随着环境意识提升、排放控制要求趋严,以及能源成本和运营效率等因素的影响,电动和混合动力工程机械在全球范围内正被越来越多地采用。然而,要实现安全、高效和可持续运行,这类设备在电气与电子系统安全、电磁兼容性以及整机安全等方面,必须符合国际通行的技术规范。
行业与技术框架
在电动或混合动力工程机械中,例如叉车、伸缩臂叉装车、小型起重机以及城市施工设备,电池、逆变器和电机系统需要能够承受高电压、电流波动及复杂环境影响。与传统液压或内燃机系统相比,这类设备对能源管理、扭矩与力控制、电机控制以及安全电路的软件与硬件协同集成提出了更高要求。
在这一背景下,确保底盘接地、短路防护、电气绝缘、紧急停止功能以及电子控制系统之间的兼容性,是电动工程机械在结构安全和操作人员安全方面的关键要素。
需要指出的是,当提及“电动或混合动力工程机械标准”时,尤其是针对液压机械或重型工程设备,并不存在单一统一标准,而是需要根据不同设备类别分别进行规范适用和技术评估。
标准与规范框架
在电动道路车辆和陆用车辆领域,ISO 6469-3 是一项重要的国际标准。该标准规定了高压电驱动系统及其辅助电气回路的电气安全要求,涵盖绝缘、防触电、热防护和电路保护等内容。
同一系列中的 ISO 6469-2,针对电动驱动车辆的运行安全、系统安全以及故障防护等方面提出了相关要求。
在工程机械和土方机械领域,尤其是包含电气与电子子系统的设备,ISO 13766 可作为电磁兼容性和电气安全方面的重要参考标准。该标准规定了对不使用内燃机、且具备内部电源的工程机械进行电磁兼容性评估的测试和验收准则。
从更广泛的机械安全角度来看,IEC 60204-1 被广泛用于低压控制回路和机器电气控制系统。该标准规范了机器电气设备的安全要求,包括控制回路防护、接地以及开关装置等内容。
此外,在涉及自动化和安全功能的软件与硬件控制系统设计与测试中,ISO 13849 被用于功能安全评估。该标准规定了机械控制系统中与安全相关部件的设计与验证要求。
上述规范体系构成了确保电动或混合动力工程机械在电气与电子安全以及整机安全方面符合标准的核心技术基础。
国家与国际发展趋势
在全球范围内,工程机械和重型设备领域对电动与混合动力机型的偏好,直接与降低碳排放、减少运营成本以及实现环境可持续目标相关。自 2020 年代以来,许多国际制造商已将电动叉车、电动装载机以及电池驱动的紧凑型设备纳入其产品组合。
在 Türkiye,一些制造商也开始推出采用电池驱动模块的电动设备,并强调“零排放”和“低噪声”等特性。例如,有本土企业表示其已提供采用锂离子电池的小型紧凑型工程机械。
然而,这一转型目前尚未在整个行业中全面普及,更多体现在部分机型和个别制造商层面。电动与混合动力工程机械的应用,同时也带来了基础设施建设(充电与维护)、操作人员培训以及标准合规测试等一系列技术和运营挑战。
研发与工程维度
从事电动与混合动力工程机械开发的工程团队,重点关注电池管理、热控制、高压绝缘、逆变器与电机控制、电能回收、能效优化、载荷与力矩控制以及电子安全电路等技术方向。通过这些工程措施,可在性能和安全性方面实现比传统机械更高水平的可控性。
同时,确保传感器、电子电路、软件与硬件在机器控制系统中的集成具备可靠性、经过充分测试并实现标准化,对于设备寿命、维护需求以及运行安全具有决定性意义。在这一过程中,ISO 13849 等功能安全标准,为提升系统的容错能力和运行安全性提供了重要参考。
评估与现状
电动和混合动力工程机械,因其技术特性、环境目标以及运营成本优势,被视为具有前瞻性的重点发展方向。然而,要实现全面的安全认证和标准合规,仍需在电气安全、电磁兼容性、机械安全以及控制系统安全等方面,系统性地应用 ISO 13766、ISO 6469-3、IEC 60204-1、ISO 13849 等相关规范。
在 Türkiye,目前这一转型仍主要体现在“部分机型或部分制造商”层面,尚难以认定为行业整体普遍采用的标准实践。如果充电与维护基础设施、操作人员培训以及定期检验机制得以完善,具备国际标准合规性和本土制造优势的电动与混合动力工程机械,在 Türkiye 具有显著的发展潜力。
