文|35斗 柳琪
在全球范圍內電動汽車正以嶊枯拉朽之勢取代著燃油汽車,高效率取代低效率,低成本取代高成本,這是技術發展的方向也是宿命。
但本文說的不是電動汽車而是電動拖拉機。與化石燃料為動力的傳統農機相比,電動農機具有低排放、高效節能的優勢,顯然,拖拉機向電力化發展也是大勢所趨。
當然在國內發展電動農機還有另一層面的價值,這就是有效地規避開化石燃料農機周期不斷縮短的排放標準升級。
在國內農機行業,從國1升級到國2用了15年時間,國2升級到國3差不多是10年時間,而國3升級到國4不到5年時間。
如果不是有疫情的影響,早在2020年國內農機就升級到國4排放標準了,不出所料的話,國4實施三五年之后又要升級國5、國6了,要徹底地擺脫這個枷鎖,農機的電動化是個不二法門。
然而。據說124年前在歐洲就已經有人研發出了電動拖拉機,但在一百年后的智能化時代,拖拉機還沒有進入電動化時代,那么問題出在哪里呢?是技術沒有準備好還是方向錯了?
本文力圖從商業的角度來問答這些問題。
閱讀本文,筆者將先帶你到國外看看,重點領略歐美企業的電動拖拉機,然后再回到國內,看看在身邊發生了什么鼓舞人心的事,最后再品評一下筆者本人對國內農機企業發展電動拖拉機的觀點。
花開兩招,各表一枝。讓我們先看看幾個知名的跨國公司在農機電動化方面的努力。
一、歐美日等發達國家跨國公司的電動拖拉機
歐洲、美國、日本、韓國早就完成了農機市場的整合,目前這些國家和地區只有少數的處于壟斷地位的大型農機企業,格局相當僵化,近幾年幾乎沒有再出現過新的生產拖拉機、聯合收獲機、插秧機等農機的企業。
但是在電動農機、智能化農機上則呈現百花齊放、星火燎原之勢,看來歐美日韓的企業也在想著在智能化、新能源的賽道上實現換道超車。
但可惜的是,格局固化的市場上,給這些新勢力騰挪的空間并不大,這些嶄露頭角的新創公司大多被迪爾、凱斯等傳統大公司收購了。為了簡單起見,我們只說說幾個大公司的電動拖拉機。
1、約翰迪爾的起手式是電池、控制系統自制
約翰迪爾是全球最大農業裝備制造商,2021年銷售規模超過2800億元人民幣,身為農機行業的帶頭大哥,在電氣化、智能化時代迪爾當然也不想放棄老大的地位。
目前迪爾是全球最大的拖拉機生產企業,在電動拖拉機的探索上迪爾一直走在同行的前面,早在2015年法國SIMA農機展上迪爾就推出了自主研發的純電動拖拉機,近期有人爆料了迪爾680馬力的純電動無人駕駛拖拉機,應該是全球功率最大的電動農機了。
約翰迪爾基業長青的一個關鍵秘密是內部強大的自制能力,如美國滑鐵盧工廠生產的8R系列高端拖拉機發動機、變速箱、車橋、駕駛室總成等核心部件都是迪爾內部自制的,自制是為了保證質量的一致性和可靠性。
在電動拖拉機上,約翰迪爾似乎也在走深度自制路線,這在全球范圍內都是個特例。
有報道2022年2年約翰迪爾控股收購了奧地利電池制造商KreiseI Electric,這家歐洲公司開發高密度、高耐久性的電池模塊和電池組及快速充電技術,據說迪爾有意將KreiseI技術應用于其草坪設備、緊湊型多功能拖拉機、小型拖拉機、緊湊型工程等產品上。
在收購KreiseI Electric之前,2021年迪爾以2.5億美元收購了美國一家名為Bear Flag Robotics該公司,該公司是創立于硅谷的一家高科技企業,成立于2017年,致力開發與現有的機器兼容的自動駕駛技術,電動化和自動化是孿生兄弟,收購后者也是為了電動農機做準備。
