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国家队混动拖拉机下线国产拖拉机提前进入电动时代

发布时间:2022-09-07 04:11:03 来源:188bet客户端 作者:188BET手机版

详细介绍

  2022年7月27日,据国内农机行业权威媒体报道,国内拖拉机行业的带头大哥——中国一拖集团220马力油电混合动力拖拉机成功下线混合动力拖拉机采用一拖自主研发的高效能量管理系统和智能电驱调速控制单元,采用电驱动无级变速传动系,该机型国产化率达到85%以上,代表着国内电动拖拉机的最高水平,一拖集团国家队的发力,预示着国产拖拉机电动时代的到来。

  在全球范围内电动汽车正以嶊枯拉朽之势取代着燃油汽车,高效率取代低效率,低成本取代高成本,这是技术发展的方向也是宿命。

  但本文说的不是电动汽车而是电动拖拉机。与化石燃料为动力的传统农机相比,电动农机具有低排放、高效节能的优势,显然,拖拉机向电力化发展也是大势所趋。

  当然在国内发展电动农机还有另一层面的价值,这就是有效地规避开化石燃料农机周期不断缩短的排放标准升级。

  在国内农机行业,从国1升级到国2用了15年时间,国2升级到国3差不多是10年时间,而国3升级到国4不到5年时间。

  如果不是有疫情的影响,早在2020年国内农机就升级到国4排放标准了,不出所料的线实施三五年之后又要升级国5、国6了,要彻底地摆脱这个枷锁,农机的电动化是个不二法门。

  图:Ferdinand Porsche 设计和制造的第一辆汽车是 C.2 Phaeton 电动汽车,提供四轮驱动,123年前向世界亮相;图片来源:

  然而。据说124年前在欧洲就已经有人研发出了电动拖拉机,但在一百年后的智能化时代,拖拉机还没有进入电动化时代,那么问题出在哪里呢?是技术没有准备好还是方向错了?

  阅读本文,笔者将先带你到国外看看,重点领略欧美企业的电动拖拉机,然后再回到国内,看看在身边发生了什么鼓舞人心的事,最后再品评一下笔者本人对国内农机企业发展电动拖拉机的观点。

  花开两招,各表一枝。让我们先看看几个知名的跨国公司在农机电动化方面的努力。

  欧洲、美国、日本、韩国早就完成了农机市场的整合,目前这些国家和地区只有少数的处于垄断地位的大型农机企业,格局相当僵化,近几年几乎没有再出现过新的生产拖拉机、联合收获机、插秧机等农机的企业。

  但是在电动农机、智能化农机上则呈现百花齐放、星火燎原之势,看来欧美日韩的企业也在想着在智能化、新能源的赛道上实现换道超车。

  但可惜的是,格局固化的市场上,给这些新势力腾挪的空间并不大,这些崭露头角的新创公司大多被迪尔、凯斯等传统大公司收购了。为了简单起见,我们只说说几个大公司的电动拖拉机。

  约翰迪尔是全球最大农业装备制造商,2021年销售规模超过2800亿元人民币,身为农机行业的带头大哥,在电气化、智能化时代迪尔当然也不想放弃老大的地位。

  目前迪尔是全球最大的拖拉机生产企业,在电动拖拉机的探索上迪尔一直走在同行的前面,早在2015年法国SIMA农机展上迪尔就推出了自主研发的纯电动拖拉机,近期有人爆料了迪尔680马力的纯电动无人驾驶拖拉机,应该是全球功率最大的电动农机了。

  约翰迪尔基业长青的一个关键秘密是内部强大的自制能力,如美国滑铁卢工厂生产的8R系列高端拖拉机发动机、变速箱、车桥、驾驶室总成等核心部件都是迪尔内部自制的,自制是为了保证质量的一致性和可靠性。

  在电动拖拉机上,约翰迪尔似乎也在走深度自制路线,这在全球范围内都是个特例。

  有报道2022年2年约翰迪尔控股收购了奥地利电池制造商KreiseI Electric,这家欧洲公司开发高密度、高耐久性的电池模块和电池组及快速充电技术,据说迪尔有意将KreiseI技术应用于其草坪设备、紧凑型多功能拖拉机、小型拖拉机、紧凑型工程等产品上。

  在收购KreiseI Electric之前,2021年迪尔以2.5亿美元收购了美国一家名为Bear Flag Robotics该公司,该公司是创立于硅谷的一家高科技企业,成立于2017年,致力开发与现有的机器兼容的自动驾驶技术,电动化和自动化是孪生兄弟,收购后者也是为了电动农机做准备。

