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P86 多重因素共促锂电叉车发展

来源:2017年第10期(总第210期) 作者:本刊记者 赵皎云/文 浏览:

        近几个月来,“锂电”一度成为工业车辆行业的热门话题。特别是永恒力、比亚迪等叉车生产商纷纷接到大笔锂电池叉车订单,在业界产生了不小的影响。一些业内人士认为,锂电叉车大有替代传统铅酸蓄电池叉车的趋势,工业车辆锂电化时代已经到来。
 
优势凸显
       锂电池主要是指在电极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类电池。资料显示,1991年日本索尼公司发布了全球首个商用锂离子电池,将其作为电子产品的动力来源。随后,锂离子电池革新了消费电子产品的面貌,并进一步在新能源动力领域得到应用和普及。
 
       2013年,比亚迪依托其在磷酸铁锂电池领域的领先优势,正式向市场推出全球首款搭载锂电池的电动叉车。经过几年的实践与发展,比亚迪锂电叉车在环保、高安全、长寿命、免维护,以及快速充电和随充随用等方面表现出的出色性能得到了市场认可。目前,比亚迪已经推出了包括平衡重式叉车、前移式叉车、托盘搬运车、堆垛车、牵引车等多个系列在内的几十款锂电叉车产品。
 
       据比亚迪叉车销售总经理曾石生介绍,锂电叉车与传统内燃叉车相比,“油电差价”会带来巨大使用成本差。“铁电池”叉车在使用过程中耗电费用约占内燃叉车使用成本的15%左右,双班制下每年每台叉车可为客户节省将近十万元。与铅酸电池叉车相比,在同样工况下,铁电池叉车4000次循环充放电后容量保持率仍超过75%,电池寿命更长,可用十年以上。而铅酸电池使用寿命约1000次左右,每两年左右需要更换一块电池,十年需要更换4块铅酸电池,按每块2万元计算,可节省更换费用8万元;另外 “铁电池”充电效率高达98%以上,而铅酸电池充电效率低于70%,两班制的企业每年可节省电费约3万元;此外还节省维护成本,铁电池采用全封闭设计,免维护,大幅度节省了维护成本。
 
       同时,从政策要求与市场环境来看,北京自2015年1月起要求非道路动力机械达到国四排放标准,预计全国将在2019年开始实施国四排放标准。日益严峻的能源形势和环保压力也迫使叉车生产企业不得不寻找更加经济、环保、便于维护的动力来源,既要满足国内相关法律法规,又要瞄准国际发展方向。
 
       在此背景下,锂电叉车的市场接受度不断提升。根据中国工程机械协会工业车辆分会2017年首次新增的锂电池叉车统计数据显示,截止2017年6月30日,全国共销售锂电池叉车3236台,其中电动平衡重叉车1681台,电动乘驾式仓储叉车42台,电动步行式仓储叉车1513台,锂电池电动牵引车51台。
 
投入积极
       记者在采访中发现,虽然目前锂电池叉车在电动叉车市场份额中的占比不大,但叉车企业对该领域的投入却十分积极。除了比亚迪外,林德、永恒力、合力、杭叉、中力、诺力、如意等企业也推出了各自的锂电产品。
 
       诺力机械股份有限公司专注于生产高效节能电动工业车辆,从2003年起先后开发了电动搬运车、电动叉车和高空平台等四个系列,共计200多个型号的电动工业车辆。该公司技术研发负责人指出,近年来,基于中国经济增长方式的转变、环保意识的提升、电商行业带动下的现代仓储设施投资加大,以及制造业转型升级等多重因素的影响,中国电动叉车和仓储叉车在市场规模、技术提升等方面出现了明显的进步。特别是今年以来,国家和地方相继出台针对非道路移动机械的排放标准,也促使节能环保型仓储物流设备生产也将更符合市场发展趋势。为此,诺力也将环保、使用便捷作为未来的产品发展方向,全系列产品均可实现锂电池配置。
 
       作为国内叉车领域的龙头企业,杭叉集团股份有限公司也在持续加大电动叉车领域的研发投入,包括大吨位电动叉车、电动仓储车,以及锂电池等新能源叉车。杭叉集团股份有限公司技术负责人特别提到,传统铅酸蓄电池由于制造、回收、充电过程存在污染,充电时间长、使用维护要求高、寿命短等弱点,正不断受到来自锂电池、超级电容等新技术的挑战。据介绍,目前,杭叉集团正积极与国内多家锂电池、超级电容供应商合作,通过整机与储能装置的合理匹配,打造更环保、更安全、更高效、寿命更长的新能源叉车。
 
       不仅是国内叉车企业,外资企业在锂电叉车产品方面的布局也不容小觑。永恒力叉车售后服务部服务经理朱国怀表示,锂电池作为电动叉车业最具前景的储能技术,永恒力很早就开始关注,并一直与合作伙伴一起积极研发锂离子电池技术。2011年,永恒力在小吨位的1.2吨电动托盘车EJE112i上开始批量选用24v40AH锂电池。随后,永恒力将锂电池的应用进一步拓展至电动堆高车以及平衡重叉车、前移式叉车等一些常用较大吨位的叉车车型中,锂电池容量也不断提升。2017年,永恒力又推出了可用于3-5吨平衡重叉车及三向堆垛车等重型叉车的80V500AH高电压高容量锂电池。几年来,永恒力已经在欧洲市场销售了数千台各种类型的锂电叉车,并于今年开始向中国用户提供这些产品。
 
