Электрическая и гибридная строительная техника во всем мире все чаще выбирается в связи с ростом экологической осведомленности и требований по контролю выбросов, а также с учетом таких критериев, как затраты на энергию и операционная эффективность. Однако для того, чтобы такие машины были безопасными, эффективными и устойчивыми, критически важно соответствие международным нормам в областях электрической и электронной безопасности, электромагнитной совместимости и общей безопасности машин.
Отраслевой / технический контекст
В электрической или гибридной строительной технике (такой как вилочные погрузчики, телескопические погрузчики, малые краны и городская строительная техника) аккумуляторные системы, инверторы и электродвигатели должны проектироваться с учетом устойчивости к высоким напряжениям, колебаниям тока и воздействию окружающей среды. По сравнению с традиционными гидравлическими или двигателями внутреннего сгорания, такие машины требуют согласованной интеграции программного и аппаратного обеспечения для управления энергией, крутящим моментом/усилием, управления двигателем и цепями безопасности.
В этом контексте обеспечение заземления шасси, защиты от короткого замыкания, изоляции, функций аварийной остановки и совместимости электронных систем управления в электрической строительной технике является критически важным как для конструкционной безопасности, так и для безопасности оператора.
При этом вопрос «стандарта для электрической/гибридной строительной техники» — особенно для гидромеханических машин или тяжелого строительного оборудования — носит сложный характер: для каждого класса машин требуется отдельная оценка.
Стандарты и нормативная база
• Одной из международных норм, разработанных для электрических «дорожных транспортных средств / наземных транспортных средств», является стандарт ISO 6469-3. Данный стандарт определяет требования по электрической безопасности для электрических транспортных средств (в первую очередь дорожных) с высоковольтными электрическими приводными системами и вспомогательными электрическими цепями, включая критерии изоляции, защиты от поражения электрическим током, тепловой защиты и защиты цепей.
• Кроме того, другие части, такие как ISO 6469-2, охватывают вопросы эксплуатационной безопасности, системной безопасности и защиты при отказах транспортных средств с электрическим приводом.
• В строительной и землеройной технике — особенно в машинах с электрическими/электронными подсистемами — стандарт ISO 13766 может служить ориентиром по электромагнитной совместимости и электрической безопасности. Этот стандарт включает методы испытаний и критерии приемки для оценки электромагнитной совместимости строительной/землеройной техники с внутренними электрическими источниками питания, не использующими двигатели внутреннего сгорания.
• С более общей точки зрения безопасности машин стандарт IEC 60204-1 используется в качестве ориентира для низковольтных цепей управления и систем управления машинами в электрическом оборудовании. Данный стандарт регламентирует безопасность электрического оборудования машин, защитные меры для цепей управления, заземление и требования к коммутационным устройствам.
• Кроме того, для сложных систем управления, включающих проектирование и испытания функций автоматизации и безопасности в программном и аппаратном обеспечении, может применяться стандарт ISO 13849 в рамках подхода к функциональной безопасности. Этот стандарт регулирует требования к проектированию и валидации компонентов, связанных с безопасностью, в системах управления машин.
Указанные нормативные рамки формируют базовые ориентиры, обеспечивающие соответствие электрической или гибридной строительной техники стандартам как в части электрической/электронной безопасности, так и в части общей безопасности машин.
Национальные и международные тенденции
На глобальном уровне предпочтение электрических/гибридных моделей в секторе строительной и тяжелой техники напрямую связано с целями сокращения выбросов углерода, снижения эксплуатационных затрат и достижения экологической устойчивости. Особенно с 2020-х годов многие международные производители включили в свои портфели такие продукты, как электрические вилочные погрузчики, электрические погрузчики и аккумуляторные компактные машины.
В Türkiye также наблюдаются разработки аккумуляторных приводных модулей некоторыми производителями для электрических машин и вывод на рынок продуктов с акцентом на «нулевые выбросы / низкий уровень шума». Например, один из турецких производителей заявляет о предложении малых компактных машин с питанием от литий-ионных аккумуляторов.
Однако данная трансформация пока не носит массового характера; в настоящее время она наблюдается на уровне отдельных моделей и производителей. Внедрение электрических/гибридных машин сопровождается рядом технических и логистических вопросов, включая инфраструктуру (зарядка, техническое обслуживание), обучение операторов и испытания на соответствие нормативным требованиям.
НИОКР и инженерное измерение
Инженерные команды, разрабатывающие электрическую и гибридную строительную технику, работают над системами управления батареями, тепловым контролем, высоковольтной изоляцией, цепями управления инверторами и электродвигателями, рекуперативным торможением, оптимизацией энергоэффективности, контролем нагрузки и момента, а также электронными цепями безопасности. Таким образом, как эксплуатационные характеристики, так и уровни безопасности машин могут быть реализованы более контролируемым образом по сравнению с традиционной техникой.
Кроме того, обеспечение надежной, испытанной и стандартизированной интеграции датчиков, электронных схем, программного и аппаратного обеспечения в системах управления машинами имеет решающее значение для срока службы техники, потребностей в техническом обслуживании и безопасности. В этом аспекте применение стандартов функциональной безопасности, таких как ISO 13849, служит важным ориентиром с точки зрения отказоустойчивости и эксплуатационной безопасности.
Оценка и текущее состояние
• Электрическая и гибридная строительная техника выделяется как перспективный сегмент с учетом технических требований, экологических целей и преимуществ по эксплуатационным затратам.
• Однако для полной стандартизации и сертификации таких машин с точки зрения безопасности и надежности необходимо уделять внимание таким областям, как электрическая безопасность, ЭМС, безопасность машин и безопасность систем управления, а также применять соответствующие нормы (такие как ISO 13766, ISO 6469-3, IEC 60204-1, ISO 13849 и др.).
• В Türkiye на данный момент данная трансформация наблюдается на уровне «отдельных моделей / производителей»; ее широкое распространение или проникновение во весь сектор пока нельзя охарактеризовать как «общепринятую стандартную практику».
• При условии обеспечения инфраструктуры (зарядка, техническое обслуживание, стандарты ремонта), обучения операторов и проведения периодических проверок электрическая/гибридная строительная техника — при соблюдении международных стандартов и с учетом преимуществ отечественного производства — обладает значительным потенциалом в Türkiye.
