在雙碳目標(biāo)的指引下，汽車(chē)制造商致力于引入能夠降低排放的清潔技術(shù)，電氣化仍是行業(yè)主要趨勢(shì)之一。《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》明確提出，到2030年，當(dāng)年新增新能源、清潔能源動(dòng)力的交通工具比例達(dá)到40%左右。《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖2.0》也明確指出，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)碳排放將于2028年左右先于國(guó)家碳減排承諾提前達(dá)峰。

實(shí)際上，這種電氣化趨勢(shì)并不僅限于乘用車(chē)市場(chǎng)。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械的排放要求日漸嚴(yán)格，尤其是自2022年12月1日起，非道路移動(dòng)機(jī)械國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)將在國(guó)內(nèi)全面實(shí)施，該領(lǐng)域的電氣化進(jìn)程也在不斷加速。然而，電氣化并非一蹴而就，這是一個(gè)逐漸完善各種車(chē)載系統(tǒng)和組件的過(guò)程。作為運(yùn)動(dòng)與控制領(lǐng)域的先行者，派克漢尼汾（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“派克”）的全球科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)一直以來(lái)致力于設(shè)計(jì)和研發(fā)可加速電氣化進(jìn)程的創(chuàng)新產(chǎn)品與系統(tǒng)。其中，GVM電機(jī)就是派克進(jìn)擊電氣化時(shí)代的前沿方案之一。

GVM電機(jī)設(shè)計(jì)緊湊，功率密度大、效率高，適用于道路和非道路商用純電及混動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力牽引、EHP（電液泵），以及其他輔助應(yīng)用。該電機(jī)運(yùn)行噪音低、可靠性高，有助于車(chē)輛制造商遵守嚴(yán)格的新興能源法規(guī)，減少二氧化碳排放。GVM電機(jī)還可與派克旗下的逆變器、液壓泵或馬達(dá)組成EHP，幫助客戶(hù)在傳統(tǒng)的純液壓應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)電氣化，為不同車(chē)輛實(shí)現(xiàn)突破性性能提供所需的速度和扭矩。

加速農(nóng)用機(jī)械“脫碳”的利器

農(nóng)用機(jī)械是非道路移動(dòng)機(jī)械碳排放的重要來(lái)源之一。傳統(tǒng)燃油農(nóng)機(jī)污染嚴(yán)重，在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)下，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的推進(jìn)逐漸向電動(dòng)化靠攏。我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等三部委出臺(tái)補(bǔ)貼政策，加快淘汰重污染高能耗農(nóng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。可以說(shuō)，農(nóng)用機(jī)械電動(dòng)化勢(shì)在必行，派克的GVM電機(jī)正是加速農(nóng)用機(jī)械實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化的重要技術(shù)。

2020年，總部位于美國(guó)加利福尼亞的初創(chuàng)公司Monarch Tractor首次推出一款純電動(dòng)智能無(wú)人駕駛拖拉機(jī)，并在 AgTech 突破獎(jiǎng)中獲得 “ 2020年度拖拉機(jī)”獎(jiǎng)。這臺(tái)外型極具未來(lái)設(shè)計(jì)感的純電動(dòng)拖拉機(jī)由GVM電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)能夠提供 30 千瓦的連續(xù)功率和高達(dá)55 千瓦的短時(shí)峰值功率，且占地面積小于傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)。相比傳統(tǒng)柴油拖拉機(jī)，它的尾氣排放為零，非常環(huán)保。

“如果沒(méi)有派克在電氣化方面的可擴(kuò)展架構(gòu)及其擁有的整個(gè)產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)，就技術(shù)創(chuàng)新而言，我們將面臨更大挑戰(zhàn)。研制電動(dòng)拖拉機(jī)技術(shù)的關(guān)鍵是集成在單一平臺(tái)上的全電動(dòng)電機(jī)構(gòu)架。” Monator Tractor首席執(zhí)行官Praveen Penmets講道，“我們只需一臺(tái)GVM電機(jī)，就可為整個(gè)拖拉機(jī)提供動(dòng)力。”

作為一種高效、功率密集的解決方案，GVM不僅驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)前進(jìn)，還能驅(qū)動(dòng)泵，為連接在拖拉機(jī)上的一些農(nóng)具提供液壓動(dòng)力。電氣化電機(jī)與電池系統(tǒng)相結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)及泵，這其實(shí)是以一種綠色的方式重新構(gòu)建操控液壓裝置。

在Praveen Penmets看來(lái)，派克雖然是一家大型企業(yè)，卻非常支持當(dāng)時(shí)只有幾個(gè)人的創(chuàng)業(yè)公司。“擁有這樣一個(gè)在過(guò)去3年中見(jiàn)證我們成長(zhǎng)的合作伙伴，并在技術(shù)和商業(yè)方面建立這種牢固的關(guān)系，無(wú)疑是我們成功的關(guān)鍵。” 而Monarch Tractor也將給農(nóng)場(chǎng)帶來(lái)更可持續(xù)的農(nóng)場(chǎng)實(shí)踐，讓土壤更肥沃，土地利用率更高。

加速工程機(jī)械電氣化

當(dāng)Monarch Tractor通過(guò)GVM電機(jī)成為首批將電氣化應(yīng)用到農(nóng)業(yè)上的公司時(shí)，GVM電機(jī)已經(jīng)廣泛用于包括工程機(jī)械在內(nèi)的其他電動(dòng)或混動(dòng)車(chē)輛上。