迪爾很有可能會是歐美國家第一個量產電動拖拉機的企業,有報道表明約翰迪爾計劃將新產品項目,包括電動拖拉機產品放到艾奧瓦州滑鐵盧工廠生產,為此約翰迪爾對北美農機制造資源布局進行了調整,把原來在滑鐵盧工廠生產的駕駛室制造裝配業務挪遷到墨西哥的拉莫斯零部件工廠生產。
2、凱斯紐荷蘭公司善于整合資源和聯盟
凱斯紐荷蘭是規模和體量僅次于約翰迪爾的巨無霸農機制造商,旗下擁有凱斯、紐荷蘭和斯太爾三大知名拖拉機品牌。
電氣化和自動化是凱斯紐荷蘭工業集團戰略的兩大支柱,凱斯紐荷蘭曾推出Magnum無人駕駛概念拖拉機,影響了幾乎后來所有的無人駕駛拖拉機的設計理念,在后來一拖東方紅、魯中等國產無人駕駛拖拉機上都能看到Magnum的影子。
圖:凱斯Magnum 3404拖拉機;圖片來源:公司官網
凱斯紐荷蘭在電動拖拉機產品上有過種種的嘗試,早在2009年推出了燃料電池氫電動拖拉機概念機,并于2019年推出了斯太爾柴電混合動力拖拉機。
在2021年6月該公司以每股58美元總計21億美元收購美國農業自動駕駛技術Raven公司100%股權,及當年11月與美國全電動無人駕駛拖拉機的生產制造企業Monarch簽訂了合作協議,有消息爾凱斯極有可能會收購了這家公司。
另外值得關注的是凱斯紐荷蘭和美國加州專業研發電動無人駕駛拖拉機的帝王拖拉機(Monarch tractor)公司的合作,2020年開始紐荷蘭公司110000家經銷商絕給帝王的70馬力MK-V電動拖拉機開放。
3、愛科偏愛純電動
全球頂級的拖拉機只有兩個品牌,其一是約翰迪爾,其二是美國愛科公司旗下的芬特。
芬特拖拉機是全球高端拖拉機中的高檔貨,而愛科打算用芬特作為電動拖拉機品牌,說明愛科對電動拖拉機寄予很高的希望。
從愛科發布的2020年可持續發展報告中,愛科集團承諾該公司到2025年將生產純電動芬特拖拉機。
目前已知的消息是愛科正在打磨一款名為芬特e100 Vario的緊湊型全電動拖拉機,目前e100 Vario在中輕負荷作業時可以工作5小時。據愛科內部人士透露,在芬特e100 Vario的基礎上,受科將推出更大功率效率更高的電動拖拉機。
圖:愛科芬特拖拉機;圖片來源:公司官網
4、日本久保田公司的電動拖拉機
以上三家巨無霸都是歐美系公司,下面說說同為亞洲企業的日本久保田的電動拖拉機。
久保田是一家相當保守的日本企業,但在電動化方面頗為激進。
早在2020年,久保田就發布了一款名為Dream Tractor的概念型電動拖拉機,與迪爾、凱斯、愛科不同的是這款機器是履帶行走裝置,開發的初衷是服務于水田作業,據說這臺拖拉機是一款太陽能充電的鋰離子電池的機器。
一個企業的產品開發受國家政策、相關行業的影響很大,美國有特斯拉,約翰迪爾、愛科、凱斯紐荷蘭自然而然地選擇了電池能源拖拉機(EC)。
而在由豐田、本田的主導的日本市場,久保田受這兩家企業影響很大,2022年久保田宣布要制造氫為燃料的燃料電池拖拉機(FCV),且承諾在2025年要商用化。
FCV是不是應該稱為氣電混動?FCV是氫氣燃燒帶動發電機給電池充電,使用時間和續航能力要比純電動更有優勢。
圖:久保田Dream Tractor;圖片來源:公司官網