  迪尔很有可能会是欧美国家第一个量产电动拖拉机的企业,有报道表明约翰迪尔计划将新产品项目,包括电动拖拉机产品放到艾奥瓦州滑铁卢工厂生产,为此约翰迪尔对北美农机制造资源布局进行了调整,把原来在滑铁卢工厂生产的驾驶室制造装配业务挪迁到墨西哥的拉莫斯零部件工厂生产。

  凯斯纽荷兰是规模和体量仅次于约翰迪尔的巨无霸农机制造商,旗下拥有凯斯、纽荷兰和斯太尔三大知名拖拉机品牌。

  电气化和自动化是凯斯纽荷兰工业集团战略的两大支柱,凯斯纽荷兰曾推出Magnum无人驾驶概念拖拉机,影响了几乎后来所有的无人驾驶拖拉机的设计理念,在后来一拖东方红、鲁中等国产无人驾驶拖拉机上都能看到Magnum的影子。

  凯斯纽荷兰在电动拖拉机产品上有过种种的尝试,早在2009年推出了燃料电池氢电动拖拉机概念机,并于2019年推出了斯太尔柴电混合动力拖拉机。

  在2021年6月该公司以每股58美元总计21亿美元收购美国农业自动驾驶技术Raven公司100%股权,及当年11月与美国全电动无人驾驶拖拉机的生产制造企业Monarch签订了合作协议,有消息尔凯斯极有可能会收购了这家公司。

  另外值得关注的是凯斯纽荷兰和美国加州专业研发电动无人驾驶拖拉机的帝王拖拉机(Monarch tractor)公司的合作,2020年开始纽荷兰公司110000家经销商绝给帝王的70马力MK-V电动拖拉机开放。

  全球顶级的拖拉机只有两个品牌,其一是约翰迪尔,其二是美国爱科公司旗下的芬特。

  芬特拖拉机是全球高端拖拉机中的高档货,而爱科打算用芬特作为电动拖拉机品牌,说明爱科对电动拖拉机寄予很高的希望。

  从爱科发布的2020年可持续发展报告中,爱科集团承诺该公司到2025年将生产纯电动芬特拖拉机。

  目前已知的消息是爱科正在打磨一款名为芬特e100 Vario的紧凑型全电动拖拉机,目前e100 Vario在中轻负荷作业时可以工作5小时。据爱科内部人士透露,在芬特e100 Vario的基础上,受科将推出更大功率效率更高的电动拖拉机。

  以上三家巨无霸都是欧美系公司,下面说说同为亚洲企业的日本久保田的电动拖拉机。

  早在2020年,久保田就发布了一款名为Dream Tractor的概念型电动拖拉机,与迪尔、凯斯、爱科不同的是这款机器是履带行走装置,开发的初衷是服务于水田作业,据说这台拖拉机是一款太阳能充电的锂离子电池的机器。

  一个企业的产品开发受国家政策、相关行业的影响很大,美国有特斯拉,约翰迪尔、爱科、凯斯纽荷兰自然而然地选择了电池能源拖拉机(EC)。

  而在由丰田、本田的主导的日本市场,久保田受这两家企业影响很大,2022年久保田宣布要制造氢为燃料的燃料电池拖拉机(FCV),且承诺在2025年要商用化。

  FCV是不是应该称为气电混动?FCV是氢气燃烧带动发电机给电池充电,使用时间和续航能力要比纯电动更有优势。

  总结一下的话,在创新大本营的北美和欧洲地区,电动拖拉机也仍处于概念炒作、技术路线选型、样机试验阶段,目前仍没有一款产品被量产或实现商用化,也没有一个技术路线是被公认可行的,在基础研发领域欧美国家处于领先的位置,但在应用层面则都显得颇为保守。

  在工业时代落后的国产农机,在电气化、智能化时代没有任何历史包袱,所以国产农机在电动化、智能化方面与欧洲、北美的企业相比并不落后,甚至在应用技术上更具进取精神。

  比如电动无人植保飞机,目前大疆公司的农业植保无人机在全球的市场占有率超过60%,电动无人机的成功不但给中国造电动农机的发展趟平了一条道路,且更重要的是提供了一个成功的标杆。

  与欧美国家一样,国内的电动农机也呈现出百家齐放、百家争鸣之势,但中国企业在电动农机上更注重于应用级别的开发,参与的企业也是更具草根性的特点。

  另外中国的电动汽车走在全球的前列,中国具有全球最有实力最完整的电动汽车配套体系,中国农机可以就近得到“三电”(电池、电机、电控)资源以及技术、人才方面的支持,所以笔者认为中国的电动农机在应用级别会领先于全球。

