全球减碳行动之下，工程机械行业主力机型技术创新升级步伐加快，作为中国工程机械企业转型升级、贯彻落实“双碳”目标的重要成果，新能源产品在市场崭露头角。“2022中国工程机械年度产品TOP50”也首次设置“新能源金奖”，并于4月16日评选出了首批“新能源金奖”产品。
为推动工程机械企业更好的实现“双碳”目标，由国家工程机械质量检验检测中心指导、《工程机械与维修》杂志主办方对获得新能源金奖的几款产品开展实地评测实验。2022年6月28日-7月3日，“2022中国工程机械年度产品TOP50”“新能源金奖”产品评测的第一站在湖南宁乡三一起重机园区开启，对三一STC250E5-1混动版汽车起重机和三一STC250BEV纯电动汽车起重机两款产品进行为期一周的实地评测。
此次2022中国工程机械年度产品TOP50评测小组由来自国家工程机械质量检验检测中心的技术人员、《工程机械与维修》编辑以及快手大V“匠嘴说机”团队组成，对两款汽车起重机就支腿伸缩、待机、臂架伸缩、变幅、起升，以及起重上装的回转和噪声等一系列工况展开测试，其中STC250E5-1混动版汽车起重机需要分别进行用电模式和用油模式两个状态下评测。
探析节能密码
电能消耗量试验（作业工况）
01 检验对象
三一STC250E5-1混动版、STC250BEV纯电动汽车起重机
02 实验环境条件
2022年6月28日，多云，24-30℃，风向南风，风速1.6-3.3m/s
03 主要仪器设备
多功能风速仪、倾角仪、声级计、功率分析仪、油耗仪、50%额定起重物料（辅助装备）
04 试验场地
平坦、水平、硬实的混凝土地面，倾斜度不大于1%
在对三一STC250E5-1混动版汽车起重机的测试现场了解到，依据作业工况电能消耗量的计算参照（GB/T39416-2020）规定，能效部分当中支腿伸缩测试分别需要在高速和低速两种工况下进行，其中高速占70%，低速占30%，支腿伸缩工况在整个测试权重中仅占1%且要经过数次循环测试求取平均数，尽管占比非常小，但评测小组为保证数据准确可靠，仍然在闷热的天气环境下有序推进各项评测。
得益于工作人员的精准测量技术和时间把控，第一项支腿伸缩工况的评测很顺利，初步显示该工况的耗电量为4.7035KW·h/h（千瓦时）。国家工程机械质量检验检测中心评测官李逍遥表示，根据标准要求，电能消耗量试验的样机要具备制造商规定的起重作业所需的工作装置，在支腿伸缩工况测试时起重机应处于驻车状态，水平支腿和垂直支腿由全缩状态运动到全伸状态，再运动到全缩状态，记录每次伸缩过程的时间和电能消耗量且试验过程中支腿油门分别置于起重机制造商规定的支腿工作时电动机的最低速和最高速位置，测量应重复进行5次。
“下面测试的是高速状态下的臂架伸缩工况，起重机主臂从全缩到全伸计为一次循环，刚才完成的5次怠速状态伸缩循环的耗电量是10.8424KW·h/h（千瓦时），将它平均到每个循环上，最终计算到整个能耗测试数据中...”严格遵循工况运行要求，直击设备性能关键点，评测项目在技术人员专业的指挥下和园区的机械轰鸣声中持续进行。
在整个的评测过程中，变幅工况与起升工况是相对较为繁琐的两步，根据李工现场解释，变幅工况同样需在怠速和最高速两个状态下进行，怠速工况下，又细分为基本臂变幅、中长臂变幅以及中长臂额定载荷下的变幅；高速工况下分为基本臂变幅与中长臂变幅。起升工况则较变幅工况多一步高速工况下的中长臂额定载荷下的变幅，上述的所有步骤均需经过多次循环测试计算结果。
柴油消耗量试验
（作业工况）
01 检验对象
三一STC250E5-1混动版
02 实验环境条件
2022年6月29日，阴，25-32℃，风向东风，风速1.6-3.3m/s
03 主要仪器设备
多功能风速仪、倾角仪、功率分析仪、油耗仪、50%额定起重物料（辅助装备）
04 试验场地
平坦、水平、硬实的混凝土地面，倾斜度不大于1%（作业性能试验场地）
“混动”是目前起重机电动化最合适的解决方案。现场三一技术人员表示，STC250E5-1混动版自发布以来曾参与广州地铁12号线施工，吊装钢结构等建材，主臂长度：32m,作业高度：30.9m,吊载重量：1～4吨。作为行业首创25吨插电式汽车起重机，这款产品在2021年的销量在同类产品中遥遥领先。
伴随6吨载重物徐徐升起，缓缓降落，数次的循环计数后，起升工况的供电模式能耗测试结束。紧接着工作人员将油耗测试仪安装在设备上，油耗测试仪的作用可以更精确的检测出设备每做完一个动作所消耗的柴油量。评测小组在稍作调整后开启了对STC250E5-1混动版供油模式的评测。
基于供电模式的评测流程经验，现场工作人员配合提速，对设备进行二次调试、对供油模式下数据记录、对场景工况的快速切换等等，耗时不到一天完成了相同工况下供油模式的评测数据记录。烈日夹杂着微风，汗水与数据相融，评测小组成功解锁下一阶段的噪声测试实验。
机外辐射噪声试验
（作业工况）
01 检验对象
三一STC250E5-1混动版、STC250BEV纯电动汽车起重机
02 实验环境条件
2022年7月2日，多云，25-35℃，风向东风，风速0.3-1.5m/s
03 主要仪器设备
多功能风速仪、倾角仪、声级计、噪声测试系统、50%额定起重物料（辅助装备）不低于11.4m的噪声传感器放置高空杆
04 试验场地
