星馬電動化上裝攪拌車：行業(yè)重大技術進步，每年綜合節(jié)約成本5 萬元
——專訪安徽星馬專用汽車有限公司技術總監(jiān)裴志軍

本刊記者 肖獻法 文

On January 5, 2023, after Hanma Technology Group launched a major innovative product - Xingma Electrical Feeding Concrete Mixer Truck, our reporter invited Pei Zhijun, Technology Director of Anhui Xingma Special Purpose Vehicle Co., Ltd., to give a systematic and profound interpretation of the product.

2023 年1月5 日，漢馬科技集團在馬鞍山隆重舉行2023春季新品發(fā)布會，發(fā)布了2 款新產品——星馬電動上裝攪拌運輸車和H7E 純電動半掛牽引車(相關報道見本刊另文)。其中，星馬電動化上裝攪拌車作為行業(yè)又一次重要技術革新和進步，引起了與會代表的高度關注；為幫助用戶及行業(yè)深入了解其特點，日前筆者特邀請安徽星馬專用汽車有限公司技術總監(jiān)裴志軍對該攪拌車作了系統(tǒng)的深刻解讀。

筆者：裴總，首先請您首先介紹一下星馬電動化上裝攪拌車的推出，是基于什么樣的考慮和背景？

裴總：近年來，在國內經濟下滑與疫情反復相疊加的復雜的大背景下，企業(yè)都面臨著一些經營上的壓力，尤其在有些產品市場需求規(guī)模不大的情況下；但未來，國家經濟仍然要向前發(fā)展。這是大的前提和背景。

我想，我們星馬以及漢馬科技的科研人員和經營管理團隊，在每個階段都需敏銳地捕捉到有關信息，把握住時代發(fā)展趨勢，包括產品趨勢、政策法規(guī)趨勢等。

星馬在國內工程專用汽車行業(yè)一直處于領跑者地位，并較早認識到國內專用汽車電動化時代已經到來，包括底盤系統(tǒng)和上裝系統(tǒng)。

所以，近年來星馬以及漢馬科技的產品研發(fā)，多條技術路線齊頭并進。其中，有些是未來三五年后才可能大批推向市場的產品，有些可能是從現在到未來三五年之間這個過渡期內推廣的產品。

對于新能源混凝土攪拌車這一塊，從過去幾年看，雖然國內各個車企都在蓬勃發(fā)展，但仍有它的局限性，它還有一個較長期的適應過程。為啥這樣說呢？

因為完全新能源化的車型，如純電動攪拌車或者純電動工程車，目前其電動底盤的采購成本還比較高，這是一方面；另一方面，與它配套的充/換電設施及工業(yè)設施的投入成本也很高，無論是充電樁還是換電站其投入大概需要200萬、300萬元，其產出投入比還較低，難以讓很多用戶接受；所以，短期內如果沒有充分的政策激勵和市場利好來支撐和引導的話，純電動攪拌車難以大面積推廣應用，會有一個短暫的過渡期和適應過程。相應地，燃油攪拌車也有會一個過渡期。

當然，漢馬科技在新能源重卡和新能源工程車方面擁有自己全生態(tài)的運營模式，可以在前期幫助用戶建設換電站，通過租賃形式回收建站成本；但要讓市場接受和采納這一模式，也需要一個過程。

從另一個環(huán)節(jié)來說，目前燃油攪拌車銷量占比依然占據著壟斷地位。比如2018—2021 年，其銷量基本在9 萬~10 萬輛；但到了2022 年，由于從2021 年開始切換國Ⅵ，加上疫情反復，國內重卡市場以及工程車市場銷量明顯下滑，2022 年攪拌車銷量基本在4 萬輛左右。這其中，純電動攪拌車的替代率雖然一直在快速提升，但其市場份額和增量仍很有限。有限的原因就是剛才說的那幾點。可以說，未來幾年燃油攪拌車仍還是銷量和占比較大的車型。

在這樣的情況下，燃油攪拌車又該如何發(fā)展呢？我們認為，它當前面臨的形勢主要是用戶對它節(jié)油、省錢有一個更高的預期。那么又該如何實現由市場驅動的這個更高預期呢？我們認為，傳統(tǒng)燃油攪拌車上裝實現電動化，即采用“燃油底盤+電動化上裝”勢必會成為一個新的重要技術路徑，因為它可以產生諸多優(yōu)勢。而星馬較早地把握住了這一技術路線的脈搏，2019年即開始對電動化上裝攪拌車進行研發(fā)投入，并成為行業(yè)第一家關注電動化上裝攪拌車的車企。

