新能源园林养护机械应用现状研究

摘要 新能源技术的不断革新和对生态环境的日益重视，加快了新能源园林养护机械的快速发展。新能源园林养护机械是基于锂电动力技术，相较于传统的以燃油动力驱动的园林机械产品，具有清洁环保、噪声小、振动小、操作简单等特点。通过对新能源园林养护机械的应用现状和发展情况的调查，分析目前新能源园林机械存在的问题，并从高效化、多元化、智能化等方面探讨新能源园林养护机械的发展趋势。

关键词 新能源；锂电池；园林养护机械；应用

中图分类号 TU 986.3+2  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）16-0196-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.16.046

Research on the Application Status of New Energy Garden Maintenance Machinery

JIANG Hui， LI Guo-jian，WENG En-bin et al

（Shenzhen Square Ecological Environment Co.， Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518035）

Abstract The rapid development of new energy garden maintenance machinery was accelerated by the continuous innovation of new energy technology and the increasing emphasis on ecological environment. Compared with traditional garden machinery products driven by fuel power， new energy garden maintenance machinery which based on lithium electric power technology， has the characteristics of clean and environmental protection， low noise， low vibration， simple operation and so on. Through investigation on the application status and development situation of new energy garden maintenance machinery， the problems existing in the current new energy garden machinery are analyzed， and the development trend of new energy garden maintenance machinery is discussed from the aspects of high efficiency， diversification and intelligence.

Key words New energy;Lithium battery;Garden maintenance machinery;Application

作者简介 蒋慧（1990—），女，湖南益阳人，硕士，中级工程师，从事园林工程与养护研究。通信作者，高级工程师，从事立体绿化研究。

收稿日期 2023-02-28

随着“三分种，七分养”的意识深入人心，园林养护也慢慢得到了重视，特别是双碳目标的影响下，以燃油机械和人工操作为主的相对粗放的管养方式，也逐步朝着低碳环保的趋势转变。根据我国园林养护管理现状，整体的机械化水平、智能化水平、低碳环保水平较低，燃油机械的灵活性、实用性、轻便性、环保性等方面还存在较大的提升空间，新能源机械的应用还处在比较滞后的阶段。按“十三五”期间园林机械在国内外市场的状况，供应国际市场的产值从现在的20亿美元逐渐增加到25亿美元，国内用于园林绿地建植和养护的设备将由现在的20％左右增加到50％以上［1］。再加上园林绿化养护人员老龄化程度高、后备力量薄弱、人工成本不断提升等原因，势必会加快园林机械的推广应用。新能源技术的不断革新和对生态环境的日益重视，加快了新能源园林养护机械的快速发展。国际市场新能源机械的发展更是有目共睹，根据TraQline统计数据，在北美地区的户外动力设备领域，新能源园林机械市场份额已经从2010年的13%增长至2021年的36%。随着新能源、智能化技术的逐渐成熟，绿色、智能、高效能的园林机械设备代替传统、粗放、低效能的园林机械设备必是大势所趋。

1 园林养护机械的类型

园林养护机械主要是园林养护管理中用于草坪养护、苗木修剪整形、病虫害防治、灌溉施肥、苗木更新种植以及绿化废弃物处理清运等工作的机械设备［2］。我国园林绿化机械设备的发展始于20世纪80年代，20世纪末开始全国园林建设蓬勃开展，进入快速发展时期。较早普及的机械类型主要是修剪整形、病虫害防治和灌溉等中小型机械，改革开放以后，挖树机、高空作业车等国外大型机械也纷纷进入国内［3］。近年来，新能源技术的革新进步使得新能源园林养护机械也得到了一定的发展。据统计，2004—2018年园林行业有关机械设备类的标准规范经历了以汽油—电动—锂离子电池为动力源的升级变化，这也表明了园林机械设备动力源的转变发展趋势。目前我国园林养护机械在新能源动力方面也有了初步的尝试，主要在小型园林机械和绿化保洁的运用推广上，比如割灌机、绿篱机、吹风机、无人割草机、智能扫地机、电动清扫车、电动洒水车等。按照动力类型来分，园林养护机械分为燃油动力、交流电动力、直流锂电动力。按照用途，园林养护机械可以分为草坪养护类、乔灌木修剪类、绿地保洁类、植保施肥类、树木移植类、其他小型工具管养类。

