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电动工程机械关键技术及产业化应用

2026年06月12日15:00

  本项目历经十余年产学研联合攻关,突破了电动挖掘机高效绿色连续运行关键技术,形成了自主化理论体系,研制出覆盖大、中、小吨位,纯电、拖电、氢燃料、甲醇等全谱系新能源工程机械主要创新点如下:

  1.发明了多模式供能-动力源-执行器全局高效整机构型。首创集成高效变速动力源、动势能再生与快速充能系统的整机构型,从快速充能和高效系统两个层面,极大提升电动工程机械运行时长;国际首次将阀口压差耗散、动力源匹配和动势能再生三大耗能环节统一为“执行器非驱动腔压力控制”问题,通过单一部件实现多环节协同调控,系统能效提升至35%,远超国际平均水平。

  2.破解了低能损运动和高性能控制矛盾。提出了工程机械全局能效优化和低能损流量分配方法,发明“载荷差异均衡”原理,通过背压储能调控降低多执行器并行动作流量分配过程节流损失、提升流量分配精度,破解运动控制和高能效不可兼得矛盾。

  3.提出了基于孪生端数据补齐的工程装备动静态性能感知和评价方法。工程机械整机是多源、多参量、负载时变复杂机电液装备,其性能和能效受多环节耦合影响,正向设计难,提出基于真实结构与工况分布式参数精细化建模方法,覆盖设计、仿真与测试全流程。在此基础上,提出了基于孪生端实时数据补齐的工程装备动静态性能感知和评价方法,研发了工程装备系列孪生软件,保证精度同时仿真速度提升40%以上,服务装备服役过程状态检测与评估。

  鉴定认为:“整体技术达到国际先进水平,部分技术达到国际领先水平”。《经济日报》头版头条报道,“其装配的全球首款、全球首创的新能源动力装备填补了行业空白”。成果获周济、黄庆学院士等专家高度评价。项目累计申请发明专利37件,授权10项,发表论文21篇,制定行业标准6项,承担省部级项目十余项。太重集团借此实现差异化竞争,跻身行业技术高地,为我国工程机械高端化、绿色化发展提供标杆范例。

  项目成功研制覆盖纯电、拖电、氢燃料、甲醇等全谱系新能源工程机械,15款纯电驱动、4款甲醇、4款氢燃料等23款新能源机型,160吨级甲醇增程挖掘机(行业最大吨位),75吨级氢燃料挖掘机(全球首款),全电动旋挖钻机(填补国际空白)等标志性产品,实现批量生产。项目入选工信部“2024年中小企业数字化转型典型案例”,获得“用户满意度白金奖”。甲醇增程挖掘机TZ1600EM获得工程机械年度产品Top50(2025)新能源产品创新金奖,增程式新能源旋挖钻机TZR240HE获得工程机械年度产品Top50(2025)新能源应用实践金奖。

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  完成单位:山西太重工程机械有限公司、太原理工大学
  获奖等级:二等奖