而研發(fā)新能源混凝土攪拌車，星馬于2015 年就開始了，當初我們和深圳沃特瑪聯合開發(fā)，做了很多樣車、跑了各種試驗。緊接著在2016、2017 年又做了各種混合動力的攪拌車，到今天各種技術路線的攪拌車基本都推出來了，包括采用燃油底盤+電動化上裝的攪拌車，燃油牽引車+電動化上裝半掛攪拌車，還有混合動力攪拌車以及增程式攪拌車，再加上純電的半掛攪拌車，全部在我們這次新品發(fā)布會的展區(qū)內。

目前星馬在上裝電動化方面實現了3 種技術路線：一是基于燃油底盤的上裝電動化攪拌車，節(jié)油率可達15%～30%；二是基于混合動力(含增程式)底盤的上裝電動化攪拌車，節(jié)油率可以達到35%～45%；三是基于純電動底盤的上裝電直驅攪拌車，完全零油耗，零碳運營。

筆者：新品發(fā)布會上，您介紹說，星馬上裝電動化攪拌車是一體化設計的產品。請您對“一體化設計”的含義及其帶來的好處，作進一步的介紹。

裴總：星馬電動化上裝攪拌車(/星馬上裝電動化攪拌車)是星馬聯手華菱汽車一同開發(fā)設計的，因而得以實現獨特的一體化設計，而且只有擁有底盤開發(fā)資源的專用汽車生產企業(yè)才能做得到、做得好。主要體現在以下幾個方面：

一是駕駛室高壓電驅空調進行了一體化設計和安裝，使得空調的制冷效果好、可靠性高；而沒有底盤資源的專用汽車生產企業(yè)，在駕駛室改裝頂置空調時，易存在漏水、制冷效果差等現象。

二是控制系統(tǒng)一體化設計：將電動化上裝控制屏集成到駕駛室的中控屏上，實現了控制屏共享，提高了集成度，使操作簡化，故障率大大降低。

圖2 該星馬上裝電動化攪拌車的上裝，可以單獨完成發(fā)電、充電、放電以及驅動罐體的工作，是一套獨特的完全閉環(huán)的系統(tǒng)

圖3 該星馬上裝電動化攪拌車的駕駛室內擁有上裝電動化的能量管理監(jiān)控平臺和大制冷量高壓電驅空調

三是底盤發(fā)動機直聯上裝發(fā)電機，進行一體化設計：由于取消了傳動軸和支撐機構，實現了模塊化集成，使結構緊湊簡化，傳動效率提高，并降低了重量和故障率。上裝發(fā)電機固定在底盤發(fā)動機上，但一般不需要底盤發(fā)動機驅動發(fā)電。

四是整車一體化設計實現了輕量化：安裝電動化上裝系統(tǒng)后，整車不超重；采用無副梁結構設計，對底盤大梁做了加強和匹配設計，這也是漢馬科技2011 年申請的發(fā)明專利技術。于此，沒有底盤資源的廠家實現不了。

總之，上述一體化設計徹底發(fā)揮了星馬攪拌車的技術優(yōu)勢，體現了星馬50 余年的技術積淀，提升了產品競爭力，可為用戶提供物超所值的“掙錢機器”。

筆者：星馬上裝電動化攪拌車的主要技術創(chuàng)新點有哪些呢？

裴總：星馬上裝電動化攪拌車，高度概括來說有3 大特點：一是雙擎動力，油驅底盤+電驅攪拌；二是裝待卸料0 油耗；三是充電5 min，驅動罐體工作2 h(空調工作時)。這主要得益于以下諸多技術創(chuàng)新點：

一是星馬上裝電動化系統(tǒng)，取代了傳統(tǒng)燃油攪拌車的液壓驅動系統(tǒng)，由動力電池倉為上裝攪拌罐提供驅動力，從而實現上裝動力和底盤發(fā)動機動力的切割，減少了燃油消耗。同時此舉還具有以下優(yōu)點：

(1)可以讓底盤發(fā)動機專注于車輛行駛，提升車輛動力性能15%，爬坡更有勁。

(2) 在 裝 料、待料、卸料等作業(yè)期間，發(fā)動機熄火，車輛駕駛室內、外噪聲分別<42.6、55 dB，只聽見電機輕微低鳴聲，減少了工地噪聲擾民，有效保護了駕駛員和操作工的健康。

(3)罐體轉速保持恒定，一方面車輛加速行駛時罐體離心力小，提升了行駛穩(wěn)定性；另一方面，混凝土勻質性提升30%，不離析，保證了混凝土運送質量，解決了傳統(tǒng)液壓攪拌車罐體轉速波動問題。

二是控制模塊：采用星馬專利技術，擁有上裝電動化的能量管理監(jiān)控平臺功能，24 h 監(jiān)控設備安全狀況，每天自動統(tǒng)計節(jié)油數據，自帶罐體正反轉監(jiān)控及防偷料功能；同時選配科技感強的集成式中控大屏和遠距離無線遙控器，掌控、操作更便捷。

