Z vse strožjimi predpisi o varstvu okolja se industrija gradbenih strojev sooča z znatnim pritiskom zmanjšanja emisij. Onesnaževala, ki jih oddaja tradicionalna oprema-na pogon goriva, so močno vplivala na okolje, medtem ko tehnologija-podaljšanega dosega ponuja učinkovito rešitev tega problema. Med delovanjem se gradbeni-stroji s podaljšanim dosegom v glavnem napajajo z elektriko, motor z notranjim zgorevanjem pa se aktivira samo za proizvodnjo električne energije, ko je baterija nezadostna. Posledično lahko bistveno zmanjša porabo goriva in emisije izpušnih plinov. Ustrezni podatki kažejo, da lahko v primerjavi s tradicionalnimi gradbenimi stroji-na gorivo-gradbeni stroji z razširjenim dosegom zmanjšajo porabo energije za več kot 30 %, emisije dušikovega oksida za 13 % - 45 % in emisije trdnih delcev za 50 % - 94 %, s čimer bolje izpolnjujejo vse strožje standarde varstva okolja.
Raziskave in razvoj namenskih razširiteljev obsega - so vstopili v tehnološko zahtevno fazo.
Delovno okolje gradbenih strojev je zapleteno in spremenljivo, delovni pogoji pa izredno težki, kar postavlja izjemno visoke zahteve za raziskave in razvoj namenskih razširjevalcev obsega -. Med postopkom raziskav in razvoja se pojavljajo težave pri integraciji v več vidikih, kot so motor, električni motor in elektronski nadzorni sistem. Med njimi je kompaktnost prostorske postavitve eden od primarnih izzivov. Zaradi omejenega notranjega prostora gradbenih strojev je treba na ozek prostor smiselno razporediti številne komponente, kot so motor, elektromotor in elektronski krmilni sistem. To ne zahteva le, da je prostornina vsake komponente čim manjša, ampak zahteva tudi spretno načrtovanje položajev namestitve in načinov povezovanja med njimi, da se doseže kompaktna in učinkovita izraba prostora.
Gladkost izhodne moči je prav tako ključnega pomena. Pri dejanskem delovanju gradbenih strojev se mora oprema pogosto zagnati, ustaviti, pospeševati in zavirati z znatnimi nihanji obremenitve. To zahteva, da se izhodna moč-razširjevalnika dosega takoj odzove na spremembe delovnih pogojev, ohranja stabilnost in gladkost ter se izogiba pojavom, kot so prekinitve napajanja, tresenje ali udarci, da se zagotovi natančnost delovanja in učinkovitost gradbenih strojev, hkrati pa zmanjša poškodbe strukture opreme.
Enako pomemben je razvoj natančnih kontrolnih algoritmov. Elektronski nadzorni sistem mora natančno nadzorovati stanja delovanja motorja in motorja na podlagi - delovnih pogojev gradbenih strojev v realnem času, kot so velikost obremenitve, hitrost vožnje in napolnjenost baterije, da se doseže učinkovito sodelovanje med obema. Na primer, ko je napolnjenost baterije zadostna in je obremenitev majhna, je treba dati prednost motornemu pogonu, da se zmanjša poraba energije; ko je napolnjenost baterije nezadostna ali je obremenitev velika, je treba motor takoj zagnati, da proizvede elektriko, izhodno moč motorja in motorja pa je treba razumno razporediti, da se zagotovi normalno delovanje opreme. To zahteva razvoj visoko inteligentnih in natančnih kontrolnih algoritmov, ki lahko hitro in natančno obdelajo veliko količino podatkov o delovnih pogojih in sprejmejo optimalne krmilne odločitve.
Zatiranje elektromagnetnih motenj je tudi tehnični izziv, ki ga ne smemo prezreti. Med delovanjem motorjev nastajajo močne elektromagnetne motnje, ki lahko vplivajo na normalno delovanje elektronskega krmilnega sistema, kar povzroči težave, kot so popačeni krmilni signali in okvare opreme. Zato je treba za učinkovito zatiranje elektromagnetnih motenj in zagotavljanje stabilnosti in zanesljivosti elektronskega krmilnega sistema sprejeti napredne tehnične ukrepe, kot sta elektromagnetna zaščita in filtriranje.