平坦、水平、硬实的混凝土硬反射面，并且从声源中心至低测点（测量半球面半径）最大距离三倍 16 m 的范围内无声反射体。（作业噪声实验场地）
“定置作业循环工况时，机器的纵轴与x轴应保持重合，机器的前端应朝向x轴线的正方向，机器中心点应近似位于半球面中心点的垂线上方。同时在机器行驶工况时，机器行驶路径的中心线为x轴，且机器的纵轴与该轴重合。”跟随李工布置噪声测试现场时了解到，噪声测试的环境条件要求更为苛刻，降雨、降雪、冰雹天气及地面有积雪时，温度低于-10℃或高于+35℃时，风速超过8 m/s时均不能进行噪声测量。
起重机测量面位置及传声器的位置示意图
设备的噪声测试可细分为起升工况、回转工况、变幅工况以及臂架伸缩工况，其中起升工况相对其余三个动作较为简单，即起重机起吊额定起重量50％的重物，选择合适的臂架长度，测量时间持续15s～20s。
然后根据噪声传感器收录的信息以及噪声测试系统计算数据，依据规定（GB/T 17248.2）以上所有工况至少测量三次。
根据三一STC250E5-1混动版的产品介绍，它曾在施工现场实测噪声比传统燃油机型低很多，直接采用380V工业用电进行施工并得到甲方好评，这一点从现场实测近4个小时设备不间断工况切换中可以明显感受到，两台设备的噪声测试实验数据也在司机师傅熟练的驾驶运行下有条不紊的收录完毕。
“上装分为用电和用油，用油就是测试发动机，根据初步所得数据我们测试发动机的噪声非积权这个噪声值没有超过限值。对于用电模式的噪声评测因为目前并没有标准可以参照，所以我们依据油机的标准方法去进行评测，初步来看供电运行状况下相对油机运行时的噪声更低一些”在现场噪声测试完毕后李工依据现有的数据采样对噪声评测做出了初步评判，最终数据报告还需等待技术人员回去经过计算才可得知。
路遥知“马力”
电能消耗量试验（行驶工况）、充电性能试验（双枪快充）
01 检验对象
STC250BEV纯电动汽车起重机
02 实验环境条件
2022年7月3日，多云，25-35℃，风向东风，风速0.3-1.5m/s
03 主要仪器设备
多功能风速仪、倾角仪、声级计、功率分析仪、充电桩（辅助设施）
04 试验场地
试验跑道的纵向坡度为 0.2％，横向坡度为1.0％。
三一获得新能源金奖的另外一款产品STC250BEV纯电动汽车起重机的测试方法与混动版相同，按照标准（GB/T39416-2020）分段测试，对每一种工况进行分解确保起重机每一个工作状态的能耗都被精准检测到，根据记录数据在进行权重分配计算。国家工程机械质量检验检测中心刘佳星表示，“由于该款产品的底盘与上装均为纯电，因此STC250BEV还需单独加测一项路跑能耗测试，在行驶状态下采集电机实际消耗电量的数据进行平均分配。同时在这一项的能耗测试中，我们会分别以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h的时速去行驶固定公里数，依据对应的耗电量求得比较经济的时速。”
在进行连续的路跑数据记录后，现场来到了评测的最后一个环节，对STC250BEV进行充电测试。根据该产品的介绍，它可实现单枪快充2小时，双枪快充1.2小时并且可实现边充电边作业，为直击“快充”核心，在三一园区内的充电桩直接选取双枪快充进行测试。依据日常工作使用情况和保障电机电池性能，本次的快充测试电量从30%开充至100%，最终耗时54：08秒后STC250BEV的电量回归满电状态。
“这个成绩已经算是比较快的了，”李工表示，“从30%起充测试是属于合理范围，既保护电池性能又属于日常工作经常起充的电量范围，而且STC250BEV电机中的电池为铁锂电池不是电容电池，它在这个品类中的充电速度已经很不错了。”
至此，2022中国工程机械年度产品TOP50评测第一站的两款产品所有评测项目全部结束。
值得一提的是，在整理现场数据时数据评测小组发现就油电耗费成本来看，用电确实比用油节省了不少费用。以三一STC250E5-1混动版为例，它在插电模式下每小时作业电能消耗量为20 K·Wh，用油模式作业燃油消耗量为11.17 L/h，经过简单的油电成本计算（以油价8元/升，电费1元/度计算，平均每小时可节省约69元），它在产品实际使用过程中，电耗与油耗的比值趋近1:3，省油表现更加理想。三一也曾在这款产品的宣传中表示，可实现每年为用户降低60%的运营成本，让用户提前一年回本，当然这也是综合各种因素来看，最终的结果需等待技术人员回去进行一系列计算求证。
通过国家工程机械质量检验检测中心历时一周的专业测试，对于三一这两台设备噪声和能效方面测试的初步结果还是不错的，详细和准确的报告将会在近期出炉。其实对于用户来说设备的配置和参数并不是他们最关心的，用户最关心的还是它的经济性，以电动起重机为例低廉的使用成本加上不亚于燃油动力设备的工作效率足以让更多用户畅想未来，另外它的环保性也不容忽视，无论是从排放还是噪声来看，新能源产品的各项性能指标都在向双碳战略靠拢。
2022中国工程机械年度产品TOP50评测将持续进行中，取特定工况，深入一线，面向用户全面解析新能源产品的技术特点和价值回报！
附：本次评测检验依据标准
GB/T 20062-2017 流动式起重机作业噪声限值及测量方法
GB/T 21153-2007 土方机械 尺寸、性能和参数的单位与测量准确度
GB/T 39416-2020 汽车起重机燃油消耗量试验方法