下一个十年非公路车辆的电动化发展趋势

电动化正在兴起

电动化正在兴起似乎是一个显而易见的话题了，但肯定不是一个可以忽略的趋势。从建筑设备到流体动力设备再到草坪设备，几乎每个行业都在走向电动化。

尽管电动化仍然存在许多挑战——尤其是对车辆和移动设备而言——例如充电基础设施和电网容量，但它目前被视为减少全球排放的关键方法之一。

近年来，由于各种原因，各种尺寸和类型的电动汽车的发展有所回升。一个主要原因是电池成本的降低以及其设计和化学成分的改进。其他必要部件（如电动机、电动车轴等）的进步也有利于制造商开发更多电动汽车选项的能力。

不断上涨的燃料价格、更多的技术改进、加大减排力度以及使用电动汽车带来的其他好处——减少维护和提高效率——将有助于推动未来几年的电动化市场。随着电动化的发展，对其他相关行业和零部件制造商的影响也将如此，例如从事流体动力和运动控制的制造商。

沃尔沃电动挖掘机

乘用车电动化将在 2027年之前实现增长

近年来，汽车市场大力推动电动化，它已经发展到现在连皮卡都电动化了。通用汽车 (GM) 等制造商已宣布计划在未来几年增加电动汽车 (EV) 的销量。通用汽车曾表示，计划到 2025年在全球推出30款新的电动汽车车型。

通用汽车并不孤单。Meticulous Research 最近的一份电动汽车市场报告显示，到 2027年，电动汽车市场将实现33.6%的复合年增长率 (CAGR)。从 2020 年的数据来看，到 2027年该研究公司预计市场价值将达到24,954亿美元和2.339亿辆汽车，年复合增长率达到 21.7%。

Meticulous Research 在其宣布发布报告的新闻稿中列出了以下原因，作为推动电动汽车增长的一些关键因素：

·政府政策法规支持；

·领先的汽车OEM制造商增加投资；

·日益严重的环境问题；

·电池价格下降；

·充电系统技术的进步。

其他驱动因素包括新兴经济体采用电动汽车的增加和自动驾驶汽车的增长。不过该研究公司也确实指出，这些市场缺乏充电基础设施将带来挑战，就像目前在世界许多地区一样。

尽管COVID-19疫情确实影响了全球供应链，导致包括电动汽车在内的汽车市场生产中断，但 Meticulous Research表示，由于中国强劲的复苏和需求，电动汽车领域将出现相对较快的复苏。预计欧洲和中国的电动汽车市场都将强劲复苏，但预计美国将落后。由于俄罗斯和乌克兰之间的冲突导致燃料价格高企，这种情况是否会改变还有待观察。

Meticulous Research指出，预计欧洲和中国政府的积极举措将有助于稳定这些地区的电动汽车行业。它预计欧洲将在预测期内创下35.7%的价值复合年增长率和23.3%的最高复合年增长率。这将归因于日益严格的排放法规和可用的充电网络。

中国在 2021 年创下了电动汽车销量最多的记录，这得益于政府对这些车型的大力支持。Meticulous Research表示，随着政府继续加大力度并推动，到2025年汽车市场的销量高达 25%，市场将进一步增长。到2027年，功率输出在100-250 kW范围内的车辆预计将实现最高增长。这是由于公共汽车和卡车等重型车辆领域的快速增长。

通用汽车表示，Ultium平台是其电动汽车战略的基础，包括电池、模块和电池组，以及包含电动机和集成电力电子设备的驱动单元

到2035年，电动中型和重型卡车将具有成本竞争力

电动化已经在商用车领域加速发展，制造商希望实现从穿梭巴士到送货车再到校车和 8 级卡车的所有产品的电动化。与汽车一样，充电时间和基础设施需求是这个市场的一大障碍。

诸如校车之类的应用，车辆返回可以安装充电基础设施的基地，或者全天频繁停车并能够利用再生制动的应用是迄今为止电动化的最佳用例。然而，长途卡车运输面临更大的挑战，因为在美国或其他国家没有针对这些车辆的全国性充电基础设施。世界各地的许多地方都在进行这项工作，但在一段时间内将面临挑战。