總結一下的話,在創新大本營的北美和歐洲地區,電動拖拉機也仍處于概念炒作、技術路線選型、樣機試驗階段,目前仍沒有一款產品被量產或實現商用化,也沒有一個技術路線是被公認可行的,在基礎研發領域歐美國家處于領先的位置,但在應用層面則都顯得頗為保守。
二、國產電動拖拉機沒有歷史包袱,更具進取精神
在工業時代落后的國產農機,在電氣化、智能化時代沒有任何歷史包袱,所以國產農機在電動化、智能化方面與歐洲、北美的企業相比并不落后,甚至在應用技術上更具進取精神。
說到電動農機,真正實現了普及的似乎只有中國的農機企業。
比如電動無人植保飛機,目前大疆公司的農業植保無人機在全球的市場占有率超過60%,電動無人機的成功不但給中國造電動農機的發展趟平了一條道路,且更重要的是提供了一個成功的標桿。
與歐美國家一樣,國內的電動農機也呈現出百家齊放、百家爭鳴之勢,但中國企業在電動農機上更注重于應用級別的開發,參與的企業也是更具草根性的特點。
另外中國的電動汽車走在全球的前列,中國具有全球最有實力最完整的電動汽車配套體系,中國農機可以就近得到“三電”(電池、電機、電控)資源以及技術、人才方面的支持,所以筆者認為中國的電動農機在應用級別會領先于全球。
下面就讓我們看看國內廠商的積極表現。
1、國家隊的表現
在國內,說到電動拖拉機、無人駕駛拖拉機,行業內最關注的是國家農機裝備創新中心,近幾年該機構不斷推出代表著中國最領先技術水平的智能化農機,早在2020年該中心就推出了無人駕駛電動拖拉機(ET1004-W)和氫能源電動拖拉機ET504-H。
國家農機裝備創新中心設立在洛陽,其背后最大的技術力量是中國一拖集團,某種程度上講國家農機裝備創新中心的實力就是一拖的實力。
一拖主導著國家農機裝備創新中心,但一拖在電動拖拉機上也有自己的獨立的規劃。
東方紅HB2204是一拖在學習借鑒國內外先進的CVT技術、電驅動技術基礎上開發出來的混合動力驅動的拖拉機,該機與純電動相比,具有更好的實用性和經濟性,預示很快將進入商業化應用。
國家農機裝備創新中心、中國一拖集團都是國家隊,讓我們期待他們將中國農機帶入電動化時代。
2、悅達公司應用級別的電動拖拉機
悅達起亞汽車大家應該是比較熟悉的,悅達集團旗下還有一家叫黃海金馬的拖拉機工廠,這家工廠是國內老牌的拖拉機企業之一,但在與印度馬恒達公司合資的十年時間里迷失了自我。
2018年和馬恒達分手之后,黃海金馬想追回失去的十年,傳統農機上顯然機會已經寥若晨星,所以金馬把希望放在了智能化、新能源技術上。
2021年黃海金馬連續推出了YL254ET和YU1004兩款電動拖拉機。前者是在大棚、果園里使用的輕負荷作業,后者是專門為水田旋耕、播種、田間管理開發的水田拖拉機。
這兩款電動拖拉機可以說是國內真正的小批量生產且投入到實際使用的電動拖拉機,YL254ET和YU1004并沒有打目前炙手可熱的智能化、無人化概念,而是注重于拖拉機本身的作業性能、經濟性和駕乘舒適性,可以說是國內最接地氣的拖拉機,所經給予特別的介紹。
3、農機新勢力超星智能的電動拖拉機
超星智能公司是一家落戶于農機制造大省山東濟南的初創高科技企業,其核心技術團隊來自清華大學。