XCMG aktivno raziskuje raziskave in razvoj namenskih{0}}razširjevalcev dosega. Prevzeli so vodilno vlogo pri sodelovanju z raziskovalnimi ustanovami pri izvajanju tehnoloških raziskav, s ciljem ustvariti visoko-sistem razširitve obsega gostote moči, primeren za gradbene stroje. Dosegli so pomemben napredek pri spodbujanju zasnove globokega spajanja namenskih motorjev in generatorjev. Z optimizacijo strukturne zasnove motorjev in generatorjev so fizično povezavo in delovno koordinacijo med njima naredili tesneje, zmanjšali izgubo energije med procesom prenosa in izboljšali splošno učinkovitost sistema. Na primer, s sprejetjem nove spojne naprave je bila dosežena prožna povezava med motorjem in generatorjem, ki je učinkovito zmanjšala vibracije in hrup ter izboljšala stabilnost in zanesljivost prenosa moči.
Inteligentna strategija nadzora doseže-samoprilagodljivo delovanje v vseh pogojih delovanja
Na podlagi naprednih izkušenj iz sektorja osebnih vozil razširjeni sistem-nabora inženirskih strojev aktivno razvija več-strategije inteligentnega nadzora za doseganje prilagodljivega delovanja v vseh delovnih pogojih. Jedro te strategije je v uporabi več kot 130-algoritmov za prilagajanje pogojem za dinamično optimizacijo zagona-ustavitve-podaljšanega dosega motorja, distribucije moči ter polnjenja in praznjenja akumulatorja, kar inženirskim strojem omogoča ohranjanje učinkovitega delovanja v različnih zapletenih delovnih pogojih.
Sistem upravljanja z energijo, ki temelji na nevronskih mrežah, je pomembna novost na tem področju. Ta sistem lahko natančno in pravo-pravočasno prepozna delovno obremenitev gradbenih strojev, ne glede na to, ali gre za močno-lomljenje zemlje med izkopom ali dvigovanje težkega dela med dvigovanjem, in se lahko takoj odzove. Medtem ko zagotavlja, da izhodna moč izpolnjuje operativne zahteve, učinkovito zmanjša porabo energije za 15 % - 20 %, kar znatno izboljša splošno učinkovitost sistema. Na primer, na velikem gradbišču lahko bager s-podaljšanim dosegom, opremljen s sistemom za upravljanje energije z nevronsko mrežo, med visoko-intenzivnimi izkopavanji prilagodi izhodno moč generatorja in strategijo praznjenja akumulatorja v realnem-času glede na spremembe upora pri izkopu.
Ko naleti na mehkejše sloje zemlje, sistem samodejno zmanjša moč ojačevalnika in daje prednost uporabi baterije, s čimer zmanjša porabo goriva. Vendar pa pri kopanju trdih kamnin takoj poveča moč ojačevalnika, da zagotovi zadostno moč, hkrati pa razumno nadzoruje globino praznjenja baterije, da se izogne čezmernemu praznjenju, ki bi poškodovalo življenjsko dobo baterije. S tem inteligentnim krmiljenjem ta bager v eno-mesečnem obdobju gradnje prihrani približno 20 % porabe goriva v primerjavi s tradicionalnimi bagri-na pogon goriva. Hkrati zmanjšuje emisije izpušnih plinov in manj onesnažuje okolico.
Poleg tega je to inteligentno strategijo nadzora mogoče tudi prilagodljivo prilagoditi glede na različne delovne scenarije. Pri izvajanju operacij v zaprtih prostorih bo zaradi strogih zahtev glede hrupa in emisij sistem prednostno prevzel čisto električni način, da bi zadostil potrebam varstva okolja in tišine; medtem ko bo pri dolgotrajnem-delovanju na prostem, kjer je polnjenje neprijetno, optimiziral sodelovanje med podaljševalnikom dosega in baterijo, da bi zagotovil neprekinjeno delovanje opreme.
Slabost delovanja pri nizkih-temperaturah je mogoče odpraviti s številnimi tehnološkimi preboji.
Na področju gradbenih strojev je bilo vprašanje vzdržljivosti baterije v okoljih z nizko-temperaturo vedno eden ključnih dejavnikov, ki omejuje njihov razvoj. Zlasti v mrzlih regijah, kot sta severovzhodna Kitajska in Notranja Mongolija, se zimske temperature pogosto spustijo do minus nekaj stopinj ali celo nižje. To predstavlja resen izziv za zmogljivost baterije in vzdržljivost gradbenih strojev. Po ustreznih podatkih se lahko pri nizkih-temperaturnih pogojih razpon vzdržljivosti tradicionalnih baterij zmanjša za več kot 50 %, kar resno vpliva na učinkovitost delovanja in obseg uporabe gradbenih strojev.
