族企業,年營業額約達12億挪威克朗。由于它在重型電機機械領域積累了深厚的經驗,經常被要求為零排放施工工地提供有關政策和法規的建議。Nasta團隊已經成功開展了約10個電氣化項目,他們認為現在是時候簡化流程、縮短項目周期了。

  “ 在與ABB的合作中, 我們不僅得到了堅固可靠的傳動系統設備, 還收獲了完成電氣化項目所需的技術支持”,Sjur Wethal Helljesen表示。

  5 結語

  為了應對當前石油資源短缺的嚴峻挑戰,電動化已然成為了工程機械領域邁向綠色發展的重要方向,作為工程機械電動化解決方案全球領導者之一,ABB正在推動社會建立一個零排放的綠色工程系統,推動未來可持續發展。在工程機械電動化、智能化的大潮中,ABB將在可持續、電動化的新賽道上,與工程機械行業的廣大客戶一起攜手共進!




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