該公司有過在汽車自動導航和自動駕駛領域的技術積累和實踐經驗,該公司在深入考察國內農業耕作環境的基礎上,參考現有的機械傳動的拖拉機,研發出了全自動無人駕駛電動拖拉機。
該公司的創始人認為在工業時代里的國內農機行業,曾經也想用市場換技術,但其結果是與虎謀皮,市場被拿走了,但動力換擋變速、液力傳動等核心技術并沒有學到。
特斯拉、蔚小理能快速成長并超過傳統百年車企,得益于全球能源結構的變革,通過電動化實現換道超車,中國農機圈也需要造車新勢力、也需要換道超車、也需要科技公司來推動徹底的變革,鄉村振興給國內科技企業千載難逢的機遇,超星智能進入的正是時機。
在國內電動拖拉機領域,超星智能并非唯一從外行業進入的農機新勢力,據筆者所知豐疆智能、比亞迪、微星科技等知名或不知名的有數十家公司或機構已經進入了智能、電動農機領域。
圖:超星智能新能源無人駕駛拖拉機;圖片來源:公司官方微信號
4、眾多“草根”企業的電動拖拉機
創新往往最先由小企業發起,看到機會后更多的小企業加入,眾多的企業分擔市場培育、開發、產業鏈構建等的成本,等到產品成熟和產業化之后,大企業大公司會進入摘果子。
農機行業這種現象很普遍,比如聯合收獲機、植保無人機、履帶式旋耕機、打捆機、青貯聯合收獲機等,這些品類最先都是由名不見經傳的小企業發現或發明,但最終取得市場領導權的是大企業。
在電動拖拉機領域,也活躍著一大批極具開拓和創新精神的草根企業,它們往往起點很低,專注于某個細分的市場需求,但是產品非常接地氣,性價比很高,對于大企業來講很有借鑒意義。
比如甘肅鑄隴農機,這是一家偏安于西北一隅的小公司,但在十年前就開始研發電動農機,該公司一開始就定位于輕負荷、經濟型電動農機,目前產品已迭代到五代。
今年國家開始推廣大豆玉米帶狀復合種植模式之后,該公司的自帶動力的大豆玉米兩用播種機賣出去了上千臺,該公司也從幕后走向聚光燈下。
圖片來源:作者拍攝
該公司除了生產自帶動力的電動農機具之后,還開發出了通用型的電動農機底盤。
如上圖這款電動拖拉機,純電動,功率約4馬力,可以帶鋪膜機、播種機、噴藥機、旋耕機等機具作業,價格非常低廉,且使用成本極低,操作非常簡單。
還可以加上自動導航、無人駕駛等智能化部件,即使加上智能化部件,價格也就幾萬元,具有很高的推廣價值。
此外,山東、河南等拖拉機產業集群,一些二線、三線品牌的拖拉機企業也在開發電動拖拉機。
“八仙過海,各顯神通”,不同的企業有不同的技術路線,如并聯、串聯、增程,電動、油電混動等,有一些企業還拿到了國家和地方上的高科技項目,未來最有可能最先商業化的將是這些更具革命精神的“草根”企業。
三、對國內電動拖拉機的建議,實用、部件化、模塊化
1、建立在實用基礎上的開發
關于電動拖拉機,我想很多人有一個誤解,那就是電動拖拉機一定是高度智能化、自動化、高端化的。
假如陷入這個誤區的話,即使開發出了好用的機器,也很難推廣開來,因為電動拖拉機說到底還是拖拉機,電動拖拉機的出現自然是要革化石燃料拖拉機的命的。
電動拖拉機要取代化石燃料拖拉機,憑筆者的經驗,至少要具備兩大優勢:一是效率更高,二是綜合購買、使用成本更低。
所以如果一開始我們就奔著高端化的,開發出來的產品一定是高成本高價格的,這樣的農機只是設計師大腦中的農機,用戶根本不會接受。
所以電動拖拉機不要脫離于國內的使用環境和購買力水平,要把產品的開發建立在實用的基礎上,新產品取代老產品,往往是用低價格切入,用高效率來建立優勢的。
