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          “新能源金獎”產品評測首戰開啟,三一電動汽車起重機實力幾何?

          匠客工程機械 評論(0)

          來源:匠客工程機械

          全球減碳行動之下,工程機械行業主力機型技術創新升級步伐加快,作為中國工程機械企業轉型升級、貫徹落實“雙碳”目標的重要成果,新能源產品在市場嶄露頭角?!?022中國工程機械年度產品TOP50”也首次設置“新能源金獎”,并于4月16日評選出了首批“新能源金獎”產品。

          為推動工程機械企業更好的實現“雙碳”目標,由國家工程機械質量檢驗檢測中心指導、《工程機械與維修》雜志主辦方對獲得新能源金獎的幾款產品開展實地評測實驗。2022年6月28日-7月3日,“2022中國工程機械年度產品TOP50”“新能源金獎”產品評測的第一站在湖南寧鄉三一起重機園區開啟,對三一STC250E5-1混動版汽車起重機和三一STC250BEV純電動汽車起重機兩款產品進行為期一周的實地評測。

          此次2022中國工程機械年度產品TOP50評測小組由來自國家工程機械質量檢驗檢測中心的技術人員、《工程機械與維修》編輯以及快手大V“匠嘴說機”團隊組成,對兩款汽車起重機就支腿伸縮、待機、臂架伸縮、變幅、起升,以及起重上裝的回轉和噪聲等一系列工況展開測試,其中STC250E5-1混動版汽車起重機需要分別進行用電模式和用油模式兩個狀態下評測。

          探析節能密碼

          電能消耗量試驗(作業工況)

          01 檢驗對象

          三一STC250E5-1混動版、STC250BEV純電動汽車起重機

          02 實驗環境條件

          2022年6月28日,多云,24-30℃,風向南風,風速1.6-3.3m/s

          03 主要儀器設備

          多功能風速儀、傾角儀、聲級計、功率分析儀、油耗儀、50%額定起重物料(輔助裝備)

          04 試驗場地

          平坦、水平、硬實的混凝土地面,傾斜度不大于1%

          在對三一STC250E5-1混動版汽車起重機的測試現場了解到,依據作業工況電能消耗量的計算參照(GB/T39416-2020)規定,能效部分當中支腿伸縮測試分別需要在高速和低速兩種工況下進行,其中高速占70%,低速占30%,支腿伸縮工況在整個測試權重中僅占1%且要經過數次循環測試求取平均數,盡管占比非常小,但評測小組為保證數據準確可靠,仍然在悶熱的天氣環境下有序推進各項評測。


          得益于工作人員的精準測量技術和時間把控,第一項支腿伸縮工況的評測很順利,初步顯示該工況的耗電量為4.7035KW·h/h(千瓦時)。國家工程機械質量檢驗檢測中心評測官李逍遙表示,根據標準要求,電能消耗量試驗的樣機要具備制造商規定的起重作業所需的工作裝置,在支腿伸縮工況測試時起重機應處于駐車狀態,水平支腿和垂直支腿由全縮狀態運動到全伸狀態,再運動到全縮狀態,記錄每次伸縮過程的時間和電能消耗量且試驗過程中支腿油門分別置于起重機制造商規定的支腿工作時電動機的最低速和最高速位置,測量應重復進行5次。

          “下面測試的是高速狀態下的臂架伸縮工況,起重機主臂從全縮到全伸計為一次循環,剛才完成的5次怠速狀態伸縮循環的耗電量是10.8424KW·h/h(千瓦時),將它平均到每個循環上,最終計算到整個能耗測試數據中...”嚴格遵循工況運行要求,直擊設備性能關鍵點,評測項目在技術人員專業的指揮下和園區的機械轟鳴聲中持續進行。

          在整個的評測過程中,變幅工況與起升工況是相對較為繁瑣的兩步,根據李工現場解釋,變幅工況同樣需在怠速和最高速兩個狀態下進行,怠速工況下,又細分為基本臂變幅、中長臂變幅以及中長臂額定載荷下的變幅;高速工況下分為基本臂變幅與中長臂變幅。起升工況則較變幅工況多一步高速工況下的中長臂額定載荷下的變幅,上述的所有步驟均需經過多次循環測試計算結果。


