Çevre koruma düzenlemelerinin giderek katılaşmasıyla birlikte inşaat makineleri sektörü, emisyonları azaltma yönünde önemli bir baskıyla karşı karşıya kalıyor. Geleneksel yakıtla çalışan ekipmanların yaydığı kirleticiler-çevre üzerinde ciddi bir etki yaratırken, menzili artırılmış teknoloji-bu soruna etkili bir çözüm sunuyor. Çalışma sırasında menzili-uzatılmış inşaat makinelerine öncelikle elektrikle güç sağlanır ve içten yanmalı motor yalnızca akü şarjı yetersiz olduğunda elektrik üretmek için etkinleştirilir. Sonuç olarak, yakıt tüketimini ve egzoz emisyonlarını önemli ölçüde azaltabilir. İlgili veriler, geleneksel yakıtla-çalışan inşaat makineleriyle karşılaştırıldığında, menzili-uzatılmış inşaat makinelerinin enerji tüketimini %30'un üzerinde, nitrojen oksit emisyonlarını %13 - 45% ve parçacık madde emisyonlarını %50 - 94% azaltabildiğini, dolayısıyla giderek daha sıkı hale gelen çevre koruma standartlarını daha iyi karşılayabildiğini göstermektedir.
Özel menzil genişleticilerin Ar-Ge'si - teknolojik açıdan zorlu aşamaya girmiştir.
İnşaat makinelerinin çalışma ortamı karmaşık ve değişkendir ve çalışma koşulları son derece zorludur; bu da, özel menzil genişleticilerin Ar-Ge'si için son derece yüksek gereksinimler doğurur. Ar-Ge sürecinde motor, elektrik motoru, elektronik kontrol sistemi gibi birçok açıdan entegrasyon zorlukları yaşanmaktadır. Bunlar arasında mekansal düzenin kompaktlığı başlıca zorluklardan biridir. İnşaat makinelerinin sınırlı iç alanı nedeniyle, motor, elektrik motoru ve elektronik kontrol sistemi gibi çok sayıda bileşenin dar bir alanda makul şekilde düzenlenmesi gerekmektedir. Bu sadece her bir bileşenin hacminin mümkün olduğu kadar küçük olmasını gerektirmez, aynı zamanda kompakt ve verimli alan kullanımı elde etmek için kurulum konumlarının ve bunlar arasındaki bağlantı yöntemlerinin ustaca tasarlanmasını da gerektirir.
Güç çıkışının düzgünlüğü de çok önemli bir konudur. İnşaat makinelerinin fiili işletiminde, ekipmanın yükte önemli dalgalanmalarla birlikte sık sık başlatılması, durdurulması, hızlanması ve yavaşlaması gerekir. Bu, menzil genişleticinin güç çıkışının çalışma koşullarındaki değişikliklere anında tepki vermesini, istikrarı ve düzgünlüğü korumasını ve inşaat makinelerinin çalışma doğruluğunu ve verimliliğini garanti ederken aynı zamanda ekipman yapısına verilen hasarı azaltmak için güç kesintisi, titreşim veya darbe gibi olaylardan kaçınmasını gerektirir.
Hassas kontrol algoritmalarının geliştirilmesi de aynı derecede önemlidir. Elektronik kontrol sisteminin, ikisi arasında verimli bir işbirliği sağlamak için, yük büyüklüğü, sürüş hızı ve akü şarjı gibi inşaat makinelerinin gerçek - zamanlı çalışma koşullarına dayalı olarak motorun ve motorun çalışma durumlarını doğru bir şekilde kontrol etmesi gerekir. Örneğin akü şarjı yeterli ve yük küçük olduğunda enerji tüketimini azaltmak için motor sürücüsüne öncelik verilmeli; Akü şarjı yetersiz olduğunda veya yük büyük olduğunda, elektrik üretmek için motor derhal çalıştırılmalı ve motorun ve motorun çıkış gücü, ekipmanın normal çalışmasını sağlamak için makul şekilde tahsis edilmelidir. Bu, büyük miktarda çalışma koşulu verisini hızlı ve doğru bir şekilde işleyebilen ve optimum kontrol kararlarını alabilen son derece akıllı ve hassas kontrol algoritmalarının geliştirilmesini gerektirir.
