【2024CM TOP50】沃尔沃孟莹：VOLVO L120-电动装载机的技术升级之路

2024年4月2日，由中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司指导，《工程机械与维修》杂志主办，匠客工程机械承办的“2024中国工程机械年度产品TOP50颁奖典礼”在北京盛大举行。在工程机械产品发展（北京）论坛上， 沃尔沃建筑设备技术(中国)有限公司装载机及路面机械整机平台部门负责人孟莹发表了题为《VOLVO L120-电动装载机的技术升级之路》的精彩主题演讲。

沃尔沃建筑设备技术(中国)有限公司装载机及路面机械整机平台部门负责人 孟莹

沃尔沃建筑设备在新能源装载机领域的研发历程

沃尔沃建筑设备过去很多年一直深耕电动化的研发。

LX01混动装载机

在2018年，推出了Volvo LX02，是沃尔沃在电动化路程中，推出的第二款原型机。在这款原型机的基础上，沃尔沃开发了紧凑电动化平台，验证了技术和商业的可行性。在LX02的基础上，沃尔沃于2022年正式将L20/25在全球范围内推向市场。

L120装载机是沃尔沃最新量产的一款电动装载机，集成了沃尔沃多年在电动化道路上的技术积累，已经于2024年2月底首先在中国工厂开始量产，下一步将从中国开始逐步扩展到全球市场。

沃尔沃L120 电动装载机

当今世界正在向绿色可持续新能源转变。 作为沃尔沃集团的一员，我们致力于建设我们想要生活的世界——一个以可持续、高效与和平的方式取得进步的世界。 我们坚信，通过优先考虑可持续实践，不仅可以为更美好的未来做出贡献，还可以为企业带来长期的成功和繁荣。

沃尔沃 L120 电动装载机

沃尔沃 L120 电动装载机就是最好的证明，它兼顾可持续发展和致力于客户的商业成功。 该机器以其卓越的能源效率、卓越的生产率以及更安全、舒适的操作脱颖而出。 它显著降低了TCO（用户总使用成本），并加快了投资回报。 选择沃尔沃的电动装载机就等于选择了更环保、更具成本效益且高性能的解决方案。

更省

在我们的能耗测试中，沃尔沃L120电动装载机的效率更高，每度电可以装载高达13吨物料, 同期测试其他竞品不超过10吨。

如何计算油车换成电车的成本对比，最主要的参数之一就是单位时间内，同等生产力前提下的油电比，也就是多少度电耗等同于每升柴油的消耗。测试结果显示，沃尔沃120电动装载机和国内竞品油车的油电比能够达到2.5，也就是2.5度电可以等同于1升柴油的生产力。而竞品的油电比在3左右。

省，不止于省

通过速度踏板与制动踏板的结合，使用智能主动能量回收系统。

更快

在电动化时代，变速箱依旧是核心零部件。沃尔沃集重新设计了的电动变速箱，并未做任何硬件和功能的裁剪，在完全继承了传统变速箱的优势前提下，配合电机控制，开发了动力换挡技术，换挡更加平顺舒适，并保证动力无中断，无冲击，无论是从性能、可靠性以及零部件寿命，都值得信赖。

与竞品选用市场供应商提供的通用低速大扭矩永磁同步圆线电机完全不同的技术路线，沃尔沃电动装载机选用了和沃尔沃卡车联合开发，并具有知识产权的高速永磁同步扁线电机，更加适合大负荷重载工况。

相比之下，沃尔沃的电机能量密度更高，效率更是高出10%以上。而且调速性能更好、动力输出更加平顺、能量回收效率更高。最重要的是更加适应于装载机的大驱动力工况，不容易产生大扭矩、大负荷情况下的高温保护故障。

更懂你

短循环的工况中，新的传动动力系统，软硬件结合，使得整车在不切断动力的前提下，利用智能能量回收为整车减速，从而实现前进/后退快速并平稳地切换，实现顺畅的动力换挡。

无感式的动力换挡，并且保证不会对传动系统产生冲击，保证了传动系统寿命的同时提高生产力。在车辆上下坡的过程中实现自动姿态识别，并通过电机能量回收的方式自动降低车速，实现下坡缓行。让驾驶员在满载上下坡，或者进行堆料作业施工时，不用一直踩住刹车，或者因操作不当误松刹车，导致向后快速溜车造成的整车倾覆的安全隐患。保证了安全，提高了生产率。

