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工程机械电动化豁开动力电池新缺口

工程机械电动化豁开动力电池新缺口 苏州三现电子科技有限公司
2025-03-21
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摘要

工程机械电动化对电池性能的要求呈现“三高一宽”。

2024年，工程机械电动化渗透增速达到历史新高，尤其在以下品类。

  • 高空作业机械（高机）：2024年电动化渗透率达到90%以上。

  • 电动叉车：2024年上半年渗透率超70%。

  • 新能源混凝土搅拌车：2024年上半年新能源搅拌车渗透超40%，呈直线上涨态势。

  • 电动装载机：2024年销量破万，同比增长270%，渗透率超10%。

  • 新能源重卡：2024年我国新能源重卡销量约为8.2万辆，同比增长136%。
自2024年以来，国内加快以标准提升引领工程机械产业转型升级。围绕电动化、智能化、绿色化转型，新发布国家标准达20项。
今年2月1日，《绿色矿山评价通则》国家标准正式实施，从资源节约、环境保护、生态修复等维度对矿山企业进行综合评价。这一政策直接驱动矿卡电动化加速，相关动态频频释出。
3月6日，10台北方股份NTE130E型120吨级纯电动矿用卡车正式在国家电投扎哈淖尔煤业公司编组运行，该批纯电矿卡以磷酸铁锂电池为动力源，充电1小时可连续工作5小时以上，实现与同吨位传统柴油车相比，动力性能强劲，运输成本更低。
3月5日，航天锂电与徐州徐工重型车辆就电动矿卡展开深度合作；
3月4日，宏大时代纯电再制造矿卡第二批向华联锌铟交付，宏大时代的两大核心股东为宁德时代与深耕矿山服务领域的宏大爆破工程集团。
而促成工程机械电动化高增速的动因，已经从过去的政策拉动转向更经济、更高效、更智能的市场内因驱动，进一步促使工程机械向锂电产业靠近。
政策拉动转向市场内生
工程机械常指用于工程建设的各类施工机械，应用于建筑、水利、电力、道路、矿山、港口和国防等工程领域，完成土石方施工、路面建设与养护、流动式起重装卸作业等任务。
在工程机械电动化转型的道路上，除了以“双碳”为目标的环保政策的强制推动，电动化对工程机械运营属性带来了直接的经济效益提升。以扎哈淖尔煤业披露数据为例，10台电动矿卡所用电费相比柴油费年省1150万元。
并且基于工程机械重复作业的使用场景，电动化与智能化同步推进、相辅相成。利用物联网、大数据、人工智能等尖端技术，工地机械管理系统实现设备间的无缝连接，提升施工现场的管理效率。工程机械企业开始推出无人化、智能化、纯电动工程机械产品。
在直接的工作效率提升与能耗减少的优势下，工程机械市场迎来新增长点。徐工机械、三一重工、中联重科、中国龙工等工程机械代表企业都在推进电动化转型。
到2024年，工程机械企业的电动化战略已取得亮眼的市场表现。
以在工程机械领域推出新能源全生态解决方案的三一重工为例，其新能源重卡不仅实现年销售破万辆，还不断推出新能源牵引机、新能源装载机、全电动挖掘机器人等新品，2024年已上市新能源产品超80种。交付表现方面，三一重工在2024年完成的8次大批量交付（单次超100辆）中，全部为新能源车辆，最多一次在上海交付202辆纯电动牵引车。
对于工程机械企业而言，因电动化产品的毛利率通常高于传统产品线，随着电动化产品比例的提升，工程机械企业的毛利率也得到了显著改善。例如，中国龙工财报显示，得益于电动化产品比例的提升所带来的毛利率改善，2024年上半年，2024年上半年公司净利润5.02亿元，同比增长49%。
工程机械电池“三高一宽”
相比于乘用车市场，工程机械虽然市场规模相对较小，竞争格局相对集中。综合多方数据，国内工程机械CR3（徐工机械、三一重工、中联重科）份额分别达65%～70%，CR5达到80%～85%。