Elektromanyetik parazitin bastırılması da göz ardı edilemeyecek teknik bir zorluktur. Motorların ve motorların çalışması sırasında, elektronik kontrol sisteminin normal çalışmasını etkileyebilecek, bozuk kontrol sinyalleri ve ekipman arızaları gibi sorunlara yol açabilecek güçlü elektromanyetik parazitler oluşur. Bu nedenle, elektromanyetik paraziti etkili bir şekilde bastırmak ve elektronik kontrol sisteminin kararlılığını ve güvenilirliğini sağlamak için elektromanyetik koruma ve filtreleme gibi ileri teknik önlemlerin benimsenmesi gerekmektedir.
XCMG, özel menzil genişleticilerin araştırma ve geliştirmesini aktif olarak araştırıyor-. İnşaat makinelerine uygun, yüksek-güç yoğunluğu aralığı genişletme sistemi oluşturmayı amaçlayan teknolojik araştırmalar yürütmek üzere araştırma kurumlarıyla işbirliği yapılmasına öncülük ettiler. Özel motor ve jeneratörlerin derin bağlantı tasarımının desteklenmesinde önemli ilerleme kaydettiler. Motorların ve jeneratörlerin yapısal tasarımını optimize ederek, ikisi arasındaki fiziksel bağlantıyı ve çalışma koordinasyonunu daha yakından sağladılar, iletim süreci sırasında enerji kaybını azalttılar ve sistemin genel verimliliğini arttırdılar. Örneğin, yeni bir bağlantı cihazının benimsenmesiyle, motor ile jeneratör arasında esnek bir bağlantı sağlandı, titreşim ve gürültü etkili bir şekilde azaltıldı ve güç aktarımının stabilitesi ve güvenilirliği artırıldı.
Akıllı kontrol stratejisi, tüm çalışma koşullarında-kendi kendine uyarlanabilen performansa ulaşır
Binek araç sektörünün gelişmiş deneyiminden yararlanan mühendislik makineleri yelpazesi-genişletilmiş sistemi, tüm çalışma koşullarında uyarlanabilir çalışmayı sağlamak için aktif olarak çok-modlu akıllı kontrol stratejileri geliştiriyor. Bu stratejinin özü, genişletilmiş motorun başlangıç-duruşunu-, güç dağıtımını ve pilin şarj ve deşarjını dinamik olarak optimize etmek için 130'dan fazla durum-adaptasyon algoritmasının kullanılmasında yatmaktadır; böylece mühendislik makinelerinin çeşitli karmaşık çalışma koşullarında verimli çalışmayı sürdürmesi sağlanır.
Sinir ağlarına dayalı enerji yönetim sistemi bu alanda önemli bir yeniliktir. Bu sistem, ister kazı sırasındaki güçlü toprak kırma-, ister kaldırma sırasındaki ağır kaldırma işlemi olsun, inşaat makinelerinin çalışma yükünü doğru ve gerçek-zamanlı olarak tanımlayabilir ve anında yanıt verebilir. Güç çıkışının operasyonel gereksinimleri karşılamasını sağlarken, enerji tüketimini etkili bir şekilde %15 - 20% oranında azaltarak sistemin genel verimliliğini önemli ölçüde artırır. Örneğin, büyük bir inşaat sahasında, sinir ağı enerji yönetimi sistemiyle donatılmış-menzilli bir ekskavatör, yüksek-yoğunluktaki kazı operasyonları sırasında, kazı direncindeki değişikliklere göre jeneratörün güç çıkışını ve pilin deşarj stratejisini gerçek-zamanlı olarak ayarlayabilir.