          柴油消耗量試驗

          (作業工況)

          01 檢驗對象

          三一STC250E5-1混動版

          02 實驗環境條件

          2022年6月29日,陰,25-32℃,風向東風,風速1.6-3.3m/s

          03 主要儀器設備

          多功能風速儀、傾角儀、功率分析儀、油耗儀、50%額定起重物料(輔助裝備)

          04 試驗場地

          平坦、水平、硬實的混凝土地面,傾斜度不大于1%(作業性能試驗場地)

          “混動”是目前起重機電動化最合適的解決方案?,F場三一技術人員表示,STC250E5-1混動版自發布以來曾參與廣州地鐵12號線施工,吊裝鋼結構等建材,主臂長度:32m,作業高度:30.9m,吊載重量:1~4噸。作為行業首創25噸插電式汽車起重機,這款產品在2021年的銷量在同類產品中遙遙領先。


          伴隨6噸載重物徐徐升起,緩緩降落,數次的循環計數后,起升工況的供電模式能耗測試結束。緊接著工作人員將油耗測試儀安裝在設備上,油耗測試儀的作用可以更精確的檢測出設備每做完一個動作所消耗的柴油量。評測小組在稍作調整后開啟了對STC250E5-1混動版供油模式的評測。


          基于供電模式的評測流程經驗,現場工作人員配合提速,對設備進行二次調試、對供油模式下數據記錄、對場景工況的快速切換等等,耗時不到一天完成了相同工況下供油模式的評測數據記錄。烈日夾雜著微風,汗水與數據相融,評測小組成功解鎖下一階段的噪聲測試實驗。

          機外輻射噪聲試驗

          (作業工況)

          01 檢驗對象

          三一STC250E5-1混動版、STC250BEV純電動汽車起重機

          02 實驗環境條件

          2022年7月2日,多云,25-35℃,風向東風,風速0.3-1.5m/s

          03 主要儀器設備

          多功能風速儀、傾角儀、聲級計、噪聲測試系統、50%額定起重物料(輔助裝備)不低于11.4m的噪聲傳感器放置高空桿

          04 試驗場地

          平坦、水平、硬實的混凝土硬反射面,并且從聲源中心至低測點(測量半球面半徑)最大距離三倍 16 m 的范圍內無聲反射體。(作業噪聲實驗場地)

          “定置作業循環工況時,機器的縱軸與x軸應保持重合,機器的前端應朝向x軸線的正方向,機器中心點應近似位于半球面中心點的垂線上方。同時在機器行駛工況時,機器行駛路徑的中心線為x軸,且機器的縱軸與該軸重合?!备S李工布置噪聲測試現場時了解到,噪聲測試的環境條件要求更為苛刻,降雨、降雪、冰雹天氣及地面有積雪時,溫度低于-10℃或高于+35℃時,風速超過8 m/s時均不能進行噪聲測量。

          起重機測量面位置及傳聲器的位置示意圖

          設備的噪聲測試可細分為起升工況、回轉工況、變幅工況以及臂架伸縮工況,其中起升工況相對其余三個動作較為簡單,即起重機起吊額定起重量50%的重物,選擇合適的臂架長度,測量時間持續15s~20s。

          然后根據噪聲傳感器收錄的信息以及噪聲測試系統計算數據,依據規定(GB/T 17248.2)以上所有工況至少測量三次。

          根據三一STC250E5-1混動版的產品介紹,它曾在施工現場實測噪聲比傳統燃油機型低很多,直接采用380V工業用電進行施工并得到甲方好評,這一點從現場實測近4個小時設備不間斷工況切換中可以明顯感受到,兩臺設備的噪聲測試實驗數據也在司機師傅熟練的駕駛運行下有條不紊的收錄完畢。

          “上裝分為用電和用油,用油就是測試發動機,根據初步所得數據我們測試發動機的噪聲非積權這個噪聲值沒有超過限值。對于用電模式的噪聲評測因為目前并沒有標準可以參照,所以我們依據油機的標準方法去進行評測,初步來看供電運行狀況下相對油機運行時的噪聲更低一些”在現場噪聲測試完畢后李工依據現有的數據采樣對噪聲評測做出了初步評判,最終數據報告還需等待技術人員回去經過計算才可得知。

