推动重型机械电气化

在日益严格的法规要求降低排放、提高效率、安全性和性能的推动下，非公路、建筑和采矿设备正在加速向电动动力系统转型。从柴油驱动系统过渡到混合动力和纯电动系统面临着巨大的工程挑战，而热管理是其中最关键的挑战之一。

在高功率电池系统、电动传动系统和工作功能中保持最佳工作温度，对于确保恶劣环境下的性能、可靠性和安全性至关重要。如果没有有效的冷却，电池可能会过热、效率下降和热失控，从而可能导致灾难性的故障。为了应对这些挑战，必须将先进的热管理策略集成到移动电气化系统中，确保冷却解决方案不仅有效，而且重量轻、紧凑且足够坚固，足以满足严苛的应用需求。

派克（Parker Hannifin）是运动和控制技术领域的全球领导者，其技术包括流体、运动和热管理解决方案，在设计可提高电动移动设备安全性、效率和耐用性的综合系统方面处于领先地位。

重型设备电气化面临的挑战

非公路车辆的电气化远非简单的动力系统更换。与环境受控的固定式应用不同，移动机械面临着不可预测的极端条件，地形、负载和工作周期会导致动态热量波动。关键挑战包括：冷却部件空间有限、功率密度需求、系统效率、恶劣条件下的耐用性、降噪以及易于集成。

空间限制对于建筑和采矿机械来说尤其具有挑战性，因为它们最初是围绕柴油发动机设计的，没有考虑电池组、逆变器和电动机带来的额外热复杂性。有效的冷却需要热交换器、软管、泵和储液器，然而，在不影响性能或操作员安全的情况下，将它们安装到现有平台中却非常困难。

功率密度是另一个关键因素。电动机、逆变器和电池必须以紧凑的形式提供高功率。与柴油发动机不同，电池组必须在狭窄的热窗口内运行，以保持效率、性能和使用寿命。冷却不足会导致过热、功率损耗和电池永久性退化。

热管理的范畴远不止冷却。工业电气化的一个日益增长的趋势是利用废热来提升整体系统性能，例如预热流体、在寒冷条件下保持电池温度或提高液压效率。这可以减少能源浪费并提高系统效率，这对于注重正常运行时间和节能的行业至关重要。

耐用性至关重要，因为非公路车辆通常在尘土飞扬、冰冻或潮湿的环境中行驶。热管理组件必须能够承受振动、机械冲击和化学腐蚀，同时在较长的维护周期内保持性能。

降噪也日益重要。随着电力传动系统取代噪音很大的柴油发动机，风扇和泵等辅助部件变得越来越显眼。降低运行噪音至关重要，尤其是在限制严格的城市建设和地下采矿领域。

最后，简洁性和易于集成是关键。业界正在转向即插即用的冷却解决方案，以降低安装复杂性，最大限度地减少故障点，并与电池管理和电力电子设备无缝集成。简化的架构可以降低制造成本并提高可维护性。

电动化工作功能中的电池冷却

电池供电的建筑和采矿机械依靠高能量密度的锂离子电池为电动传动系统和液压功能提供动力。电池温控会限制其性能和使用寿命；过热会降低电池性能，降低电量保持率，并有引发热失控的风险。

液压提升、钻孔和物料搬运会产生大量的能源需求，导致热量快速积聚。与通过发动机冷却散热的柴油发动机不同，电力系统需要专门的热管理来有效调节温度。

先进的液冷系统通过精心设计的热通道循环冷却液，防止因热导致的性能下降。通过从电池、逆变器和电机中提取热量，这些系统即使在高负荷下也能保持最佳性能。高效的电池冷却直接影响占空比、功率输出和长期可靠性，使其成为电动动力系统设计的基石。

派克的热管理解决方案

派克提供全面的热管理组件，专门针对非道路电气化挑战。这些解决方案可顺利集成到柴油、混合动力和纯电动移动系统中，确保在恶劣的工业环境中实现最佳性能和安全性。

主要产品包括：

电子冷却软管和液冷热交换器：这些灵活的组件为电池、逆变器和电机提供精确的温度控制，实现高效、节省空间的冷却回路。

快速断开接头：确保快速、无泄漏的流体连接，以减少停机时间和污染风险，这对于高压电池冷却至关重要。

用于ePTO和电动工作功能的集成热管理系统：模块化、可扩展的架构，可在极端负载下保持高效的动力传输和液压驱动。

电池安全组件：通风阀和高性能密封件可调节电池压力、防止热失控并防止污染，从而提高外壳的可靠性。

按需节能冷却：根据实时热负荷动态调节气流和冷却液流量的系统，在降低功耗的同时保持一致的性能并延长电池续航时间。

电气化和热管理的未来

随着非公路设备日益向电气化和自动化方向发展，先进的热管理对于保持效率和可靠性至关重要。智能冷却算法、预测性维护和能源再利用策略将进一步优化混合动力和纯电动机械。

派克持续创新，提供全集成热管理系统，帮助制造商克服空间限制，提高冷却效率，并增强安全性。在快速发展的市场环境下，精准的热控制与能源优化相结合将成为电气化成功的关键。