瓶颈尚存
       需要强调的是,锂电叉车与传统电动叉车的区别并不仅是替换电池那么简单。曾石生告诉记者,锂离子电池和铅酸电池是两种不同体系的动力电池,电池原理也不太一样,铅酸电池叉车改为锂电叉车不是一种简单的电池切换,这涉及到一整套完整的系统匹配和技术支持,是一种新技术和结构的转化,需要有足够的技术储备和经验积累才能实现。
 
       朱国怀也提出了类似的观点。他认为,除了个别企业外,目前国内锂电叉车的整体技术水平并不高。相关企业要想真正涉足该领域,必须突破一些技术瓶颈,如电池一致性、电源管理系统(BMS)匹配性等。
首先,电池的一致性。
 
       动力电池产品要做到安全、高能量密度及较好的高低温性能,需要具备较高的一致性。据了解,目前比亚迪的电池生产基地内部采用最先进的全自动化生产线,具有高精度、高速度、高智能化等特点,确保电池生产过程中智能自动化的精密控制,保证电池生产的一致性要求。整条生产线的关键性工序装配了业内最先进的生产设备,同时也配置了由比亚迪自主研发的自动装配线,代表了比亚迪当前装备技术的最高水平。
其次,电源管理系统(BMS)的匹配性。
 
       电池管理系统作为实时监控、自动均衡、智能充放电的电子部件,起到保障安全、延长寿命、估算剩余电量等重要功能,是动力和储能电池组中不可或缺的重要部件。它通过一系列的管理和控制,确保电池和车辆的安全、正常运行。
 
       据了解,比亚迪、永恒力等企业均采用了自行设计生产的电源管理系统,实现车辆性能、效率、安全性和舒适性达到最佳状态。
 
       朱国怀还提到,目前大多数锂电叉车都是沿用铅酸电池的车身,没有发挥出锂电池体积小,能量密度高的特点。对此,他建议相关企业应按照锂电池的尺寸设计车辆,使得车型更加紧凑,操作更加便捷。
 
理性对待
       尽管在国家政策引导和环保压力下,新能源车辆的前景备受看好,但锂电并非叉车企业打开新的市场空间的唯一选择。预计未来几年内,锂电、燃料电池,以及内燃发动机等多种动力来源仍将并存发展。
 
       一方面,一些发动机生产企业积极进行技术改进,通过对发动机本身的结构、性能和形式的改善来减少污染物生成。2017年8月,世界上最大的发动机制造商美国康明斯公司在印第安纳州哥伦布技术中心的发布会上推出了其最新的动力解决方案与多元能源产品线。据悉,康明斯的“准零排放”天然气发动机技术采用“当量燃烧+冷却EGR+三元催化剂”的技术路线,可将氮氧化物从目前的0.2g/hp-hr降低至0.02g/hp-hr,且该技术将应用于ISB6.7G和ISX15 G,成为实现零排放的一条可靠技术路径。
 
       另一方面,近年来,我国大力扶植和推广新能源汽车带动了燃料电池技术的快速发展。燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。由于氢燃料作为能源具有无污染、效率高、可循环利用的特点,因此被认为将会成为21世纪最理想的能源。
 
       2017年9月19日,由亿华通动力科技有限公司研发的首台燃料电池发动机,在张家口创坝产业园内张家口燃料电池生产基地正式下线,标志着河北省首条自动化氢燃料电池发动机批量生产线正式投产,年产能为2000台。该公司生产的氢燃料电池发动机将装配福田公司生产的欧辉氢燃料电池客车,首批百辆氢燃料电池客车年内将在张家口批量上线运营,助力2022年冬奥会。
 
       而在叉车领域,2017年4月,电商巨头亚马逊收购氢能源龙头企业Plug Power Inc公司23%的股权,并计划为旗下11个大型仓库中的电动叉车更换Plug公司的氢燃料电池。此举使燃料叉车受到行业和市场的高度关注。
 
       上海欧链供应链管理有限公司首席运营官刘世宏认为,叉车在探索新能源技术应用方面具有许多天然的优势,比如:(1)作业状态稳定,叉车的工作强度、作业空间比较固定,有利于进行新能源的测试和应用;(2)方便新能源的添加,氢能源需要加氢站,电池需要充电,在叉车上使用可以规避汽车行业的续航里程的限制弊端;(3)用量大,便于商业运作,待技术成熟后可向流动性和管理难度更高的商用车领域推进;(4)推广对象为企业级用户,政策补贴等环节更容易控制。
 
       对于叉车行业和广大用户来说,新能源的转化是一个加速的过程,因此应该认清趋势,早做准备。具体到叉车企业,如何在新一轮竞争中占得先机,还需根据自身情况做出判断与选择。



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