科创中国

针对目前设施园艺和果园环境中拖拉机作业的污染严重、噪声大、成本高等问题，结合当前国内汽车行业发展优势，将三电系统稳定移植到农机装备上，设计开发设施园艺新能源纯电动拖拉机。本产品主要应用于现代设施农业和果园，利用作业与行走相互独立的双电机驱动系统，并配备无人驾驶、AI智能作业等智能模块，研发机型具备操作简洁、换向平顺、作业成本低以及智能化程度高等优势，有助于打破国外产品的技术垄断，弥补国内设施园艺新能源纯电动拖拉机械在电动化方面的短板，促进新能源在农机行业的应用，节能降耗，优化作业方式，推进中国农业机械智能化、绿色化的发展。

● 技术创新点：

①新能源电驱总成的应用以及电液提升、自动驾驶和智能作业等智能化套件的开发，新开发产品在电动化、智能化方面创新程度高。

②动力总成电动化：采用电驱动力总成作为拖拉机行走、作业动力来源，对比常规的燃油机型具有零排放、振动噪声小、动力经济性好、作业成本低、操作强度小、智能化程度高的优势。

③驱动与作业系统独立：驱动系统与作业系统采用两套独立的电机-减速器-高压通道，分别执行整车行走于动力输出的动力需求，双电机均可无极变速，可实现精耕细作。

④传动系统简化：因电机自身具备很宽的调速范围，传动系统可以取消原燃油机型的复杂变速器，用减速器取代，从而大大简化了传动系统以及对应的机手操作。

⑤减速器分动器一体化设计：集成电驱系统及拖拉机四驱分动器，创新性的一体化设计，实现功能、性能的基础上压缩尺寸、减小重量。

● 攻关难点：

①控制策略：当前所开发电驱等零部件主要为汽车行业成熟件，如何从整机层面控制双电机、动力电池以及转向、制动等底盘件，适应设施园艺新能源纯电动拖拉机的行走与作业工况，在动力性、经济性等方面发挥出高性能，提升续航时间，具有一定难度。

②总体布置：新开发的设施园艺新能源纯电动拖拉机采用驱动、作业两套动力系统，而且主要作业场所为蔬菜、瓜果大棚，对整机尺寸、转弯半径及轴距要求较高，40kwh的动力电池包占用空间较大，另由于新增加了PTO电机动力传动系统，所以整机的布置存在挑战。

③续航能力：系统综合续航设计值约4小时，但对于工作饱和、持续大负荷作业工况，以及锂电池长期使用后的衰减问题，实际续航时间可能打折。低SOC、低温条件下的动力性与续航，也存在一定风险。后期根据用户使用情况，考虑配套直流快充桩，解决续航焦虑。

●突破技术：

① 取消复杂的机械变速器，电驱匹配一档减速器，利用电机的调速性能可实现无级变速的驾驶换挡感；

② 采用驱动电机与PTO电机两条相互独立的传动路径，能更好地匹配智能驾驶与智能作业，实现精耕细作；

③ 整机控制策略设计开发，做到行驶调速平顺，合理满足各作业工况需求又节能高效，安全可靠。

目前，设施园艺新能源纯电动拖拉机广泛应用于现代设施农业和果园。相较于传统拖拉机，设施园艺新能源纯电动拖拉机机采用电力驱动，不产生废气和噪音，对环境友好，并且比传统燃油拖拉机更加节能。其次，设施园艺新能源纯电动拖拉机具备自动化和智能化功能，可以提高农业操作的效率，减轻人力劳动强度。另外，设施园艺新能源纯电动拖拉机不需要燃料，使用成本较低，而且维护成本也相对较低。总的来说，设施园艺新能源纯电动拖拉机在设施园艺和果园种植领域有广泛的应用前景，可以提高农业生产效率，降低成本，改善环境，提升作物品质。随着农业科技的不断发展和推广，设施园艺新能源纯电动拖拉机的应用前景将更加广阔。

存在的问题及建议：

目前新能源行业处于持续发展阶段，虽然汽车行业已有较为成熟规范的配套资源，但相比燃油机型，电动拖拉机的成本过高，小农户、个体从业者难以担负起较高的成本。另外，农业作业环境复杂恶劣，部分作业工况如旋耕需求的持续功率较高，续航能力成为当前限制电动拖拉机发展的一个主要障碍。

电动拖拉机与传统燃油机型在作业能力上没有明显差别，虽然电动拖拉机绿色环保、智能化水平高、操作简洁，但这些优点在当前并不足以颠覆传统燃油机型。目前小马力纯电动拖拉机市场应用较为狭窄，主要针对国内外设施园艺和果园环境。要着力改善这一情况，应从农业生产的特点入手，结合电动拖拉机现有状态，提高技术水平与产品适应性，拓宽应用场景，在农机、农艺相结合的过程中明确电动拖拉机的市场定位。

要从整体上提高电动拖拉机生产水平，充分调动农户及相关从业人员的积极性，亟需科学合理推广及加强政府引导。为此，相关部门要加大新兴农业的补贴力度，首先进行产业改造升级，可将小块种植基地合并，提高农业智能化、数字化种植水平，充分发挥电动拖拉机的作业优势；其次，加大新机具技术推广应用，对节省作业成本、提高作业效率、改善种植环境的新技术、新机具及新方法予以相应的补贴；最后，还要加大技术培训、技术宣传、创建高效绿色种植基地的补贴力度，可采取先实施后补贴等方式进行直补。

序号 姓名 部门 职责 工作内容

1 赵敏 预研所 项目负责人 统筹管控项目进度与质量，协调资源解决项目问题，对项目目标负责

2 黄振宇 预研所 总体设计 拖拉机整机总体设计、总体参数定义系统

3 严加芳 预研所 传动系设计 传动系统设计开发，冷却系统设计开发

4 韩墨林 预研所 总布置 整机结构总布置，转向、制动系统开发

5 杨瑞兴 预研所 车架开发 车架结构结构设计与仿真

6 徐乐 预研所 悬挂设计 冷却系统、悬挂系统设计开发

7 曾杰 电液所 高压系统 高压三合一、电池、VCU设计开发

设施园艺新能源纯电动拖拉机批量投产后，售价12-15万元/台，单台成本10万元左右，根据当前的生产能力可实现年产量1000台，其产值为15000万元，利润可以达到5000万元，经济效益可观。目前电动拖拉机产品已在上海、天津的设施大棚，以及湖南常德柑橘果园进行实地作业验证，效果良好，相比传统燃油机型可节省80%的作业成本。随着市场需求的增加与三电系统成本的降低，设施园艺新能源纯电动拖拉机将展现出较高的经济价值。

技术合作