隨著汽車電氣化進(jìn)程的加快，液壓系統(tǒng)的作用正在被更多的關(guān)注。在電氣化結(jié)構(gòu)中，電池壽命是最重要的，而液壓系統(tǒng)在傳統(tǒng)上是一種耗能的技術(shù)。因此，液壓系統(tǒng)的改進(jìn)是使電氣化車輛的電池壽命更長(zhǎng)的關(guān)鍵。在這種情況下，人們可以說(shuō)液壓技術(shù)的復(fù)興正在進(jìn)行中，Interact Analysis的工業(yè)研究分析師Brianna Jackson說(shuō)。

到目前為止，汽車制造商已經(jīng)探索了各種解決方案，旨在提高其車輛的效率。在液壓系統(tǒng)中，這些變化從采用新技術(shù)到重新設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)都有。通過(guò)對(duì)這些新部件和系統(tǒng)的試驗(yàn)，有一點(diǎn)是非常清楚的：通過(guò)液壓系統(tǒng)提高車輛效率不會(huì)是一個(gè)適合所有情況的解決方案。車輛尺寸、操作條件、工作周期和應(yīng)用所需的控制程度等因素，決定了有關(guān)解決方案的可行性。隨著汽車制造商努力實(shí)現(xiàn)其電氣化目標(biāo)，在效率和實(shí)用性之間取得平衡時(shí)，必須牢記這些因素。

在這篇見(jiàn)解中，我們概述了傳統(tǒng)的液壓架構(gòu)在非公路車輛電氣化之后所面臨的挑戰(zhàn)，以及在此背景下新興液壓技術(shù)的利弊。

為什么必須改變現(xiàn)狀?

傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)一直是能夠以極低的成本實(shí)現(xiàn)無(wú)與倫比的功率密度。從汽車OEM的角度來(lái)看，這種優(yōu)勢(shì)是如此之大，以至于液壓系統(tǒng)的效率成了一個(gè)事后的考慮。雖然汽車OEM并沒(méi)有迅速消除甚至改變他們?cè)O(shè)計(jì)中的這一久經(jīng)考驗(yàn)的技術(shù)，但一個(gè)事實(shí)正在變得清晰：液壓系統(tǒng)將需要大幅提高能源效率以適應(yīng)電氣化。

一些汽車制造商已經(jīng)開(kāi)始對(duì)其產(chǎn)品組合中的某些部分進(jìn)行電氣化，并在評(píng)估液壓系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)方面取得了重大進(jìn)展。電動(dòng)化開(kāi)始出現(xiàn)的一個(gè)例子是電動(dòng)小型挖掘機(jī)。我們估計(jì)，在2021年，出售給該類型車輛的液壓系統(tǒng)市場(chǎng)約為16億美元。鑒于其規(guī)模，這些車輛將成為新液壓技術(shù)的肥沃試驗(yàn)場(chǎng)。迷你挖掘機(jī)的電動(dòng)化速度如下。

液壓技術(shù)--小型挖掘機(jī)的電氣化機(jī)電式執(zhí)行器

今年早些時(shí)候，山貓推出了他們的電動(dòng)小型履帶式裝載機(jī)-T7X。該電動(dòng)履帶式裝載機(jī)是與穆格建筑公司合作的結(jié)果。除了其電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，該車最有趣的設(shè)計(jì)特點(diǎn)之一是用滾珠絲杠機(jī)械執(zhí)行器取代了液壓油缸。如上所述，機(jī)電執(zhí)行器與液壓執(zhí)行器相比，在維護(hù)方面具有優(yōu)勢(shì)。然而，取代液壓缸的最緊迫的制約因素是功率密度的損失。盡管在對(duì)功率密度要求較低的應(yīng)用中，機(jī)電執(zhí)行器提供了諸如更嚴(yán)格的控制和更少的噪音等好處。此外，在電氣化車輛中，去除液壓系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化整體設(shè)計(jì)。

在我們最近的洞察力中，我們概述了用機(jī)電執(zhí)行器取代液壓缸的最佳使用案例。這些使用案例包括材料處理部門的車輛，如高空作業(yè)平臺(tái)和遠(yuǎn)距離搬運(yùn)車。然而，建筑行業(yè)也可能看到更多采用機(jī)電推桿。在正確的應(yīng)用中，用機(jī)電驅(qū)動(dòng)取代液壓驅(qū)動(dòng)可以降低總擁有成本（TCO），因?yàn)楣?jié)省了燃料，減少了維護(hù)成本，以及實(shí)施綠色技術(shù)帶來(lái)的稅收補(bǔ)貼。

