技术不应该是神秘的,而应该是通过通俗易懂的语言让大众所熟知。
本文作者企图用最通俗易懂的语言来说清楚当下大家最关注的电动拖拉机,尤其是增程式拖拉机和插混式拖拉机诸多事情,本文不是技术普及,更多的是经营战略与营销策略的探讨。
在《技术探秘:说尽混动拖拉机的玄机!(上)》中,我们已经对增程式、插混式两种混动拖拉机的概念做了详细的描述,接下来要对两种技术路线的优劣性进行对比分析,所谓有比较才有鉴别,通过多维对比,有利于大家对两种技术路线的认识。
一、续航时间
从用户的角度来讲,技术往往是黑箱化的,用户可能永远都搞不懂什么是纯电,什么是混动,但只要是电动拖拉机,用户肯定很关心续航时间,就像我们开着电动汽车上路,会不自觉地去看剩余续航时间。
混动拖拉机不仅充分利用了拖拉机企业原有的机械传动技术,还解决了纯电拖拉机续航短的难题。增程式和插混式混动拖拉机因发动机介入,并通过智能控制系统合理分配、使用和回收动能,相较于传统燃油拖拉机更为省油,且工作时间更长,这正是混动拖拉机存在的核心价值。若无此优势,混动拖拉机的发展便无从谈起。
所以,混动拖拉机比纯电拖拉机续航时间更长,能源管理好的混动拖拉机,比传统的燃油拖拉机续航时间更长,这两点要首先说明,否则就失去了发展混动拖拉机的必要性。
再对比两种拖拉机的续航水平。
首先看看增程式电动拖拉机。增程式拖拉机的增程器通常由一台中功率柴油发动机担任,它不直接为拖拉机提供动力,而是在电池电量降至特定阈值后,启动发电机为电池补充电量,所以只要准备足够的柴油,理论上讲增程式拖拉机不存在续航焦虑问题,有研究表明,在满电状态下,增程式拖拉机的续航里程可达到纯电动拖拉机的两倍以上,参考一下汽车行业,岚图FREE增程式汽车满油满电状态下可跑出1458公里,长安启源A07增程式混合动力满油满电续航可达1200公里。所以续航里程和燃油经济性方面,增程式电动拖拉机仍表现出更强的竞争力。
再看看插混式电动拖拉机。插混式电动拖拉机拥有两套动力系统,这两套系统如同动力领域的‘双人舞’,巧妙融合了传统内燃机与先进电动机之长,规避了各自的短板,实现了优势互补,优化了动力分配策略,既保证了动力性能,又提高了能源利用效率。
可见插混式电动拖拉机结合了传统燃油发动机和电动机的优势,比纯电和传统的燃油拖拉机续航能力有本质的提高,然而,插混式电动拖拉机需要充电和加注柴油,在充电桩及能源供给便利的区域,展现出显著优势,与增程式电动拖拉机相比,二者差异并不显著,但是在基础条件差的地方,插混式的区限性就暴露出来了。
整体看,简单地理解,增程式电动拖拉机的续航能力要优于插混式,非常适合没有充电桩或远离人烟的地方长时间工作。
二、动力性能
这方面其实很容易说清楚,增程式电动拖拉机作业时的动力供给是“单打独斗”,也就是由电动机独立工作,而插混式动力供给则是“打仗亲兄弟,上阵父子兵”,属于发动机和电动机的双动力供给和最佳配合,电动机通过电脑控制,可根据发动机的工况瞬间实现动力的补给或大小调整,有专家说是“削峰平谷”,可以实现足量供给、维持平衡、调剂盈余,可见在动力性能上,插混式电动拖拉机优势明显。
具体看,增程式拖拉机动力输出主要依赖电动机,电动机具有“低转速恒扭矩,高速恒功率”的特性,能够提供较为平稳的动力输出,而发动机仅用于发电,不直接参与机械驱动,因此在高负荷作业时,动力输出可能受到发电机功率的限制,且由于能量需要经过“发动机发电-电动机驱动”的两次转换,整体能源利用率相对较低,所以增程式拖拉机适合在电池电量充足的情况下进行作业,但在电池电量不足时,需要依赖燃油发电机,可能会影响作业的灵活性,且适合低速低负荷作业场景。
而插混式拖拉机发动机和电动机可以独立或协同工作,能够根据工况灵活切换动力模式,实现更高的动力输出,高负荷作业时,内燃机和电动机协同工作,提供强大牵引力和爬坡能力;电量充足时,则切换至纯电动模式,高效利用能量。该机型智能切换动力源,平稳输出,适应多种作业场景,尤其在丘陵山坡地等复杂环境,协同工作的动力表现更为出色。
总结看,插混式的动力性能更占优势,虽然结构很复杂,但是两种动力的通力配合,让这一种机型有更好的适应性,尤其是重载大负荷作业,插混式的表现会更好,这就是为什么插混式技术可以搭载到500、600马力以及更大的机型上的原因。
三、使用场景
场景决定需要,近几年场景营销被很多人所重视,国内拖拉机企业要推广电动拖拉机,一定要具备场景营销的意识和相关的知识。