电动装载机未来技术路线的探讨

电动化和系统的效率提升相互依存，相互促进的过程

只有电动化，没有效率的提升，是不行的。电动化通过能量回收，实现按需供电，降低怠速损失。电动化未来的适用范围扩大，设备有更低的总使用成本。装载机在电动化过程中，最大的效率提升是动力源的热效率提升，从内燃机的35%左右的热效率能够提升至85%-95%。另外装载机电动化的天然优势，是可以取消原先柴油装载机上的液力变矩器，从而大幅度提高整个传动系统的效率。

但是，从我们对目前整个电动装载机市场的了解，目前大多数厂家还依旧忽视了液压系统的效率提升，依旧保持了老式的定量泵系统。

低速大扭矩动力总成向高速电机动力总成过渡

低速大扭矩电机方案，可以配合现有的机械传动箱快速完成油改电的部署，在电动卡车和电动装载机目前应用广泛。但是电动装载机不同于电动卡车，电动装载机需要经常处于 “ 堵转 ” 状态下工作，这就对低速大扭矩电机在散热和效率端提出较大的挑战。

不同于低速电机方案，高速电机动力总成方案从额定转速1500转，提升至7500转以上。调速更快，高效率范围更广，能量密度更高，更适合装载机的 “ 堵转 ” 工况，以及给更高效率的动能回收提供了技术可行性。其技术难点是，需要配合更加复杂的高速变速箱方案，以及高度集成的动力总成控制策略。

圆线电机向扁线电机过度

扁线电机的高效率区间相比圆线电机明显更大，这使得整车在更大的调速区间内都具备更高的效率。

液压系统效率提升

在传统油车时代，由于发动机作为单一动力来源，这就制约了动力源的数量，另外由于在装载机产品上，需要同时兼顾行走系统和液压系统，这更加限制了液压系统必须要通过泵控+阀控的方式。

目前国内市面上的装载机，很多还停留在定量泵为主要动力源的方案。这将更加显著地降低了系统效率。

我们认为，未来电动装载机，液压系统会最终走向分体式电控液压系统，调速由泵控和阀控改为电机调速控制为主，泵控为辅，并逐步取消节流控制，铲斗卸料和大臂下放的能量回收会成为可能。

更加高效的整车热管理系统

在油车时代，热管理的主要内涵是散热，而制热成本相对低廉。在电动时代，制热由于功耗大，成了续航和效率提升的主要难点之一。

如何设计一套适合装载机的、更加高效的整车热管理系统，是另一个技术迭代热点。主要的思路转变是，我们要从单纯的制热+散热的思路，逐步转向为如何更加高效地在不同系统之间搬运热量。

车互联+车辆智能后台管理系统/产品+服务

在电动化时代，车互联网已然是必备基建。然而如何用好数据、服务好用户是关键。

远程故障诊断+智能故障预测。5G车联网的应用，更高的数据通道，会使远程故障诊断陆续成为服务的标配。关键数据的实时监控，配合后台算法，可以使故障隐患被提前发现，驱动设备从故障维修向故障预处理转型。租赁商客户对于设备数据监控以判断各种工况的设备运行状况，有非常直接的需求。

充电规划+场景服务。目前，绝大多数用户是由油车用户转型而。电动化，对用户是新体验、新应用，特别是在充电规划和充电管理方面。应用好设备数据，为用户量身打造充电补能方案，提供更经济的充电策略是关键。

智能驾驶

LX03是沃尔沃建筑设备于2021年开发的新一代无人驾驶平台。在现有电动平台的基础上，我们将来会焦距智能无人驾驶在装载机产品线上的创新。目前，我们已经把其中智能辅助驾驶部分陆续应用至现有产品线。

未来可期，敬请期待……

责任编辑：LuYue