效率的一步改變

多年來(lái)，數(shù)字液壓技術(shù)一直是一個(gè)備受討論的話題。數(shù)字液壓技術(shù)的名稱來(lái)自于該技術(shù)中使用的快速開(kāi)關(guān)閥。這種技術(shù)在取代傳統(tǒng)的液壓元件時(shí)，往往能帶來(lái)明顯的高效率。在過(guò)去的幾年里，我們已經(jīng)看到市場(chǎng)上發(fā)布了各種數(shù)字液壓解決方案。

在2020年底，沃爾沃宣布與Norrhydro合作，生產(chǎn)電動(dòng)挖掘機(jī)。Norrhydro的專利技術(shù)，即NorrDigi系統(tǒng)，具有一個(gè)多腔的數(shù)字液壓執(zhí)行器。這種模塊化系統(tǒng)通過(guò)取消主控制閥和縮短所需的軟管長(zhǎng)度，大大減少了材料清單。數(shù)字液壓系統(tǒng)帶來(lái)的更高的效率也支持更長(zhǎng)的電池壽命，這是電動(dòng)挖掘機(jī)成為實(shí)用解決方案的關(guān)鍵。

數(shù)字液壓領(lǐng)域的另一個(gè)例子是丹佛斯被廣泛討論的數(shù)字排量泵（DDP）。這種泵已被證明可以將內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛的燃油效率提高30%。雖然市場(chǎng)對(duì)DDP的看法仍在發(fā)展中，但作為傳統(tǒng)液壓技術(shù)的后繼者，該技術(shù)很有前景，丹佛斯已經(jīng)鞏固了自己在數(shù)字液壓領(lǐng)域的早期地位。

數(shù)字液壓技術(shù)提供了更高的效率，同時(shí)在很大程度上保持了傳統(tǒng)液壓結(jié)構(gòu)。出于這個(gè)原因，我們相信該技術(shù)在移動(dòng)液壓領(lǐng)域具有持久的力量。通過(guò)保持傳統(tǒng)架構(gòu)，可以避免其他解決方案（如機(jī)電執(zhí)行器）所面臨的許多缺點(diǎn)。我們預(yù)計(jì)，隨著非公路車輛市場(chǎng)向電氣化發(fā)展，將有更多的數(shù)字液壓技術(shù)被引入。

電-液驅(qū)動(dòng)

電-液驅(qū)動(dòng)涉及到每個(gè)執(zhí)行器由其自己的專用泵和電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這減少了閥門的節(jié)流損失，該技術(shù)的模塊化性質(zhì)在許多情況下簡(jiǎn)化了機(jī)器的維護(hù)。此外，動(dòng)力系統(tǒng)與工作功能的分離簡(jiǎn)化了電動(dòng)化的機(jī)器設(shè)計(jì)。電動(dòng)液壓執(zhí)行器的一個(gè)例子是Bucher的HELAXsystem。據(jù)Bucher稱，該系統(tǒng)的效率明顯高于傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。它實(shí)現(xiàn)這種高效率的方法之一是通過(guò)能量再循環(huán)過(guò)程。在傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)中，需要一個(gè)蓄能器，而HELAX能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)馬達(dá)將能量再生到電池中。

電動(dòng)液壓解決方案的主要缺點(diǎn)是前期成本增加，比傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。然而，就長(zhǎng)期的總擁有成本而言，更高的效率可以大大降低總運(yùn)營(yíng)成本。出于這個(gè)原因，電液結(jié)構(gòu)作為電氣化的一種手段，正在繼續(xù)獲得許多汽車制造商的興趣。

最后的思考

電氣化無(wú)疑已經(jīng)撼動(dòng)了成熟的移動(dòng)液壓系統(tǒng)市場(chǎng)。雖然沒(méi)有一個(gè)明確的前進(jìn)方向，但很明顯，優(yōu)化車輛效率的一刀切的解決方案并不存在。非道路市場(chǎng)中的各種車輛、應(yīng)用和要求將繼續(xù)挑戰(zhàn)移動(dòng)液壓供應(yīng)商。然而，這也將為供應(yīng)商提供創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，因?yàn)槠嘜EM廠商競(jìng)相將他們的車隊(duì)電氣化。