1、增程式拖拉机
增程式电动拖拉机的工作原理是,一般情况下以纯电模式行驶,当电量不足时,燃油发电机组开始发电以增加纯电里程。这种拖拉机更适合以下场景:
一是长时间连续作业。增程式电动拖拉机通过燃油发电机为电池充电,能够有效解决电池续航不足的问题,适合需要长时间连续作业的场景,例如在我国新疆、黑龙江、内蒙古地区,或农垦、兵团系统的大面积、长时间耕作、收割等,另外国内的跨区作业市场也需要增程式拖拉机和联合收获机。
二是缺乏充电设施和加油不方便的地方。增程式电动拖拉机不需要依赖充电桩等外部充电设施,只要有燃油即可继续作业,适合在充电设施不完善的偏远地区或野外作业。
三是对噪声和振动要求较低的场景。由于其发动机仅用于发电,不直接参与机械驱动,因此在作业时噪声和振动相对较小,适合在对环境噪声要求较高的区域使用。
2、插混式拖拉机
插混式电动拖拉机则结合了电力和燃油两种动力源,具有更灵活的工作模式和更强的适应性。它更适合以下场景:
一是高负荷作业。插混式电动拖拉机的内燃机和电动机可以协同工作,提供更大的输出功率,适合高负荷作业场景,如深松、重载运输等,说到这里,很多人可能会想到新疆地区的大规模土壤板结、盐碱化地区的使用场景,20年前新疆地区150马力可以带大五铧犁,如今300马力带大五铧犁,使用插混式拖拉机,在新疆地区可以把拖拉机的马力降下来,使用成本也降下来。
二多种作业模式切换频繁的场景。插混式电动拖拉机能够依据作业环境的实际需求,灵活调整动力模式。例如,在城市边缘的农业园区内,面对耕地、运输、施肥等多种作业模式的频繁切换,插混式电动拖拉机展现出了卓越的适应性。
三是对燃油经济性要求较高的场景。插混式电动拖拉机可以根据工况优化动力分配,提高能源利用效率,适合在燃油成本较高的地区或作业场景中使用
总结看,增程式电动拖拉机更适合长时间连续作业、对噪声和振动要求较低以及基础设施不完善的地区,而插混式电动拖拉机更适合高负荷作业、多种作业模式切换频繁以及对燃油经济性要求较高的场景。
四、制造难度
对于拖拉机生产企业来讲,这部分内容最为重要,因为这涉及企业的技术站队,而技术站队又决定了企业后期的江湖地位,“选择比努力更重要”,选择错了,仗没有开打,就已经输了。
制造难度也是个相对的概念,“难者不会,会者不难”,同样的一种技术路线,对于有基础的企业可能是技术的延伸或技术升级,而对于没有产业基础的企业则是从头再来,所以大家先得有这种相对论的概念,接下来的分析才不会把思路带偏。以下是对比分析:
1、增程式电动拖拉机
增程式电动拖拉机主要由发动机、发电机、电动机、电池组和控制系统组成,可以理解为充电拖拉机。
它的发动机仅用于发电,可以理解为充电宝,不参与机械驱动,整体结构较为简单,这种结构简化了机械传动系统,降低了机械加工的复杂性。
作为增程器的发动机,与传统同级别拖拉机相比,对发动机的要求也降低了,不需要高级的智能化控制系统和机电液协同作业,对发动机的要求就是恒定转速的充电,因此,增程式拖拉机的发动机成本得以显著降低,另外发动机一般是专业的发动机厂提供的,对拖拉机企业来讲并没有什么技术难度。
从控制系统来讲,只要确保发动机在最佳工作区运行,同时合理分配电池和发电机的能量输出就可以,所以控制系统也相对简单。
2、插混式电动拖拉机
插混式电动拖拉机的结构复杂性堪比自走式多功能穗茎兼收玉米联合收获机,后者通过集成板式摘穗单元和滚筒式切割器等收获系统,实现了玉米果穗和秸秆的一体化收获,而插混式电动拖拉机则是将两套动力系统集成到一台拖拉机上,确保了两套系统之间的高效协同。
插混式电动拖拉机包含内燃机、电动机、电池组、动力耦合装置等,结构较为复杂,这种复杂性增加了生产制造的难度,特别是在动力耦合装置和传动系统的集成上。
从控制系统角度来看,插混式电动拖拉机需要更为精密的控制系统,以实现内燃机与电动机的协同运作,以及能量的高效分配,这无疑加大了开发难度,同时对系统的可靠性和稳定性提出了更为严苛的要求。
总结看,增程式拖拉机结构相对简单,工作逻辑也简单,对于技术实力弱的中小型企业,尤其是没有新产品开发能力和电器、数码、液压、软件等整合和开发能力的企业,这种技术路线最容易上道。
插混式拖拉机结构复杂、制造难度大、成本高、技术集成的难度大,更适合于已经有动力换向、动力换挡、CVT底盘技术积累,且有全新产品开发能力,尤其是具备整合电子、数码、液压、软件等最复杂技术整合能力的厂家生产的拖拉机。