  在国内,说到电动拖拉机、无人驾驶拖拉机,行业内最关注的是国家农机装备创新中心,近几年该机构不断推出代表着中国最领先技术水平的智能化农机,早在2020年该中心就推出了无人驾驶电动拖拉机(ET1004-W)和氢能源电动拖拉机ET504-H。

  国家农机装备创新中心设立在洛阳,其背后最大的技术力量是中国一拖集团,某种程度上讲国家农机装备创新中心的实力就是一拖的实力。

  一拖主导着国家农机装备创新中心,但一拖在电动拖拉机上也有自己的独立的规划。

  东方红HB2204是一拖在学习借鉴国内外先进的CVT技术、电驱动技术基础上开发出来的混合动力驱动的拖拉机,该机与纯电动相比,具有更好的实用性和经济性,预示很快将进入商业化应用。

  国家农机装备创新中心、中国一拖集团都是国家队,让我们期待他们将中国农机带入电动化时代。

  悦达起亚汽车大家应该是比较熟悉的,悦达集团旗下还有一家叫黄海金马的拖拉机工厂,这家工厂是国内老牌的拖拉机企业之一,但在与印度马恒达公司合资的十年时间里迷失了自我。

  2018年和马恒达分手之后,黄海金马想追回失去的十年,传统农机上显然机会已经寥若晨星,所以金马把希望放在了智能化、新能源技术上。

  2021年黄海金马连续推出了YL254ET和YU1004两款电动拖拉机。前者是在大棚、果园里使用的轻负荷作业,后者是专门为水田旋耕、播种、田间管理开发的水田拖拉机。

  这两款电动拖拉机可以说是国内真正的小批量生产且投入到实际使用的电动拖拉机,YL254ET和YU1004并没有打目前炙手可热的智能化、无人化概念,而是注重于拖拉机本身的作业性能、经济性和驾乘舒适性,可以说是国内最接地气的拖拉机,所经给予特别的介绍。

  超星智能公司是一家落户于农机制造大省山东济南的初创高科技企业,其核心技术团队来自清华大学。

  该公司有过在汽车自动导航和自动驾驶领域的技术积累和实践经验,该公司在深入考察国内农业耕作环境的基础上,参考现有的机械传动的拖拉机,研发出了全自动无人驾驶电动拖拉机。

  该公司的创始人认为在工业时代里的国内农机行业,曾经也想用市场换技术,但其结果是与虎谋皮,市场被拿走了,但动力换挡变速、液力传动等核心技术并没有学到。

  特斯拉、蔚小理能快速成长并超过传统百年车企,得益于全球能源结构的变革,通过电动化实现换道超车,中国农机圈也需要造车新势力、也需要换道超车、也需要科技公司来推动彻底的变革,乡村振兴给国内科技企业千载难逢的机遇,超星智能进入的正是时机。

  在国内电动拖拉机领域,超星智能并非唯一从外行业进入的农机新势力,据笔者所知丰疆智能、比亚迪、微星科技等知名或不知名的有数十家公司或机构已经进入了智能、电动农机领域。

  创新往往最先由小企业发起,看到机会后更多的小企业加入,众多的企业分担市场培育、开发、产业链构建等的成本,等到产品成熟和产业化之后,大企业大公司会进入摘果子。

  农机行业这种现象很普遍,比如联合收获机、植保无人机、履带式旋耕机、打捆机、青贮联合收获机等,这些品类最先都是由名不见经传的小企业发现或发明,但最终取得市场领导权的是大企业。

  在电动拖拉机领域,也活跃着一大批极具开拓和创新精神的草根企业,它们往往起点很低,专注于某个细分的市场需求,但是产品非常接地气,性价比很高,对于大企业来讲很有借鉴意义。

  比如甘肃铸陇农机,这是一家偏安于西北一隅的小公司,但在十年前就开始研发电动农机,该公司一开始就定位于轻负荷、经济型电动农机,目前产品已迭代到五代。

  今年国家开始推广大豆玉米带状复合种植模式之后,该公司的自带动力的大豆玉米两用播种机卖出去了上千台,该公司也从幕后走向聚光灯下。

  该公司除了生产自带动力的电动农机具之后,还开发出了通用型的电动农机底盘。

  如上图这款电动拖拉机,纯电动,功率约4马力,可以带铺膜机、播种机、喷药机、旋耕机等机具作业,价格非常低廉,且使用成本极低,操作非常简单。

  还可以加上自动导航、无人驾驶等智能化部件,即使加上智能化部件,价格也就几万元,具有很高的推广价值。

  此外,山东、河南等拖拉机产业集群,一些二线、三线品牌的拖拉机企业也在开发电动拖拉机。

  “八仙过海,各显神通”,不同的企业有不同的技术路线,如并联、串联、增程,电动、油电混动等,有一些企业还拿到了国家和地方上的高科技项目,未来最有可能最先商业化的将是这些更具革命精神的“草根”企业。