戴姆勒和沃尔沃等几家主要 OEM 正在努力帮助开发大型卡车的充电基础设施，因为他们也看到了需求，并且知道这是增加电动汽车市场占有率的必要组成部分。

尽管面临挑战，电动化仍将在这个市场继续增长。TRATON GROUP——包括斯堪尼亚和 Navistar 在内的商用车品牌的母公司——于3月16日宣布，它计划增加对商用车替代能源技术的投资。该公司表示，到2026年将投资26亿欧元用于电动汽车的研发；此前，该公司计划到 2025年投资16亿欧元。

到2026年将投资26亿欧元用于电动汽车的研发

该公司认为纯电动卡车是最有利的，并将优先考虑在这一领域的发展。首席执行官 Christian Levin 表示，假设监管措施和充电基础设施到位，目标是到2030年，该集团50%的长途卡车成为零排放车辆。

美国能源部 (DOE) 发布了一项新研究，该研究表明，到2030年，作为零排放车辆，相比于由柴油发动机提供动力的车辆，近一半的可用中型和重型卡车的购买、运营和维护成本将更低。这将归功于零排放和燃料技术的不断改进。

研究发现，小型电池电动卡车预计将在2030年之前具有成本竞争力，而续航里程低于500英里的重型卡车将在2035年之前具有成本竞争力。

美国能源部表示，基础设施法中包含的资金将在未来5年内帮助电池供应链，预计这将有助于电动汽车市场。资金还用于建设美国的充电网络，进一步利好市场。美国能源部指出，基础设施法指南最近已发送给各州，其中包括对卡车充电基础设施的支持。

知道电池技术不是一项完全绿色的技术，美国能源部最近还发布了两份关于电池回收和二次使用的意向通知。一旦电动汽车的使用寿命结束，这有助于找到其他用途或更好地回收电动驱动电池。网格存储是正在研究的可能性的二次应用。资金还将用于电池材料加工和制造，以帮助改善电池生命周期的这些方面。

美国能源部正在采取多项举措来帮助开发更清洁的重型车辆，例如 SuperTruck 3 计划和百万英里燃料电池卡车联盟。

电动卡车

电动建筑设备市场将增长 25.6%

尽管在考虑电动化时，许多人不会立即想到非公路设备领域，但在这个市场中使用电力同样重要。在采矿等应用中——尤其是减少排放对工人健康和安全至关重要的地下采矿——使用电力系统并不是什么新鲜事。但近年来，它在这一领域的进步确实更大。

建筑和农业等其他重型设备应用也纷纷效仿。沃尔沃建筑设备公司目前有五台紧凑型电动设备可供使用。CASE Construction Equipment最近推出了其最新的电动设备，CX15 EV小型挖掘机。丹佛斯的 Editron 部门最近还与斗山合作，为新的16吨和30吨电动挖掘机提供电动机和其他组件。

斗山电动挖掘机

CASE 新的电动迷你挖掘机

在2022年2月举行的CNH Industrial资本市场日期间，其CASE建筑设备品牌首次展示了新型 CASE CX15 EV小型挖掘机。这种电池供电的机器将成为扩展的小型挖掘机系列的一部分，同时也增加了公司的电动化产品。

CX15 EV是一台2,900磅的机器，由16千瓦的电动机和21.5千瓦时的锂离子电池供电。CASE 表示，可以使用车载110V/220V充电器或外部快速充电器为小型挖掘机的电池充电，通常在 90分钟内完成。电动挖掘机旨在为整个8小时工作日提供动力，具体取决于应用。

CASE 新的电动迷你挖掘机

微型挖掘机上使用了负载敏感液压系统，以提供平稳而强大的操作。CASE 表示，该系统还允许操作员根据手头的任务精确调整机器。

CX15 EV 还包括可伸缩的轨道，以帮助将机器的宽度减小到大约31英寸。这使它能够更好地适应狭窄的空间和通过门口。电动机器的众多优点之一是它们能够在室内使用，因为它们没有排放和噪音低；使 CX15 EV能够使那些从事室内建筑项目的人受益。

