电缸的优势与应用

文章作者：张小琴  上海为渡科技发展有限公司

这些年听到最多的词，就是节能环保！不管是企业产品，还是企业自身相关的，都在强调节能环保。而作为一名工程机械人，我常常在想我能为节能环保贡献一点什么呢？除了在设计插装阀组的时候多推荐比例阀，想办法降低点压损，好像也没有更多好的贡献。直到2015年我认识一个叫Daniel的先生，他给我一个新思路-能量回收。顺着这个思路，我一直在研究及寻找这个方向的产品，于是在2019年我找到电缸。这个产品不算是特别新的产品，可是在工程机械行业的这一年有了突破性的进展。所以借此来分享我对电缸优势的浅见。

说起电缸首先想到的就是电气化，而现在正是电气化大力发展的当下。可以预见，电气化还会继续向深度和广度方面发展：一是人工操作将广泛地实行电气机械化；二是更换所有低效率、不易控制的低速蒸汽驱动和压缩空气驱动的机械；三是农业中固定作业广泛实现电气化。可以预见，用电气技术代替燃料技术，能源效率可以提高，已有的用电技术的效率还可以进一步提高。所以结合电气化的方向，作为非科班出身的液压人士，就此对比了电缸的优势如下。

而产品除了节能，其次就是环保。电缸系统即纯电系统，没有液压油的污染，可用于对环境环保要求高的场合，如食品设备，医疗设备，未来对于海洋设备也会是新的需求方向，因为越来越多的人在关注海洋环保，而相关的海洋设备也使用的越来越多。

同时相对于发动机动力源的产品，电缸系统的整车噪音也大幅度降低，所以降低了噪音的污染。因为设备不同，噪音的数据暂时没有数据对比。电缸用在剪叉车上的整体噪音在70分贝左右。

作为21世纪的新青年，必须对设备操作的舒适度有比较高的要求，尤其是现在职场的大主力为90后00后。经过不完全的统计，他们对于工作最大的追求是爱好，次之就是舒适。而电缸则是用电机的速度进行全行程比例控制，用操作电控手柄就能轻松控制，且输出速度和反馈速度均可通过电机速度传感器进行监控调整。

液压系统虽然也能通过比例阀实现控制，但是比例阀都有一段死区即最小启动电流，且液压泵也有效率问题，所以在响应上电机直驱也比液压系统驱动更加快速及稳定。由于所有的设备都是通过钢性连接电缸，则消除了之前油缸带来的设备的起升下降停止期间设备的抖动性，操作体验感更加出众。而且因为电缸内置传感器，所以位置控制简单，且定位精确、重复精度高。所以不管是医疗行业还是物料搬运行业都能很好的体现这个优势，即使是行业新手也能轻松学会设备基本操作，同时操作更加简单舒适。

随着社会的发展，使用设备的普及率也不断提高，所以越来越来多的人关注到设备的安全性。电缸则可以内置位置传感器，速度传感器，温度传感器，承载力传感器等，在设备的工作状态中可以实现实时监控，通过各种数据实时调整控制状态，所以操作设备的主动安全性更加高。而液压系统只能通过压力和角度被动检测液压系统的压力、设备的角度，所以液压系统不如电缸系统的的安全性高。

电缸如果用于带起升下降功能的设备，还能通过设备的自重下降，实现能量回收功能给电池进行充电。其中最典型的应用就是叉车，堆高车，高空作业车，AGV等以起升下降动作为主的设备。基于不同的设备，能量回收的比例也会有所差异。我在沈工的帮助下通过16,000次的测试，当负载为235kg，电缸行程约800mm的升降，得到结果为：一次下降能量回收比例能达到25%以上。当然因为负载，速度，行程等不一样，能量回收的比例也会不一样，所以还需要设备制造商根据自己的设备情况得出不一样的比例。

任何产品也都需要考虑市场成本，一个不被市场价接受的产品，一定是不值得被大力推广的产品。所以作为专业的销售，必须结合成本的问题来谈产品。

现在的电缸系统在直接成本上比液压系统都是高的，尤其是当系统中油缸的数量越多，设备的总成本差距则越大。而电缸系统成本高的主要的原因是市场普及度不够，通俗的说，使用者（购买者）太少，导致生产制造成本太高。可是技术的变革不就是因为有第一个吃螃蟹的人，才会让被人看见，进而被人发掘出最优成本，慢慢的随之相关的配套等出现，整个行业成本就低了。

从我第一次接触电缸起，到现在相对使用量上来后发现，成本已经有巨大变化，至少降低了50%。现在电缸的应用主要集中在：行业有必要性的要求的，如医疗，食品行业等；成本相对不敏感的应用；油缸使用量不高，替换成本差异不大的场合。随着电缸的不断普及，我相信未来市场上会有越来越多的设备使用电缸系统，进而成本也会越来越底。

当然我还想表达的另外一个维度，即一个设备的寿命使用周期内的总成本。基于电缸系统的免维护成本（液压油，过滤器，密封件等易损件及维修的人工成本），以及由于能耗的降低对于电池寿命的提高，还有因为能量回收可以减少电池的容量大小。碳酸锂近些年的成本提升了近10倍，而碳酸锂的成本占电池成本的30%左右。

另外对设备延展性、安全性的考虑，液压系统则需要通过外部的控制器来实现这些功能的控制，而电缸内置的位置和承载力传感器可以实现设备的超载控制，不需要因为再增加外部传感器而增加成本。所以基于以上情况，综合设备的生命周期内的总成本，电缸系统不一定比液压系统高或者说差距不一定那么的高不可攀。

以上就是本人一年多来就电缸的优点的阐述。希望能有越来越的设备制造者能看见这个内容，使用电缸系统，给现有的设备升级更新换代，为中国电气化事业添砖加瓦。

此内容我需要特别感谢某不愿公开的大厂及其相关技术人员姚工，沈工，朱工为我提供单一设备的测试数据。感谢Ewellix公司提供素材。