Za rešitev tega problema industrija aktivno raziskuje različna tehnična sredstva za dosego usklajene optimizacije toplotnega upravljanja in tehnologije baterij. Tehnologija rekuperacije odpadne toplote je ena izmed ključnih tehnologij med njimi. Z domiselno zasnovo toplotnih izmenjevalnikov in druge opreme je mogoče učinkovito zbrati veliko količino odpadne toplote, ki nastane med delovanjem motorja. Ta odpadna toplota bi se sicer neposredno odvajala v ozračje, kar bi povzročilo izgubo energije. Zdaj se lahko uporablja za ogrevanje baterije. Določena znamka gradbenih strojev je na primer sprejela napreden sistem za rekuperacijo odpadne toplote, ki vnaša odpadno toploto motorja v grelno napravo akumulatorja, kar omogoča akumulatorju, da vzdržuje primernejšo delovno temperaturo v okoljih z nizko-temperaturo, učinkovito zmanjšuje degradacijo kapacitete akumulatorja in s tem razširi doseg. Z dejanskim testiranjem v okolju -20 stopinj se je obseg tega gradbenega stroja povečal za približno 20 % v primerjavi s časom, ko tehnologija rekuperacije odpadne toplote ni bila uporabljena.
Tudi tehnologija impulznega ogrevanja se nenehno razvija in zagotavlja nove rešitve za izboljšanje učinkovitosti pri nizkih-temperaturah. Tehnologija impulznega ogrevanja, ki jo je razvila univerza Tsinghua, se je izkazala izjemno dobro. V ekstremnem okolju -30 stopinj traja samo 5 minut, da se baterija segreje na sobno temperaturo, s hitrostjo segrevanja do 8 stopinj/min. Načelo te tehnologije je uporaba značilnosti povečanega notranjega upora baterije pri nizkih temperaturah, ustvarjanje Joulove toplote z visoko-frekvenčnim polnjenjem in praznjenjem, da se doseže hitro samo{10}}segrevanje baterije. Če za primer vzamemo električni nakladalnik, ki je uporabil to tehnologijo impulznega ogrevanja, lahko med delovanjem pri nizkih-temperaturah pozimi hitro dvigne temperaturo akumulatorja, kar ji omogoči, da hitro doseže optimalno delovno stanje, znatno izboljša hitrost zagona in učinkovitost delovanja opreme ter učinkovito reši težave s težavami pri zagonu opreme in nizko učinkovitostjo v okoljih z nizko temperaturo v preteklosti.
Natrijeve-ionske baterije s svojimi edinstvenimi prednostmi postopoma puščajo pečat na področju gradbenih strojev. CATL-ova baterija Xiongyao, ki uporablja litij-natrijevo hibridno tehnologijo, je uspešno dosegla praznjenje pri -40 stopinjah in polnjenje pri -30 stopinjah, s čimer je presegla omejitve tradicionalnih baterij v okoljih z nizko-temperaturo. V nekaterih scenarijih posebnega delovanja z izredno visokimi zahtevami glede delovanja pri nizkih-temperaturah, kot so polarne znanstvene raziskave in gradnja infrastrukture v hladnih regijah, so natrijeve-ionske baterije pokazale velik potencial uporabe. V primerjavi s tradicionalnimi litij-ionskimi baterijami imajo natrijeve-ionske baterije boljšo ionsko prevodnost in aktivnost elektrodnih reakcij pri nizkih-temperaturnih pogojih, ohranjajo visoko zmogljivost praznjenja in učinkovitost med polnjenjem in praznjenjem, kar zagotavlja močno jamstvo za stabilno delovanje gradbenih strojev v ekstremno nizkih temperaturnih pogojih.
Integracija sistemov toplotnih črpalk je tudi ključni ukrep za izboljšanje delovanja pri nizkih-temperaturah.KelvinTehnologija treh-izvornih toplotnih črpalk združuje zračne-virne, motorne-virne in baterijske-toplotne črpalke, s čimer doseže učinkovit prenos toplote in izboljšano toplotno kakovost, kar lahko pozimi zmanjša porabo energije za 50 %. Med cestnim preizkusom v Tangshanu je toplotna črpalka s tremi-izvori prihranila 40,5 kWh električne energije ves dan, s-stopnjo varčevanja z energijo kar 15,9 %. S kombinacijo sistema toplotne črpalke s sistemom za upravljanje toplote akumulatorja se lahko toplota v okolju in odpadna toplota, ki nastane med delovanjem opreme, v celoti izkoristita za zagotavljanje toplega vira toplote za akumulator in kabino. To ne zadovoljuje samo potreb opreme po ogrevanju, temveč tudi zmanjša dodatno porabo energije, kar dodatno poveča vzdržljivost in delovanje opreme v nizko{12}}temperaturnih okoljih.