混合动力智能谷物联合收获机
成果类型:: 新技术
发布时间: 2025-03-24 17:32:27
随着现代农业装备的转型升级,在化石能源逐渐匾乏的情景下,农业机械的新能源开发与利用正逐渐成为发展趋势。同时基于人工智能技术已在工业、安防、汽车行业等领域广泛应用,农业与人工智能技术的融合,可自主识别作物倒伏性状、收获物的含杂破碎情况、车辆前方障碍物等,自动调节作业参数,辅助机手作业,减轻作业强度。基于以上情况,中联农机公司开发了TG100-DH混合动力谷物联合收割机(以下简称TG100-DH),滚筒、风机、拨禾轮三大核心工作模块由皮带传动改为电机独立驱动与控制,行走系统由液压行走改为电机直接驱动,增加发电机由发动机直驱,并搭配大倍率电池,进行削峰填谷达到节能目的,也一并减少了多级皮带传动在动力传输过程中的功率损耗。并且由于电机对控制信号的响应相比机械传动非常迅速,因此中联农机的分布式电驱又带来了作业参数控制上的便利,有利于在收割机上实施各种智能控制策略。目前该型混合动力智能谷物联合收获机已在四川、河南、山东、陕西、青海、甘肃等省份进行了收割作业,经过对于收割地块情况的相关参数调整后,均能满足各地收割要求。
本成果创新点体现在:1.创新设计了谷物联合收获机混动架构,通过匹配发动机-发电机混合动力系统和低电量大倍率动力电池,研制柴电-电池智能优化负载匹配控制系统,对比燃油机型,节油效果显著;2.开发了滚筒、风机、拨禾轮电机直接驱动系统,省去多级传动部件,提高传动效率、降低了核心部件故障发生率和耳旁噪声;3.开发了谷物联合收获作业损失、含杂破碎及倒伏检测装置,能够自适应进行滚筒、拨禾轮、风机等工作部件运动参数调整,提升谷物联合收获机作业适应性,经检测,较燃油动力机型作业效率提升19%。混合动力智能谷物联合收获机主要整机参数包括:发动机功率:129KW;喂入量:10kg/s;脱粒滚筒型式:纵轴流式;脱粒滚筒尺寸(外径×长度):Φ620×3180。通过样机与整机验证,对比燃油机型,作业效率提升15%;能耗降低25%;滚筒传动核心部件故障率降低至1%;噪音降低2~3dB;自适应调整作业车速、防堵塞,降低机手操作难度及劳动强度。本成果总体技术水平国内领先,在混动节能和自适应协调控制方面达到国际先进水平。
目前中联农机公司开发的TG100-DH混合动力谷物联合收割机已在四川、河南、山东、陕西、青海、甘肃等省份进行了收割作业,经过对于收割地块情况的相关参数调整后,均能满足各地收割要求。作业效率跟能耗的降低给用户带来了直接的经济效益,一年利润可增加约5.3万元。其次,它的节能效果带来了更少的燃油消耗,减少排放,符合“碳达峰,碳中和”的目标,推动了收割机绿色化发展。另外,各项技术创新与智能化,不仅降低了机收操作强度,提高了收割效率和质量,并且提升了农机技术附加值,有利于农机行业发展,也将带动我国农机企业技术创新,从而提升我国农业综合竞争力。
本项目研发团队来自中联农业机械股份有限公司、安徽农业大学及湖南大学等单位,主要团队成员包括:郭岗正高级工程师、中联农业机械股份有限公司、项目总负责人;付新宇高级工程师、中联农机、项目实施管控;贡军高级工程师、中联农机、项目实施管控;徐锋工程师、中联农机、技术指导;杨志平工程师、中联农机、负责整机设计;余军工程师、中联农机、混动系统设计;陈超华工程师、中联农机、AI系统设计;陈黎卿教授、安徽农业大学、项目设计;杨洋教授、安徽农业大学、项目设计;严加芳工程师、中联农机、传动系统设计;葛帅工程师、中联农机、三电系统设计;刘熙工程师、中联农机、混动系统软件设计;朱延胜助理工程师、中联农机、负责项目管理等相关成员。
从制造企业的直接经济效益上看。该型混合动力智能谷物联合收获机批量投产后,售价38万元/台,单台成本21万元左右,测算可实现年产量1000台,则预计产值38000万元,利润可以达到10000万元,经济效益可观。
从用户农机收获作业的直接经济效益上看。目前燃油机型按单机单天收获小麦100亩,消耗柴油约188L,柴油价格7.5元/L,收割费用小块地50~60元/亩,大块地35~40元/亩,单机单天利润约3496元;该型混合动力智能谷物联合收获机作业效率提升15%、能耗降低30%计算,单机单天利润较燃油联合收割机增加956元/天,一年两个做业季按50天计算,多增加收益47800元。
从社会生态效益上看。①减少环境污染。随着TG100-DH的生产推广,它的节能效果能带来更少的燃油消耗,推动收割机绿色化发展,减少排放,减轻化石能源消耗,促进农民增收,符合“碳达峰,碳中和”举措。②提升农业综合竞争力,提升农业机械化智能化水平。智能化在农机上的运用,能降低机收操作强度,提升作业质量与作业效率。有利于带动我国农机企业技术创新,提高农机技术附加值,提升我国农业综合竞争力。③提供了就业机会,促进了社会稳定。混合动力联合收割机生产线、销售线的建设等可为当地提供更多的就业岗位,部分减少当地人员外出务工,一定程度上减轻当地人员流失,促进了当地社会的稳定。
双方洽谈。