          路遙知“馬力”

          電能消耗量試驗(行駛工況)、充電性能試驗(雙槍快充)

          01 檢驗對象

          STC250BEV純電動汽車起重機

          02 實驗環境條件

          2022年7月3日,多云,25-35℃,風向東風,風速0.3-1.5m/s

          03 主要儀器設備

          多功能風速儀、傾角儀、聲級計、功率分析儀、充電樁(輔助設施)

          04 試驗場地

          試驗跑道的縱向坡度為 0.2%,橫向坡度為1.0%。

          三一獲得新能源金獎的另外一款產品STC250BEV純電動汽車起重機的測試方法與混動版相同,按照標準(GB/T39416-2020)分段測試,對每一種工況進行分解確保起重機每一個工作狀態的能耗都被精準檢測到,根據記錄數據在進行權重分配計算。國家工程機械質量檢驗檢測中心劉佳星表示,“由于該款產品的底盤與上裝均為純電,因此STC250BEV還需單獨加測一項路跑能耗測試,在行駛狀態下采集電機實際消耗電量的數據進行平均分配。同時在這一項的能耗測試中,我們會分別以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h的時速去行駛固定公里數,依據對應的耗電量求得比較經濟的時速?!?/span>


          在進行連續的路跑數據記錄后,現場來到了評測的最后一個環節,對STC250BEV進行充電測試。根據該產品的介紹,它可實現單槍快充2小時,雙槍快充1.2小時并且可實現邊充電邊作業,為直擊“快充”核心,在三一園區內的充電樁直接選取雙槍快充進行測試。依據日常工作使用情況和保障電機電池性能,本次的快充測試電量從30%開充至100%,最終耗時54:08秒后STC250BEV的電量回歸滿電狀態。


          “這個成績已經算是比較快的了,”李工表示,“從30%起充測試是屬于合理范圍,既保護電池性能又屬于日常工作經常起充的電量范圍,而且STC250BEV電機中的電池為鐵鋰電池不是電容電池,它在這個品類中的充電速度已經很不錯了?!?/span>

          至此,2022中國工程機械年度產品TOP50評測第一站的兩款產品所有評測項目全部結束。

          值得一提的是,在整理現場數據時數據評測小組發現就油電耗費成本來看,用電確實比用油節省了不少費用。以三一STC250E5-1混動版為例,它在插電模式下每小時作業電能消耗量為20 K·Wh,用油模式作業燃油消耗量為11.17 L/h,經過簡單的油電成本計算(以油價8元/升,電費1元/度計算,平均每小時可節省約69元),它在產品實際使用過程中,電耗與油耗的比值趨近1:3,省油表現更加理想。三一也曾在這款產品的宣傳中表示,可實現每年為用戶降低60%的運營成本,讓用戶提前一年回本,當然這也是綜合各種因素來看,最終的結果需等待技術人員回去進行一系列計算求證。

          通過國家工程機械質量檢驗檢測中心歷時一周的專業測試,對于三一這兩臺設備噪聲和能效方面測試的初步結果還是不錯的,詳細和準確的報告將會在近期出爐。其實對于用戶來說設備的配置和參數并不是他們最關心的,用戶最關心的還是它的經濟性,以電動起重機為例低廉的使用成本加上不亞于燃油動力設備的工作效率足以讓更多用戶暢想未來,另外它的環保性也不容忽視,無論是從排放還是噪聲來看,新能源產品的各項性能指標都在向雙碳戰略靠攏。

          2022中國工程機械年度產品TOP50評測將持續進行中,取特定工況,深入一線,面向用戶全面解析新能源產品的技術特點和價值回報!

          附:本次評測檢驗依據標準

          GB/T 20062-2017   流動式起重機作業噪聲限值及測量方法

          GB/T 21153-2007   土方機械 尺寸、性能和參數的單位與測量準確度

          GB/T 39416-2020   汽車起重機燃油消耗量試驗方法

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