Sistem, daha yumuşak toprak katmanlarıyla karşılaşıldığında hidroforun gücünü otomatik olarak azaltarak akü kullanımına öncelik vererek yakıt tüketimini azaltır. Bununla birlikte, sert kayaları kazarken, yeterli gücü sağlamak için güçlendiricinin gücünü anında artırır ve aynı zamanda akü ömrüne zarar verebilecek aşırı deşarjı önlemek için akü deşarj derinliğini makul bir şekilde kontrol eder. Bu ekskavatör, bu akıllı kontrol sayesinde, bir-aylık inşaat süresi boyunca, geleneksel yakıtla çalışan ekskavatörlere kıyasla yakıt tüketiminde yaklaşık %20 oranında tasarruf sağlar-. Aynı zamanda egzoz emisyonlarını azaltır ve çevredeki kirliliği azaltır.
Ayrıca bu akıllı kontrol stratejisi farklı çalışma senaryolarına göre de esnek bir şekilde ayarlanabiliyor. Gürültü ve emisyonlara ilişkin katı gereksinimler nedeniyle, iç mekan operasyonları gerçekleştirilirken sistem, çevre koruma ve sessizlik ihtiyaçlarını karşılamak için tercihen saf elektrik modunu benimseyecektir; şarjın sakıncalı olduğu uzun-dönemli dış mekan operasyonlarında ise ekipmanın sürekli çalışma kabiliyetini sağlamak için menzil genişleticinin ve pilin ortak çalışmasını optimize edecektir.
Düşük-sıcaklık performansındaki zayıflık, birden fazla teknolojik atılımla giderilebilir.
İnşaat makineleri alanında, pilin düşük-sıcaklıktaki ortamlarda dayanıklılığı konusu her zaman gelişimini kısıtlayan temel faktörlerden biri olmuştur. Özellikle Kuzeydoğu Çin ve İç Moğolistan gibi soğuk bölgelerde kış sıcaklıkları çoğunlukla eksi birkaç dereceye, hatta daha da altına düşüyor. Bu, akü performansı ve inşaat makinelerinin dayanıklılığı açısından ciddi bir zorluk teşkil etmektedir. İlgili verilere göre, düşük-sıcaklık koşullarında geleneksel pillerin dayanıklılık aralığı %50'den fazla azalabilir ve bu da inşaat makinelerinin çalışma verimliliğini ve uygulama kapsamını ciddi şekilde etkileyebilir.
Bu sorunu çözmek için endüstri, termal yönetim ve pil teknolojisinin koordineli optimizasyonunu sağlamak için çeşitli teknik araçları aktif olarak araştırıyor. Atık ısı geri kazanım teknolojisi bunların arasında en önemli teknolojilerden biridir. Isı eşanjörlerinin ve diğer ekipmanların ustalıkla tasarlanmasıyla, motorun çalışması sırasında oluşan büyük miktardaki atık ısının etkili bir şekilde toplanması mümkündür. Aksi takdirde bu atık ısı doğrudan atmosfere deşarj edilecek ve enerji israfına neden olacaktır. Artık pili ısıtmak için kullanılabilir. Örneğin, belirli bir inşaat makinesi markası, gelişmiş bir atık ısı geri kazanım sistemini benimsemiştir; bu sistem, motorun atık ısısını akü ısıtma cihazına aktararak akünün düşük sıcaklıktaki ortamlarda daha uygun bir çalışma sıcaklığına sahip olmasını sağlar, akü kapasitesindeki bozulmayı etkili bir şekilde azaltır ve böylece menzili genişletir. -20 derecelik bir ortamda yapılan gerçek testler sayesinde, bu inşaat makinesinin menzili, atık ısı geri kazanım teknolojisinin kullanılmadığı zamana kıyasla yaklaşık %20 arttı.