  关于电动拖拉机,我想很多人有一个误解,那就是电动拖拉机一定是高度智能化、自动化、高端化的。

  假如陷入这个误区的话,即使开发出了好用的机器,也很难推广开来,因为电动拖拉机说到底还是拖拉机,电动拖拉机的出现自然是要革化石燃料拖拉机的命的。

  电动拖拉机要取代化石燃料拖拉机,凭笔者的经验,至少要具备两大优势:一是效率更高,二是综合购买、使用成本更低。

  所以如果一开始我们就奔着高端化的,开发出来的产品一定是高成本高价格的,这样的农机只是设计师大脑中的农机,用户根本不会接受。

  所以电动拖拉机不要脱离于国内的使用环境和购买力水平,要把产品的开发建立在实用的基础上,新产品取代老产品,往往是用低价格切入,用高效率来建立优势的。

  这是我和行业内开发电动拖拉机的技术专家、企业负责人大量沟通的基础上总结出的观点。

  据专家介绍,40马力以下轻负荷作业的拖拉机,由机械式发动机变成“三电”传动,换的东西不多,硬件成本很低,使用起来也不会有太多的问题,所以最容易实现电动化。

  往上走则是200马力及以上的重型高端电动拖拉机。200马力及以上动力换向、动力换挡拖拉机改成纯电动或油电混动,最大的好处是极大的简化结构,比如复杂而精密的变速器、液压传动装置等由机电传动和电脑控制系统替代。

  软件复杂了,但硬件变得非常简单,对于国内的农机企业,机械加工是短板,但数控可以借用国内成熟的配套资源,开发和迭代并不难。

  专家认为,国内可先开发40马力以下和200马力以上的两头产品,等到这两端产业化之后,一方面是积累开发经验,另一方面会建立起配套体系,等到这两个东西成熟了之后,中间50-180马力的段的电动拖拉机的开发就水到渠成了。

  两点之间直线距离最短,但在现实生产中,直线距离往往是最远的,很多情况下,迂回路线反而能最先到达目的地。

  电动拖拉机的开发中,纯电动当然是最理想了,但受制于电池续航能力、电力管理技术等因素,纯电动拖拉机的确有很明显的短板和劣势,这将会让电动拖拉机的推广举步维艰。

  如果我们不是一条路走到黑,而是采取折中办法,让我们头疼的问题可能会迎刃而解。

  电动拖拉机的开发中,油电混动可能是当下最优的一个解决方案。纯电动的短板在电池续航时间短和不能进行重负荷作业,而纯机械式的短板在于结构太复杂,生产和制造难度大成本高。

  如果改成油电混动方案的话,可以规避两者的短板而充分发挥其优势,能同时兼顾“两利相权取其重”和“两害相权取其轻”,既然好处多多,这种拖拉机就有推广的价值和前景。

  一个产品成熟之后就会形成固化的技术路线,后人只能在前人的基础上修修补补,一百多年前发明的拖拉机,目前的形状和结构基本上没有变化,变化的主要是动力方式,如从第一代蒸汽机变成汽油机、柴油机,现在我们要换成电机了。

  笔者最认可的是将拖拉机部件化、模块化,也就是把拖拉机当作动力总成或动力部件,而不是一个独立的产品。

  由于电动化的拖拉机结构得到很大程度上的简化,所以拖拉机的体积可以做得很小,这样拖拉机就可以像发动机一样成为一个动力、传动总成,可以嵌入到其他的农机具内部去。

  如自动动力的电动自走式播种机、自走式旋耕机、自走式打捆机等,这类产品前文提到了铸陇公司已经有一些应用级的电动农机。

  农机的绿色、智能、新能源化是个大趋势,笔者也看好农机的电动化。所有的农机里,企业和科技机构几乎都把电动化的希望寄托在电动拖拉机上,电动拖拉机也被看作是电动农机里最有投资价值的品类。

  目前国内外都搞电动农机,无论头部企业,抑或是创新企业,都把电动农机作为建立新的竞争优势、换道超车的希望。

  笔者认为国内企业会在应用层面做得更好,也最有可能率先实现商业化应用,但在产品开发方向和产品设计理念上还需要更大胆的探索。