这就能解释为什么约翰迪尔、凯斯纽荷兰、克拉斯、一拖、潍柴雷沃等有底盘开发能力的跨国公司和国内头部企业会选择插混技术路线,而沃得、东风农机、英轩、铠特等会选择玉柴的增程式技术路线的原因了,适合的才是最好的。
五、制造成本
成本决定了混动产品的生命力,在没有出现革命性成本变化之前,混动拖拉机难以大规模销售,正如电动汽车市场起初亦面临挑战,直至特斯拉、比亚迪等新能源巨头持续削减制造成本与终端售价,电动汽车相较于传统汽车的优势才日益凸显,赢得用户青睐,进而推动销量激增。否则,电动汽车实现2024年50%的市场渗透率将遥不可及。
电动拖拉机要取代传统的燃油拖拉机,要解决两个成本问题:一是制造成本,二是使用成本。
唯有当电动拖拉机的制造成本与使用成本均远低于传统燃油拖拉机时,方能赢得市场认可,确立其生存空间。在此之前,拖拉机企业需持续投入,宛如烧钱竞赛,唯有资金雄厚、能承受长期投入的企业,方能最终摘取市场胜利的果实,而其余企业,则可能沦为行业发展的垫脚石,正所谓“一将功成万骨枯”。
由于成本决定着市场竞争力,所以成本分析其实非常重要,下面就从两个层面分析混动拖拉机的成本结构:
目前的动力换挡、CVT、混动、充电拖拉机,并不是一种单纯的硬件产品,而是“硬件+软件+控制系统+算法+服务”的工业复合品,所以说制造成本是一个很复杂的组合,在考虑成本时,不能只考虑硬件成本,智能化拖拉机,其最有价值的地方往往是软件和算法部分。
1、增程式拖拉机
增程式拖拉机设计简洁,核心部件包括发动机、发电机、电动机、电池组及控制系统。其简约的设计有效减少了机械加工的繁琐,进而降低了制造成本,且发动机专司发电,性能要求适中,成本相对较低。
所以增程式拖拉机硬件成本较低,例如,根据行业分析,国产的300马力E-CVT混动拖拉机(类似增程式)在技术先进性和成本效益方面均优于传统CVT拖拉机。例如,玉柴发布的IE-POWER新能源CVT拖拉机动力总成,其作业效率和节油率均有所提高。此外,国产混动拖拉机在国际农机展上也表现出色,如河北铠特的混合动力CVT拖拉机,其功率分流效率高达90%以上,节油效果显著,300马力重型拖拉机在同马力段产品中经济油耗遥遥领先。
增程式拖拉机需配备高性能大电池,以保障长时间作业下的耐久性与安全性。当前,农机专用电池成本高昂,应用于拖拉机的类型包括铅酸电池、锂电池、钠离子电池及镍氢电池等。鉴于成本效益考量,国内电动拖拉机多采用三元磷酸铁锂电池,以15度电容量计算,电池成本约需2万元,这当然不包括控制系统等的成本。
2、插混式拖拉机
插混式拖拉机结构复杂,包含内燃机、电动机、电池组、动力耦合装置等,这种复杂性增加了生产制造的难度,特别是在动力耦合装置和传动系统的集成上。
由于是两套动力系统,所以硬件成本高,对机械传动部分的要求也很高,还有要求配置高性能电池。
同时,由于两套系统的存在,控制系统的复杂性显著增加,需要设计更为精细的控制系统来确保内燃机和电动机的协同作业,以及能量的高效分配,这不仅提升了开发难度,也对系统的可靠性和稳定性提出了更为严苛的要求。
但相对来看,插混式拖拉机可以配置较大的电池,通常情况下是40度以上或更大的电池包,以保证足够的电量,成本通过在5万元以上。
综合对比,如果要下个结论的话,目前的技术水平和产业基础上,从硬件成本来看,插混式电动拖拉机由于需要高性能的发动机、电机和电池,以及复杂的控制系统,其直接成本可能高于增程式电动拖拉机。
从研发成本和技术投入的角度看,插混式技术的研发成本往往更高,这主要是因为它涉及多个技术领域的深度融合与交叉整合。
至于后期的维护成本,插混式电动拖拉机由于需要同时维护燃油发动机和电动驱动系统,因此其维护成本可能会相对较高。
所以从技术路线选择上看,很多中小企业和更早入行的企业会选择增程式的技术路线,而有产业基础的实力派企业更愿意选择插混式的技术路线,从技术适配度上看,增程式的在250马力以下的机型上有成本和性能优势,而在300马力及以上的重型拖拉机上,插混式似乎是更好的技术路线。
(未完待续)
![](https://www.img.nongji1958.com/njyjc_ico.jpg)
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