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动力自我革命这家德国老牌发动机企业是这样做的老牌发动机

发布时间:2021年07月23日    点击:[0]人次

当蒸汽机敲开了工业革命的大门,当时谁也不会料到发动机在未来两百多年的岁月中如何速推工业时代的进程。而当世界将环保主义推向高潮的今天,随着发动机排放标准一次又一次升级,发动机技术也迎来一次又一次的变革。首先推动这场变革的,自然是发动机制造商。

在baumaCHINA2018展上,德国发动机制造商道依茨再次博得众人眼球,不仅仅是因为其全新动力解决方案的推出,更是因为道依茨在馆外体验区展出了混合动力和全电动驱动两款主机,让观众更直观去体验全新动力解决方案动力强劲、噪声微小等优点,增加对未来发动机的认识。

“你现在听到的轻微声响,是水在发动机内循环所发出的声音,这是这款电力发动机*的声音”,如果只听到这种介绍而没看到实物,绝不会联想到它应用于一款体积庞大的挖掘机身上,这多少有些颠覆了人们对工程机械的认识。而真正将这种发动机广泛应用于各种工程机械上,实现零排放,还有多远?

混合动力和全电动动力发动机

道依茨CEO弗兰克·希勒在采访中提到,“混动和电动集成的动力系统是未来动力的发展方向,中国作为发动机*的市场之一,其对于环保、高质的需求将迫使全世界动力供应商在这一方向上继续前行。”下图是道依茨对未来混合动力和全电动动力发展趋势的展望。目前,混合动力和全电动动力发动机已经应用于叉车等功率需求不大的设备上,由于技术的不断进步,未来十年内,混合动力和全电动动力发动机就会逐步应用于装载机、挖掘机等功率较大的设备上。

电动发动机的提出势必会引来传统发动机与电动发动机的对比,电动发动机的优点显而易见,但考虑到动力、充电设施、工作范围等因素,电动发动机也会显示出不足。柴油的能量密度要比电大很多,现在的电动发动机电池的体积巨大,很难想象这样具有庞大电池的工程机械在矿山如何灵活作业。匠客工程机械认为,在很长一段时间,柴油机等传统发动机还是非道路机械市场的主力。

工程机械与动力需求的相关性

对于在传统内燃机领域处于*地位的道依茨,它在电动化领域又有哪些作为呢?

2017年,道依茨收购了德国企业Torqeedo,这是一家船舶电气传动系统的供应商,在电气化领域处于非常*的地位。Torqeedo将芯片植入电池组中,构建电池管理系统,该系统可以实时检测电池使用详情,并对电池电池安全保护,防止电池因过充、过流、短路、或高温造成的损坏,并且所有的安全保护功能都是冗余设计。也就是说,每个安全元件都有同样功能的元件备份。此外,电池管理系统还平衡充放电水平及深度睡眠功能。

Torqeedo公司先进的锂电池技术

道依茨通过应用Torqeedo的技术,如同引进了新鲜血液,将研发时间至少缩短了五年。电动道依茨是一项让客户将传统和电动的驱动元件组合在一起,以适应各种机械应用的模块化系统,这次在baumaCHINA2018上展出的混合动力发动机是将内燃机缩小,再加上一个电动机,使系统的输出功率达到76kW,燃料节省量约为15%;展出的全电驱动发动机则由一个60kW的电动机完全取代了内燃机,可以零排放运行,在空气污染比较严重的大城市颇具吸引力。

道依茨混合动力发动机

也正因为有了新技术的支持,道依茨宣布将在2019年底或2020年初将把自己的混合动力和全电动产品市场化,到2022年或2023年这类产品将占总销售额的5%~10%。

寻找新型能源

当然,除了电动发动机,还有替代驱动的概念。对传统内燃机进行改造,使它可以使用氢等可替代的可持续燃料,这是非常有前途的一个领域。慕尼黑初创企业Keyou已经开发出了一种转换工具,就是将传统内燃机转化为基于*进氢技术的驱动装置,在baumaCHINA2018展上也可以看到基于此技术生产的发动机,道依茨是其这一新技术的开发合作伙伴。

Keyou公司研发的氢燃料发动机

Keyou为什么选择氢气作为新型燃料?其一,氢气燃烧后的代谢物为水,这是一种清洁能源,对环境不会造成污染;其二,33.33kWh/kg的氢气具有所有燃料中*的能量含量,能量多;其三,氢气是一种取之不尽用之不竭的资源。当然也存在几个难题需要攻克,首先,的制氢方法仍在探索中;其次,目前储氢仍处于起步阶段,但目前的锂离子电池的能量密度也很低,为100Wh/kg,而目前可用的350bar氢气高压蓄能器已经具有1800Wh/kg的更高能量存储密度,这是现阶段电池能量密度的18倍。即便现在氢气没有像电池一样应用广泛,但氢气仍然具有良好的应用前景,应对未来新型能源的挑战,氢气仍具有举足轻重的地位。

当然,也很难预测传统发动机的终点在什么地方,但很明显,新能源是未来的一个趋势,而传统发动机的终点也就是新能源发动机的起点。或许由于新技术的不断突破,不久的将来,传统发动机就会彻底退出历史舞台,实现非道路机械零排放指日可待。

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