三是驅動電機：直聯罐體減速機，傳動效率高，較傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)提升20%；并從軟件上實現了柔性啟動。特別是驅動電機與減速機的接口設計，實現了與液壓馬達接口的統(tǒng)一，減少了減速機的種類。

四是上裝發(fā)電機：可高效補充電能。當電量低于30%時，快速發(fā)電5min 可供上裝工作2 h 。制動時進行能量回收，回收占總耗電量50%以上；同時，在剎車進行動能回收時輔助制動，降低了制動器發(fā)熱，提高了制動器壽命。

五是采用高倍率鋰電池：一是大容量，待機時間長，不開空調可工作3 h、開空調可工作2 h，提高了車輛節(jié)油率和對工況的適應性；二是使用壽命長，動力電池采用空調冷媒冷卻，在夏季高溫時可將電池工作溫度恒定在25 ℃左右，5 年衰減不超過30%。

六是采用4.5 kW 大制冷量高壓電空調：與底盤一體化集成設計安裝，杜絕了改裝帶來的駕駛室漏水和安全風險。取消了傳統(tǒng)燃油車機械式空調，響應更快、制冷量更大、制冷效果更好；因直接從電池取電，所有工況均不消耗底盤燃油，提升了節(jié)油率，夏季可節(jié)約5%～8%。

七是尾部操作部分：采用星馬專利技術。迎賓式電控操作手柄，保留了機械操縱桿的操作習慣和邏輯，解決了行業(yè)內使用電氣控制盒的操作繁瑣、故障率高等人機工程差的問題，大大提升了用戶感知度。

八是電機后端預留應急接口：若出現高壓故障，可用加長油管的液壓馬達進行應急救援，防止悶罐。

正是由于上述創(chuàng)新，使得整車具有超級省錢、超級強勁、超級安靜、超級安全、超級智慧等顯著優(yōu)點。

筆者：星馬電動化上裝攪拌車，相比傳統(tǒng)的液壓驅動上裝攪拌車，以及純電動攪拌車的上裝驅動形式有哪些顯著不同？

裴總：星馬電動化上裝攪拌車相比傳統(tǒng)的液壓驅動上裝攪拌車改變了很多。后者是由安裝在發(fā)動機(/變速器)上的取力器(PTO)驅動油泵，油泵產生的液壓能再驅動液壓馬達，液壓馬達再驅動減速機，進而帶動罐體運轉，也即上裝液壓系統(tǒng)工作的能量來自底盤發(fā)動機。而星馬電動化上裝攪拌車，其上裝是一套獨特的完全閉環(huán)的系統(tǒng)，包括上裝發(fā)電系統(tǒng)，上裝儲能系統(tǒng)(電池)、驅動罐體的電機以及控制系統(tǒng)，而且其儲能系統(tǒng)的電能依靠對行車中制動能量(勢能)的回收和轉化，不依賴于底盤發(fā)動機，也不需要外部充電，便可以單獨完成發(fā)電、充電、放電以及驅動罐體的工作。這是一個架構上的區(qū)別。

至于前幾年推向市場的電動攪拌車，其上裝驅動形式也曾經歷一次技術革命。前幾年是由電動機驅動液壓系統(tǒng)，再驅動罐體(即：電池→電動機→液壓泵→液壓馬達→減速機→罐體)；后來逐漸改成了電機直驅形式(即：電池→電動機→減速機→罐體)，系統(tǒng)大為簡化，驅動效率也大為提高，2022 年星馬純電動攪拌車全部切換成了直驅形式。這一電機直驅形式與“油驅底盤+電動上裝”有些類似，相同的是尾部驅動部分，不同的是電能的來源，后者具有一套獨立的發(fā)電和儲能系統(tǒng)。

說到“電機直驅”上裝，我可以再自豪地說一下。對于電機直接驅動減速機技術，星馬2014 年就申報了3 個專利：一是單電機直驅罐體、直驅減速機的專利，二是雙電機直驅減速機的專利，三是電機加液壓馬達同時雙驅動減速機的專利。那時別人還沒有關注電動攪拌車的發(fā)展，而我們不僅做出了產品，而且還應用了。2014、2015 年，我們專為天津一家工廠做了10 套由電機直驅的攪拌罐設備，這套設備可以移動，但沒有行走系統(tǒng)，這是全國首家實現電機直驅攪拌罐的應用案例；而且我們解決了電機和減速機的匹配問題。能有這樣的超前創(chuàng)新開發(fā)，是因為我們較早預知上裝電動化很快就會到來，而且很快付出實踐。

圖4 近年來，星馬不僅在攪拌車上裝電動化方面開發(fā)出了3 種技術路線(油驅底盤+電動化上裝；混動（含增程式)底盤+電動化上裝；純電動底盤+電直驅上裝)，而且還針對行業(yè)其他痛點和用戶需求進行了多項技術創(chuàng)新。圖A 為星馬M7E 充電混凝土攪拌運輸車(采用純電動底盤)，圖B 為采用混動(柴油增程器)底盤的星馬M7 增程式混凝土攪拌車