作為派克針對(duì)工程機(jī)械、物料搬運(yùn)和采礦市場(chǎng)中的大功率提升應(yīng)用而推出的解決方案，包括GVM電機(jī)在內(nèi)的EHP系統(tǒng)可幫助客戶(hù)節(jié)省高達(dá)50%的燃油成本，還有可能讓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸更小，甚至客戶(hù)可能無(wú)需柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，便可設(shè)計(jì)出一款經(jīng)過(guò)優(yōu)化的高效純電動(dòng)車(chē)。

EHP系統(tǒng)的關(guān)鍵在于滿(mǎn)足了市場(chǎng)上分離負(fù)載和功率分配的需求。這一設(shè)計(jì)理念有助于更好地管理發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存和回收功能。該系統(tǒng)規(guī)格可根據(jù)具體應(yīng)用設(shè)計(jì)，按需供電，并在下放負(fù)載時(shí)捕獲回收能量。在傳統(tǒng)的解決方案中，發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)格根據(jù)峰值需求設(shè)計(jì)，無(wú)法儲(chǔ)能或回收能量，內(nèi)燃機(jī)效率（扭矩/運(yùn)行速度）往往較低。而EHP系統(tǒng)有獨(dú)立的功率傳動(dòng)鏈，通過(guò)功率點(diǎn)的控制讓內(nèi)燃機(jī)在高效區(qū)間內(nèi)工作。

EHP系統(tǒng)已在國(guó)外很多客戶(hù)的設(shè)備應(yīng)用中進(jìn)行測(cè)試并得到成功應(yīng)用。搭載該系統(tǒng)的混動(dòng)輪式裝載機(jī)能耗減少50%；系統(tǒng)的高功率密度使其適用于更小的結(jié)構(gòu)；隨著產(chǎn)生的液壓熱能大幅減少，熱能管理硬件尺寸也相應(yīng)減小。而在混動(dòng)式正面吊運(yùn)機(jī)的應(yīng)用中，設(shè)備可節(jié)省30%的燃油；生產(chǎn)效率更高，操作人員在提升、下放負(fù)載和駕駛設(shè)備時(shí)反應(yīng)更快；模塊化設(shè)計(jì)和自我診斷使其易于維護(hù)，按每年5000小時(shí)運(yùn)行時(shí)間計(jì)算，客戶(hù)可減少100噸二氧化碳排放。

派克的嵌入式軟件可為上述應(yīng)用提供系統(tǒng)功能和操作界面，而外圍閥組和系統(tǒng)元件則為整個(gè)液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵功能提供服務(wù)。為了降低客戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)，派克還推出先進(jìn)的電氣化系統(tǒng)研發(fā)和驗(yàn)證設(shè)備。利用大型精密可編程電機(jī)的靈活性，該設(shè)備能夠模擬不同的負(fù)載和工作周期曲線(xiàn)，同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)效率，能量使用、回收和存儲(chǔ)情況。隨著系統(tǒng)及軟件的研發(fā)、診斷驗(yàn)證、功能安全確認(rèn)，以及系統(tǒng)安裝到客戶(hù)車(chē)輛之前即可完成壽命可靠性測(cè)試，客戶(hù)面臨的風(fēng)險(xiǎn)水平大幅降低。

 賦能氫燃料電池商用車(chē)

在低碳清潔能源的細(xì)分賽道上，商用車(chē)是氫燃料電池車(chē)應(yīng)用的首選場(chǎng)景。在這一應(yīng)用中，EHP亦能發(fā)揮所長(zhǎng)。目前，在一家全球知名汽車(chē)制造商推出的氫燃料電池商用車(chē)上，EHP為該車(chē)的散熱器風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)提供驅(qū)動(dòng)。

據(jù)了解，同等車(chē)輛運(yùn)行條件下，氫燃料電池的散熱需求比傳統(tǒng)燃油車(chē)大，對(duì)散熱功率的要求也更高。電池反應(yīng)堆生成的熱量如果不能及時(shí)排出系統(tǒng)，那么氫燃料電池系統(tǒng)就可能會(huì)受到損壞。因此，冷卻系統(tǒng)對(duì)于保障氫燃料電池系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和使用壽命非常關(guān)鍵，有助于提高整車(chē)性能以及延長(zhǎng)使用年限。

EHP結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度比大，在滿(mǎn)足該車(chē)高達(dá)16.7 千瓦散熱功率的同時(shí)，便于安裝和布置，節(jié)省寶貴的車(chē)內(nèi)安裝空間。不同于傳統(tǒng)的冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，EHP能讓風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際溫度，實(shí)現(xiàn)按需工作。如此一來(lái)，既不會(huì)造成大量能源浪費(fèi)，也避免了純電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本高、散熱功率小等弊端。

事實(shí)上，在派克全球互聯(lián)的運(yùn)動(dòng)與控制技術(shù)組合中，約2/3的解決方案致力于幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)電氣化、輕量化，GVM電機(jī)只是其中一個(gè)縮影。有了這些清潔技術(shù)的加持，派克將攜手合作伙伴，共同進(jìn)擊電氣化時(shí)代。(楊   歌)