“CASE CX15 EV将成为我们小型挖掘机系列的强大、高效和可持续的补充，从减少排放到降低噪音和降低使用寿命燃料和维护成本，”在公司关于CX15 EV的新闻声明中，CASE北美建筑设备产品管理负责人Brad Stemper说到。“这台机器是我们电动化之旅的下一步——我们致力于为行业带来互补的柴油和电动设备组合，以满足最广泛的应用和运营的需求。”

CASE 于2020年3月推出了其第一台电动机器580 EV，也称为Project Zeus。580 EV被认为是业内第一款全电动挖掘装载机，其性能与柴油动力机器相当。它目前正在与客户一起在该领域工作。

凯斯580 EV全电动挖掘装载机

丹佛斯 Editron助力斗山电动挖掘机

丹佛斯的 Editron（丹佛斯动力解决方案部门专门研究混合动力和电动动力系统）最近与斗山合作，为两台新的全电动挖掘机提供组件。丹佛斯的产品由丹佛斯合作伙伴Hydrauvison的子公司Electrauvision提供给 Electric Construction Equipment (ECE)，该公司与斗山签订了许可协议，为欧洲经销商修改其设备。

新型16吨轮式挖掘机和30吨履带式挖掘机采用电动动力总成，代替了通常用于为这些机器提供动力的柴油发动机。电动动力系统中包含几个丹佛斯组件，包括丹佛斯Editron部门的永磁电机、丹佛斯控制器用于控制动力总成系统，而驾驶室中的显示屏使用丹佛斯的PLUS+1软件平台运行。

斗山电动挖掘机

两台挖掘机都包括一个电池交换系统，该系统利用一个电动动力箱为动力传动系统提供动力。动力箱还由丹佛斯控制器控制，并具有独立的控制系统，以确保挖掘机电池的最佳运行条件。

Hydrauvision首席执行官 Brenno de Zwart表示：“轮式挖掘机传统上使用柴油发动机制造，因此将它们转换为零排放机器需要两个主要方面：更换柴油发动机和机器的能源供应。” “使用可更换的电源箱进行供电，可以在另一个位置充电，甚至可以由机器本身充电，这对于建筑行业来说是开创性的。由于独立的控制系统，电源箱还有更多的应用，包括可用于直流充电。”

斗山于 2021年底交付了第一台电动挖掘机，目前在荷兰和挪威运营。该公司正在接受更多挖掘机订单，并计划投产更多全电动机械，包括20台30吨履带式和40台16吨轮式机型。ECE 还计划基于与斗山挖掘机相同的电动动力箱技术开发200千瓦电动拖拉机和17吨电动轮式装载机。

此外，许多城市和国家都在瞄准净零碳的未来，需要改变各种车辆和机器的电源。IDTechEx 在其讨论其最新报告“2022-2042年建筑中的电动汽车”结果的新闻稿中指出，许多建筑设备制造商和零部件供应商意识到需要过渡到替代电源。

从目前市场上的产品可以看出，紧凑型机器将成为该行业的起点。这是由于它们通常更轻的占空比需要更少的能源使用。电池尺寸可以更小；组件和充电需求低于大型机器所需，具体取决于应用。

IDTechEx 指出10 吨以上的挖掘机约占建筑设备总二氧化碳排放量的46%，因此为这种机器类型寻找替代解决方案至关重要。超过20吨的机器电气化将需要超过300千瓦时的能源来维持8 小时的工作日。

混合技术被视为大型机器的即时选项。这将允许使用更小的电池，并且可以使用能量回收等解决方案来帮助机器的动力功能。其他解决方案也正在研究用于大型机器，例如电池更换（通常用于电动地下采矿设备）和电缆操作。

该部门还需要确定如何最好地为这些机器充电以及为客户带来成本效益。对于较小的机器，IDTechEx 认为电动相对于柴油的成本略微增加将足够适度。电机带来的燃料成本和维护成本的降低将提供足够的节省来抵消设备的额外初始成本。目前，更大的机器被认为成本较低，原始设备制造商和客户可能需要监管和财务支持来帮助市场吸收。

尽管电动建筑设备仍有许多挑战需要克服，但该行业看到了足够的好处，可以继续投资这项技术。IDTechEx 预测，到2042年，全球电动建筑设备市场的年复合增长率将达到25.6%，达到 1050亿美元。

（来源于iHydrostatics静液压）