即便龙头企业占据主导地位，中小企业则在某些细分领域或特定市场具有一定的竞争力，例如小型挖掘机龙头玉柴工程机械。
整体上，工程机械赛道盈利能力显著优于乘用车。随着工程机械电动化加速，抓住机会的电池企业有望开辟新增长曲线。
此前高工产研（GGII）指出，工程机械用锂电池潜在市场空间超70GWh。结合工程机械电池实例，工程机械电动化对电池性能的要求呈现“三高一宽”特征——高功率、高耐久、高安全、宽温域。
高倍率——应对高强度作业需求
面向装载机、矿卡等需频繁启停及高功率输出，电池需支持持续高倍率放电（3C以上）和快速补能。
比亚迪弗迪快充版电池，搭载400A大电流+1500V高电压平台，15分钟可从20%充至80% SOC，满足连续作业需求；
亿纬锂能H3E平台产品，电池采用后背或者侧挂方案，支持充换电不同补能方式，采用双桩四枪充电，可大幅提高新能源重卡/矿卡大电量产品的充电效率，缩短充电时间，提高运营效率。
高耐久——降低全生命周期成本
面向工程机械日均作业时间长达12小时，电池须具备超长循环寿命（≥4000次）及低衰减率。
潍柴刀片电池循环寿命达2800-4500次，支持整车20000小时使用时间，较行业平均提升30%；
宁德时代天行重型商用车-高强度版电池专为恶劣工况设计，具备IP68级防尘防水能力，并额外提升防腐性能。官方称在矿卡工况下行驶50万公里仍具备高安全性，相比行业10万公里的耐久强度提升4倍。
高安全——防范热失控与极端工况风险
面向工程机械高负载工况，避免热失控，并通过多重防护确保安全性。
国家标准《GB/T 44257.1-2024》对电动土方机械用动力电池强制要求电池通过热扩散试验（单电芯热失控后24小时内不引燃整车）。
潍柴电池采用双层冷板设计，连续作业时电池温度≤40℃，包内温差≤4℃。
宽温域——极端环境下的稳定运行
面向工程机械面临-40℃低温或50℃高温作业环境，电池需在宽温域中保持性能稳定。
比亚迪CTB集成版电池，支持-40℃至65℃超宽温度区间运行，适用于高海拔（5500米）及极寒矿山场景；
亿纬锂能推出B3P平台产品，该平台产品采用独创极柱+底部液冷技术，满足全温度范围工作，同时兼备超高强度和超强寿命，整装系统方案可覆盖常规装载机、矿卡从114kWh~700kWh电量方案需求。
两大产业深度协同
产业协同上，近年来电池企业与工程机械终端协同加速。
宁德时代除了此前提到投资入股宏大时代绑定终端企业。自2024年开始宁德时代本身与工程机械终端的联动愈发紧密发力工程机械电动化。
宁德时代与临工重机深度合作，共同研发大吨位新能源矿用卡车混动技术及纯电产品；与山东重工达成战略合作，合作内容包括重卡、工程机械、物流车、叉车等产品配套；与中国龙工进行全价值链合作，尤其龙工电动装载机贴标“宁德时代INSIDE”，强化品牌联动。
亿纬锂能已经与卡特彼勒、徐工、三一重工、中联重科、山东临工等工程机械企业达成合作。在今年2月，亿纬锂能与三一重工旗下三一重卡进一步深化合作，双方将在新能源商用车领域开展全面合作。
中创新航与国际企业BMZ集团达成战略合作，为BMZ集团提供应用在巴士、卡车、农机以及建筑机械等商用动力系统的电池产品。
国轩高科与多家工程机械企业有合作，公司联合三一重卡推出重卡魔塔MTB（Module to Bracket）方案。
比亚迪与徐工机械合资成立公司——徐工弗迪电池科技有限公司投资建设共同投建100亿元刀片电池项目，致力于在徐州打造新能源动力电池战略基地，全部达产后，可年产动力电池15GWh，主要为徐工商用车、工程机械以及其他品牌乘用车提供动力电池。

【声明】内容源于网络
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