2、優先開發兩頭產品:40馬力以下和200馬力以上
這是我和行業內開發電動拖拉機的技術專家、企業負責人大量溝通的基礎上總結出的觀點。
據專家介紹,40馬力以下輕負荷作業的拖拉機,由機械式發動機變成“三電”傳動,換的東西不多,硬件成本很低,使用起來也不會有太多的問題,所以最容易實現電動化。
往上走則是200馬力及以上的重型高端電動拖拉機。200馬力及以上動力換向、動力換擋拖拉機改成純電動或油電混動,最大的好處是極大的簡化結構,比如復雜而精密的變速器、液壓傳動裝置等由機電傳動和電腦控制系統替代。
軟件復雜了,但硬件變得非常簡單,對于國內的農機企業,機械加工是短板,但數控可以借用國內成熟的配套資源,開發和迭代并不難。
專家認為,國內可先開發40馬力以下和200馬力以上的兩頭產品,等到這兩端產業化之后,一方面是積累開發經驗,另一方面會建立起配套體系,等到這兩個東西成熟了之后,中間50-180馬力的段的電動拖拉機的開發就水到渠成了。
3、走折中路線也不錯
兩點之間直線距離最短,但在現實生產中,直線距離往往是最遠的,很多情況下,迂回路線反而能最先到達目的地。
電動拖拉機的開發中,純電動當然是最理想了,但受制于電池續航能力、電力管理技術等因素,純電動拖拉機的確有很明顯的短板和劣勢,這將會讓電動拖拉機的推廣舉步維艱。
如果我們不是一條路走到黑,而是采取折中辦法,讓我們頭疼的問題可能會迎刃而解。
電動拖拉機的開發中,油電混動可能是當下最優的一個解決方案。純電動的短板在電池續航時間短和不能進行重負荷作業,而純機械式的短板在于結構太復雜,生產和制造難度大成本高。
如果改成油電混動方案的話,可以規避兩者的短板而充分發揮其優勢,能同時兼顧“兩利相權取其重”和“兩害相權取其輕”,既然好處多多,這種拖拉機就有推廣的價值和前景。
4、將電動拖拉機部件化、模塊化
真正的技術顛覆是設計理念上的顛覆。
一個產品成熟之后就會形成固化的技術路線,后人只能在前人的基礎上修修補補,一百多年前發明的拖拉機,目前的形狀和結構基本上沒有變化,變化的主要是動力方式,如從第一代蒸汽機變成汽油機、柴油機,現在我們要換成電機了。
能不能有顛覆性的設計理念出現呢?答案是肯定的。
筆者最認可的是將拖拉機部件化、模塊化,也就是把拖拉機當作動力總成或動力部件,而不是一個獨立的產品。
這樣拖拉機雖然失去了獨立性,但是卻找到了更廣闊的應用領域和使用場景。
由于電動化的拖拉機結構得到很大程度上的簡化,所以拖拉機的體積可以做得很小,這樣拖拉機就可以像發動機一樣成為一個動力、傳動總成,可以嵌入到其他的農機具內部去。
如自動動力的電動自走式播種機、自走式旋耕機、自走式打捆機等,這類產品前文提到了鑄隴公司已經有一些應用級的電動農機。
總 結
農機的綠色、智能、新能源化是個大趨勢,筆者也看好農機的電動化。所有的農機里,企業和科技機構幾乎都把電動化的希望寄托在電動拖拉機上,電動拖拉機也被看作是電動農機里最有投資價值的品類。
目前國內外都搞電動農機,無論頭部企業,抑或是創新企業,都把電動農機作為建立新的競爭優勢、換道超車的希望。
筆者認為國內企業會在應用層面做得更好,也最有可能率先實現商業化應用,但在產品開發方向和產品設計理念上還需要更大膽的探索。