Darbeli ısıtma teknolojisi de sürekli gelişerek düşük{0}sıcaklık performansını iyileştirmeye yönelik yeni çözümler sunuyor. Tsinghua Üniversitesi tarafından geliştirilen darbeli ısıtma teknolojisi olağanüstü iyi performans gösterdi. -30 derecelik ekstrem bir ortamda, pili 8 derece/dakikaya kadar ısıtma hızıyla oda sıcaklığına ısıtmak yalnızca 5 dakika sürer. Bu teknolojinin ilkesi, düşük sıcaklıklarda pilin artan iç direnci özelliğinden faydalanmak ve pilin hızlı bir şekilde kendiliğinden ısınmasını sağlamak için yüksek-frekanslı şarj ve deşarj yoluyla Joule ısısı üretmektir. Bu darbeli ısıtma teknolojisini uygulayan bir elektrikli yükleyiciyi örnek alırsak, kışın düşük sıcaklıktaki işlemler sırasında, pil sıcaklığını hızlı bir şekilde yükselterek optimum çalışma koşuluna hızlı bir şekilde ulaşmasını sağlayabilir, ekipmanın başlatma hızını ve operasyonel verimliliğini önemli ölçüde artırabilir ve geçmişte ekipmanın başlatma zorluğu ve düşük sıcaklıklı ortamlarda düşük verim sorunlarını etkili bir şekilde çözebilir.
Sodyum-iyon piller benzersiz avantajlarıyla inşaat makineleri alanına giderek damgasını vuruyor. CATL'nin lityum-sodyum hibrit teknolojisini kullanan Xiongyao pili, -40 derecede deşarj ve -30 derecede şarj olmayı başarıyla gerçekleştirerek, düşük-sıcaklıktaki ortamlarda geleneksel pillerin sınırlamalarını ortadan kaldırdı. Kutupsal bilimsel araştırmalar ve soğuk bölgelerdeki altyapı inşaatı gibi düşük sıcaklık performansı için son derece yüksek gereksinimlere sahip bazı özel operasyon senaryolarında, sodyum iyon pilleri önemli uygulama potansiyeli göstermiştir. Geleneksel lityum-iyon pillerle karşılaştırıldığında, sodyum-iyon piller düşük sıcaklık koşullarında daha iyi iyon iletkenliği ve elektrot reaksiyon aktivitesi sergiler, yüksek deşarj kapasitesini ve şarj-deşarj verimliliğini korur, aşırı düşük sıcaklık koşullarında inşaat makinelerinin kararlı çalışması için güçlü bir garanti sağlar.
Isı pompası sistemlerinin entegrasyonu aynı zamanda düşük-sıcaklık performansını artırmak için de çok önemli bir önlemdir.KelvinÜç-Kaynaklı Isı Pompası teknolojisi, hava-kaynak, motor-kaynak ve pil-kaynaklı ısı pompalarını entegre ederek verimli ısı transferi ve iyileştirilmiş termal kalite elde eder, bu da kışın enerji tüketimini %50 oranında azaltabilir. Tangshan'daki yol testi sırasında, üç-kaynaklı ısı pompası gün boyunca 40,5 kWh elektrik tasarrufu sağladı ve enerji-tasarrufu oranı %15,9'a kadar çıktı. Isı pompası sisteminin akü termal yönetim sistemi ile birleştirilmesiyle ortamdaki ısı ve ekipmanın çalışması sırasında oluşan atık ısı, akü ve kabin için sıcak bir ısı kaynağı sağlamak üzere tamamen kullanılabilir. Bu, yalnızca ekipmanın ısıtma ihtiyaçlarını karşılamakla kalmaz, aynı zamanda ek enerji tüketimini de azaltır, böylece ekipmanın dayanıklılığını ve düşük sıcaklıktaki ortamlardaki çalışma performansını daha da artırır.