迈向万物电气化的下一步 - SORE发动机篇

10/06/2022

交通工具的电气化正在顺利进行，涵盖各种类型的交通工具，从陆地到水面，甚至是天空。那么，下一步是什么呢？如果您住在加利福尼亚州，那么实现万物电气化的下一步就是用电机替换额定功率为25马力(HP) (19kW)或更低的内燃机(ICE)。加利福尼亚州最近通过了一项新法律AB-1346，该法律要求在2024年1月1日之前禁止销售所有用于园艺维护的小型ICE和类似设备。

SORE之所以成为新规目标，是因为即使采用当今更严格的排放标准，它们仍然是最大的空气污染源之一。根据加州空气资源委员会(CARB)的数据，由SORE驱动的商用割草机工作一小时所产生的空气污染与丰田凯美瑞汽车行驶约300英里产生的污染相当。由SORE驱动的吹叶机工作一小时所造成的污染相当于凯美瑞行驶1,100英里¹（图1）。最重要的是，汽车的污染正在逐年减少，而SORE设备的污染正在增加。

新法律适用于使用汽油、液化石油气(LPG)或压缩天然气(CNG)的小型非道路点燃式发动机(SORE)。以柴油为燃料的SORE不受法规约束。法规并未禁止使用现有的SORE设备，只是禁止购买新的SORE设备。受影响的设备涉及非常广泛的类别，包括园艺设备，如吹叶机和真空吸尘器、电锯、割草机、高压清洗机等。

*图1：由SORE驱动的园艺设备工作一小时所产生的空气污染与汽车一段长途行驶相当。（资料来源：加州空气资源委员会，CARB）*

为何现在实施该法规？

新要求已经制定多年，现在实施AB-1346有几个原因。首先，已经取得了很大进展，激励市场加快行动的时机似乎已经成熟。根据CARB早期的一项研究，近40%的住宅草坪和花园设备已经实现电气化，包括²：

近70%的吹叶机和吸尘器
超过50%的修剪机、打边机和割灌机
30%的电锯
15%的割草机

其次，77%的SORE是家用设备，只有9%是商用设备，11%是联邦监管的建筑和农用设备，3%是其他设备类型（如发电机和工具车）。

此外，电动替代品的性能也有所提高。例如，采用80V工作电压和可换式5.0AH锂离子电池组的自走式电动割草机，每次充满电可运行约一个小时，可修剪一英亩的草坪³。该割草机的可换式电池组也可用于为同一厂商的其他50多种草坪护理工具提供动力，通过将电池组的成本分摊到几台机器上来降低有效成本。

最后，也许也是最重要的一点，CARB预测，鉴于目前的趋势，到2031年，大洛杉矶地区的SORE排放量可能是乘用车的两倍¹（图2），而且SORE排放量正在攀升，而汽车总排放量正在下降。随着汽车排放“得到控制”，CARB认为现在是解决SORE排放问题并将趋势线推向下降轨道（并随着时间推移降至零）的时候了，以免进一步失控。

*图2：CARB的估计数据显示，大洛杉矶地区SORE的排放量超过了乘用车的排放量。（图片来源：加州空气资源委员会，CARB）*

机会在哪里？

如上所述，大多数类型的小型设备，如吹叶机、修剪机和打边机已经是电动的。虽然仍有机会完成这些设备的完全电气化，但真正的机会在于电锯使用的更大型电机，尤其是割草机所用的电机。AB-1346法案的通过将带来许多机会，包括：

首先就是电机。这些设备中的大多数，尤其是较大型设备，都使用无刷直流电机。
驱动和控制电子装置。采用轻巧紧凑的电机驱动方案是最基本的要求。除了修剪机等小型设备外，驱动装置还需要由可充电电池提供动力。
电池组、电池管理和电池充电器。这些设备大多使用各种锂离子充电电池。
将各个组件连接在一起的连接解决方案。连接需求的范围非常广泛，包括驱动器和电机之间的电源母线、可换式电池组的可插拔连接器，以及控制元件和传感器的布线等等。