电动工程机械规模应用还需跨过几道“坎”？

如果要评选2021年的年度热词，相信“碳中和”和“碳达峰”这两个词定会位列其中。近年来，全国各地都在实行低碳环保的新政策，对于节能减排可谓是下足了力气。也正因如此，越来越多的电动汽车以及电动设备已经逐渐代替了传统的燃油设备，并逐步普及。可以说，“低碳”如今已成为了国民生活的一部分。

工程机械作为国民经济的支柱产业之一，也积极响应国家号召，着力研究新型电动工程机械。其中，不乏很多企业已经成功研制出电动挖掘机、电动装载机等消耗电能的新型工程机械，并效力于全国各类工程中。不过虽然说电动工程机械的研发已经小有成就，在性能和品质上也有了不小的飞跃。但不能否认的是，当今的电动产品还存在或多或少的一些问题，致使电动工程机械到目前为止，还未能普及。而这次，小编就以自己对电动的一些理解和经历，跟大家聊聊目前电动工程机械距离大规模应用及还需要跨过的几个“坎”。如有不足或者遗漏，也欢迎大家补充。

第一道“坎”：电池使用寿命普遍偏短

对于现阶段的工程机械而言，最常见的是锂电池和价格略低的磷酸铁锂电池。两种电池在使用寿命上差距较为明显。磷酸铁锂电池在合理充放的情况下可以充电2000次左右。而普通的锂电池，充放电次数约为400～600次。即使是性能较好的锂电池，充放电次数一般也不会超过千次。如果按标准的每天工作8小时来说，就算一天只充一次电，寿命偏低的锂电池寿命不超3年。即便是磷酸铁锂电池，使用寿命也不过5年。因此，就单从使用电池的使用寿命而言，不论是磷酸铁锂电池还是锂电池，与传统的柴油机相比，都存在不小的差距。

第二道“坎”：适用范围较小 

在上一条中，我们提到工作时间按每天标准的8小时来说，蓄电池可以工作三年。但这也仅针对于大型企业。对于很多小型企业及个体户而言，每天只工作8小时的情况基本是不存在的。正常的工作强度至少是每天12小时或者更多。更有甚者，可以做到每天工作20多个小时，可以说是三班倒，做到所谓“歇人不歇机”。而对于这些企业，电动机械的实用性显然不如传统的柴油机，过于频繁的充电导致电池寿命缩减不说，单论每次充电所需的时间，都就会让不少老板望而却步。

除去充电时间和电池寿命的问题，电动工程机械至少要配一个充电桩，而充电桩的建设条件又从另一方面限定了电动机些的适用范围。像矿山以及很多较为偏远的工地就不那么合适了；要么没有稳定的电源，要么就是要走很远充电。因此，只有采石场、搅拌站、炼铁厂这样有着稳定电源的工况才能让机器顺利工作。

综上所述，在机器的适用范围方面，电动工程机械相比于传统的燃油机械，也还有这较大的提升空间。

第三道“坎”：电池使用一段时间后，出现衰减

众所周知，蓄电池在使用一段时间以后，都或多或少会出现电量的衰减。不管是磷酸铁锂电池还是锂电池，在长时间使用后都会出现电量虚标的情况，用通俗的话说就是：电池随着充放电次数的增加，健康程度会不断下降，变得越来越不耐用。这是当今所有蓄电池都面临的问题，锂电池相比于磷酸铁锂电池更加明显。这也是电动工程机械所需克服的另一难题。此外，对于工程机械这样的“大块头”而言，电量其实也根本用没法用到零，一般剩余电量到20%左右就无法开机了，所以必须要提前充电。

另外，相信很多北方的朋友也经历过冬季手机电池耗电快的问题。这个问题在工程机械中同样存在。不管是锂电池还是磷酸铁锂电池，低温都会使电量下降迅速。所以在冬季天气较为寒冷的北方地区，电动工程机械的用户群体也可能会因此受到阻碍。

第四“坎”：动力技术尚未突破，功率损耗严重

当今的电动机械，在驱动技术方面，相比于传统的柴油机并没有本质上的提升。现存的大部分电驱动工程机械中，基本是用电池组和永磁同步电机取代了传统柴油的发动机，来为机器提供动力。换句话说，机器的动力来源基本是电能先通过变矩器转换成液压能。之后，液压能通过变速箱、主动轮等部件转化为动能，而并不是电机直接驱动。所以说，现行状态下的电控工程机械，在驱动原理上还没有实现突破，仍会和传统工程机械一样，出现较为严重的功率损耗问题。而电动机械由于现存的技术原因，导致无法缩小电池组的体积，这对于储能密度偏低的磷酸铁锂电池组来说尤为明显。庞大且笨重的电池组，对于机器本就不是特别高的能量转化效率来说，无异于雪上加霜。

第五道“坎”：购置及部件更换费用高昂

电动工程机械的费用相比于传统的燃油机械有比较大的差别，已经是业内公知了。再加上一系列配套设备的花销，确实比普通的柴油机贵了不止一个等级。而且，在前文中也提到过，即便是质量较好的电池，在使用寿命上，相比于燃油机械的发动机不敢说是天差地别，但也确实是有不小的差距。而且锂离子化学性质活泼，因此在电池组上必须配备保护电路，以防过充或过放，这也在无形中增加了成本。因此，即使是同时更换电池组和柴油机，费用也是完全不一样。一套电池组的价钱，毫不客气地说顶的上半个甚至多半个机器的花销。相比之下，更换柴油发动机的价钱就要低很多。

到这里，估计有朋友就会说了，电控机械比燃油机械在使用时成本更低。这个话没有错，但相比于购置和维护及更换配件的综合成本而言，还是要差一些。当然了，柴油机也同样会面临燃烧室积碳、气路堵塞等问题，但总体费用来讲，肯定还是比电动要低不少。

第六道“坎”：电动真的是零排放吗？

估计看到这个问题，很多朋友都感到疑惑，电动机械的产生不就是为了达到“双碳”吗。不可否认，研发和生产电动设备的最终目的就是为了达到零碳排放，电池组的应用也确实可以做到减排。不过仅仅是对成品电池而言。但电池在生产过程中，对环境的间接污染却同样也是不能被忽视的。不管是文中的磷酸铁锂电池，还是锂电池，其中的钴、锰、镍等元素从开采到冶炼，再到最后的成型，都会对环境产生影响。即使抛开这个不谈，机器在充电时所需要的电能，有相当一部分也是来自于火力发电，而煤炭的燃烧也会排出二氧化碳。最后，对于旧电池的回收、降解，其中的金属镍、钴、砷等都会造成酸碱污染。所以综合来说，电动机械虽然可以说得上减排，但绝算不上零排放。 

说到这，估计有不少朋友都开始对电动工程机械的未来感到焦虑了。不过，小编还是想和大家说，在如今这个年代，环保和低碳已经是大势所趋，电动也必将成为工程机械行业今后的主流发展方向。现在作为工程机械电化研发的初期，难免会出现这样那样的问题。不过，随着国家对于电动的进一步投入与各个厂家更加深入的研究，我相信现阶段的困难和龃龉都会是暂时，而文中所提到的一道道“坎”也终将会被跨过。