基于超前預知和超前布局，星馬能夠開發(fā)出星馬電動化上裝攪拌車等各種技術路線的攪拌車，就顯得游刃有余和更加自信。

可以說，星馬做“電機直驅”攪拌車上裝是國內第一家(2014年)，做純電動混凝土攪拌車也是國內第一家(2018 年)，做“燃油底盤+電動化上裝”攪拌車還是國內第一家(2022 年)。

近年來，我們不僅對上裝驅動路線，還針對行業(yè)其他痛點和用戶需求對攪拌車進行了多項技術創(chuàng)新，比如駕駛室前下部噴霧抑塵、外加劑遠程自動添加、進料口自動清洗、罐體內部物料檢測等技術，大大提高了作業(yè)效率和作業(yè)質量，減輕了駕駛員的勞動強度。 而且我們認為，許多技術創(chuàng)新，不是我們自己單獨的創(chuàng)新，而是與用戶一起進行的創(chuàng)新。

筆者：采用星馬電動化上裝攪拌車，究竟能給用戶帶來哪些實實在在的價值？

裴總：作為對傳統(tǒng)燃油攪拌車的重大技術變革，星馬基于燃油底盤的電動化上裝攪拌車，具有優(yōu)秀的節(jié)油率，并可在短期內收回成本。其帶來的好處主要是2 個字 “省油”或“省錢”，為用戶創(chuàng)造突出的價值，同時也大大延長了燃油攪拌車的生命。那么，究竟能幫用戶省下多少錢呢？可以從幾個方面來統(tǒng)計：

表1 星馬M7E 充電混凝土攪拌運輸車主要配置及參數

一是省油。一年能省5 000 L 左右的油，按8 元/L 計算來一年能省4 萬元，這是直接節(jié)省的油錢。為什么能省這么多的油呢？

為什么能省這么多的油呢？因為攪拌車有一個非常獨特的運營特點：它在攪拌站裝料的時間以及在工地等待卸料和卸料的時間，加起來會占攪拌車整個運行時間的50%以上。也就是說，一小時在運輸，另一小時在裝料、等待卸料和卸料。而裝料、等待、卸料過程中，液壓驅動上裝攪拌車的底盤發(fā)動機基本都在怠速工作，怠速油耗也是很高的；而星馬電動化上裝攪拌車在裝料、等待、卸料過程中，底盤發(fā)動機是熄火的，即由電機驅動上裝；從運營時間來說，至少50%的時間不燒“油”，其省下的油是很可觀的。同時，發(fā)動機工作時間減少50%，其維護成本也會減少50%。而且，不僅省下50%時間的油耗，還可以省下50%時間的尿素消耗。

二是，可以節(jié)省維護成本：燃油攪拌車的液壓驅動系統(tǒng)需要加液壓油，其濾芯也需要維護保養(yǎng)。

圖5 大會室外展場展出的星馬混凝土攪拌運輸列車，該車由M7E 換電牽引車與上裝電動化攪拌半掛車組成，適合較大型作業(yè)場景

表3 星馬混凝土攪拌運輸半掛列車主要配置及參數

三是，星馬電動化上裝攪拌車可以回收制動能量，在回收制動能量時還可以起到輔助制動作用。比如下坡時，在能量回收的同時它有一個反向力矩來進行制動，這樣就減少了踩剎車的次數，提升了剎車片的使用壽命，剎車片的維護成本也就相應減少了，(一年)至少可以減少上千元的維護成本。

綜合上述多個方面，采用星馬電動化上裝攪拌車，一年下來能直接和間接地節(jié)省5 萬元！而且使用一年左右，就能把初始增加的購車成本基本上收回來。

筆者：預計星馬電動化上裝攪拌車在未來應用前景如何？它會不會與現在仍在生產使用的液壓驅動上裝攪拌車，很快進行切換和替代？

裴總：從發(fā)展趨勢來說，專用汽車底盤的電動化雖然在大踏步地前進，但其應用領域還有很大的局限性，其總量和份額還很有限；而專用汽車上裝的電動化已經是必然趨勢，其中燃油底盤攪拌車上裝的電動化會迅猛地到來。

但燃油底盤上裝電動化攪拌車，對燃油底盤液壓驅動上裝攪拌車的替代，會有一個過程，要給用戶一個認知的過程。讓用戶買這個產品，不是因為我們擁有這個技術，而是要讓用戶充分認識和感受到可以獲得實實在在的好處?；谛邱R在行業(yè)的號召力，我們相信這個過渡期會比較短。同時，行業(yè)其他企業(yè)也可能會跟進。