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电动化趋势下的非道路设备用移动液压系统的三条路径

商用车

2024-10-17

Blake Griffin

Blake Griffin

研究经理

Blake是自动化系统、工业数字化和非道路移动机械电动化方面的专家。自2017年加入 Interact Analysis 以来,他撰写了有关低压交流电机驱动器、预测性维护和移动液压市场的深入报告。

以下信息摘自我们最新出版的《非道路设备用移动液压系统》报告,概述了非道路设备用移动液压系统市场的最新动态,如需了解更多内容,请下载报告样本。

在非道路设备领域,大多数专业人士已经将动力系统的电气化视为一种不可逆转的发展趋势。尽管如此,关于电动化推进的程度、时间点和具体技术路径,各方意见不一。当讨论到电动化如何影响设备的工作性能时,专家观点变得更加多元和复杂。

许多非道路设备制造商(OEMs)认为,对液压系统进行优化升级——该系统往往也是非道路设备中效率最低的部分——是实现电动化目标的关键一步。相关改进措施既有提升现有液压组件的效率,也有彻底替换整个液压系统。每种方案的适用性均需要基于设备的大小、功能复杂度以及其他相关因素进行综合考量。

而在我们看来,在电动化趋势下,未来非道路设备用移动液压系统的可以分为以下三类:

  • 电动动力系统与集中式液压系统的结合
  • 电动动力系统与分布式液压系统的结合
  • 用电动机替代液压系统

随着电动化趋势的推进,我们用数月时间与液压系统供应商、非道路设备制造商进行深入访谈,收集了关于不同系统适用性的宝贵意见。这些反馈帮助我们对各种系统的优劣进行权衡,并就它们在未来非道路设备领域的适用性提供了建议。

非道路设备动力系统电气化进程究竟有多快?

众多液压供应商面对电气化浪潮,心态不一:一些担忧其可能对市场构成威胁;而另一些则将其视为推动创新和实现产品差异化的机会。在这一背景下,我们希望首先分享我们对于非道路设备电气化趋势发展速度的看法。

以下是基于我们与非道路设备制造商的讨论、行业公告以及促进电动化的相关法规得出的预测。下图展示的电动化非道路设备未来市场预测摘自Interact Analysis年度更新的《非道路车辆》研究报告。

纯电动非道路设备的未来市场销量预测(不包括叉车和高空作业平台 – 目前已达到较高的电动化水平)。

您或许首先会注意到,截至2030年,非道路设备的电动化进程并未如预期那般迅猛。尽管过去十年中,电动化一直是业界热议的话题,但实际采用情况却相对缓慢。这种缓慢的应用速度可以归因于多种因素,包括电池技术的限制——尤其是在性能和成本方面,以及设备制造商在推动重大技术转型时普遍持有谨慎保守的态度。

我们预测,到2030年,纯电动非道路设备销量将达到约15万台(不包括叉车、臂式和剪叉式高空作业平台)。2030年年被视为非道路设备电动化的关键年,因为许多设备制造商已经将其作为实现一系列环保和可持续性目标的关键节点,因此我们预计,从2030年起,非道路设备市场的电动化进程将会明显加快。

非道路设备用移动液压系统支持电气化的三条路径

随着电气化的临近,非道路设备用移动液压系统供应商面临一个问题:应该如何调整自己的产品组合以适应市场变化。我们预计非道路设备用液压市场将朝着三个不同的方向发展:

1、电动动力系统与集中式液压系统的结合
在追求可持续发展的过程中,非道路设备制造商通过电气化改造设备能够获得收益。这种改造在很多情况下并不需要对设备的液压系统架构进行大规模的调整。特别是在采用集中式液压系统的设计中,可以通过一个或几个中央泵来驱动整个设备的液压系统,这种方式在特定应用中非常实用。同时,这种改造方法成本低,并且涉及的重新设计风险最小。
尽管液压系统的电气化改造风险最小,但这并没有根本解决传统液压系统架构的效率问题。在集中式液压系统中,液压系统的损耗依然较大。因此,由于电池技术的限制,对于大型设备或具有复杂工作功能的设备还是很难实现电气化。

2、电动动力系统与分布式液压系统的结合
在分布式液压系统的架构中,设备的各个工作功能能够实现独立控制。以挖掘机为例,其三个核心工作功能——动臂、斗臂和铲斗——各自需要不同的压力以达到最佳运行状态。在这种设计下,每个工作功能都配备有专属的电机、泵和油缸来精准控制其运动。
尽管这种分布式系统相比于集中式系统在效率上有提升,但它通常需要更多的电机,这在多数情况下会导致整个系统重量的增加

3、用电动机替代液压系统
液压系统供应商面临的最大挑战可能是液压系统的完全替代问题。一些设备制造商已经开始尝试用电动系统完全替代液压系统,尤其是在较小型的机器上,这些机器主要用于城市环境中。例如,装载机是最早可能实现完全液压系统替代的设备类型之一。
2022 年,斗山山猫(Doosan Bobcat)与穆格建筑(Moog Construction)合作推出了全电动紧凑型履带式装载机——山猫T7X。这款设备是市场上首批全电动的非道路设备之一。尽管这款设备简化了整个系统的设计,但由于其价格明显高于非电动替代品,目前其市场应用仍然有限。尽管如此,这一创新为市场提供了一个观察哪些设备可以合理地进行液压系统替换的机会。

写在最后

在非道路设备市场中,各种液压系统架构均有其特定的应用场景与优势。随着技术的进步与市场的发展,这些不同架构的液压系统将逐渐融合并形成互补。而究竟选择哪一种技术路径,则将更多地取决于设备的具体应用需求和操作特性。但,非道路设备用液压系统市场正站在一个关键的转型点上。
由于设备设计变更从测试到市场推广往往需要3至5年甚至更长的时间周期,随着2030年可持续性目标的临近,设备制造商正在加快设计变更的步伐。液压系统的改进,作为一个容易实施且效果明显的方案,或将成为实现这些目标的优先选择,这为液压系统供应商带来了一个提升市场竞争力的机会。
如需了解更多信息,请下载《非道路设备用移动液压系统》报告样本或直接联系分析师BLAKE GRIFFIN