草坪养护类机械主要包括旋刀剪草机、割灌机、滚刀剪草机、打孔机、草坪施肥机、草坪车等。乔灌木修剪类机械主要包括绿篱机、油锯、高空作业平台、多功能修剪车等。绿化保洁类机械主要包括粉碎机、垃圾清运车、扫地机、抓机、多功能作业车等。植保施肥类机械主要包括洒水车、滴灌系统、施肥机、打药机等。树木移植类主要是指挖树机、切根机、高空油锯等。其他小型工具管养主要是高枝剪、平剪等。

2 新能源园林养护机械应用现状

2.1 新能源园林养护机械发展概况

新能源园林养护机械是基于锂电动力技术，相较于传统的以燃油动力驱动的园林机械产品，具有清洁环保、噪声小、振动小、操作简单等特点。目前新能源园林机械设备生产商主要集中在欧美等制造业发达的国家和地区，其园林机械设备具有高效节能、安全可靠、自动化程度高等特点，并通过锂电池管理系统、智能控制技术的开发应用，将园林机械设备行业推向高效率、低排放、智能化发展方向，趋向于一机多用化、联合作业化以及无人自动化。虽然国内的新能源机械发展相对缓慢，但是国内的园林机械设备生产企业也在不断地生产不同类型和用途的园林绿化机械设备，部分企业如格力博（江苏）股份有限公司、宝时得科技（中国）有限公司等也致力于新能源机械的开发与应用，推出了一系列绿色机械产品，并在海外市场占据了重要的地位。

近年来，国家加大了对建立绿色、低碳、循环发展的产业体系和清洁、安全、高效的现代能源体系的支持。部分走在前列的省市如深圳市在新能源机械推广中也做了初步的试点，通过选取新能源园林机械示范点，进行新能源机械低碳及性能测试。主要测试的新能源产品有智能扫地机器人、锂电池割草机、锂电池割灌机、锂电池油锯、锂电池绿篱机、锂电池吹风机等。这些新能源机械的运用对试点园区的低噪、低碳、低维护的环境起到了重要的作用。虽然我国园林养护机械也在持续不断地更新发展，但是国内产品性能和应用推广的成效与国外相比还存在较大的差距，特别是新能源园林养护机械自主创新产品性能还需要经历市场的长期考验。根据国内园林养护机械的使用现状，燃油机械仍然是目前园林养护的主要机械类型，新能源园林养护机械的推广也存在一定的阻碍。主要问题及原因有以下几点：

（1）国内园林机械化发展起步较晚，园林养护仍以劳动密集型作业为主，且传统燃油园林机械主力军大部分能满足日常的园林养护作业需求。再加上行业普遍认为燃油机械动力足，持续作业时间长，整体工作效率高。对于园林养护企业而言，存在比较看重园林养护机械的实用性和效能，容易忽视机械使用的污染、安全、便携、舒适等现象。所以新能源明显的优势并不能给园林企业带来很好的效益。

（2）新能源园林养护机械产品性能稳定性还需要经历市场的考验，在新能源机械产品运用的初期，普遍出现了续航能力差、性能不稳定、后期运行成本不确定等问题，这也极大地影响园林企业使用新能源园林养护机械产品的积极性。再加上人们对新能源园林养护机械产品的认识不足，还停留在续航能力差、电池不耐用、动力不足的认知上，在一定程度上限制了新能源机械的推广运用。

（3）现有常用的园林养护机械存在部分机械超负荷使用，维修管理不到位，新能源机械与传统燃油机械工作原理不同，需要有一定电动力专业人才，而相关养护操作人员普遍年龄较大，对新机械的接受程度较低，园林养护工人老龄化同时也导致了劳动力缺口，后备专业技术人才培养难以保障园林养护的需求。

（4）技术比较成熟的小型新能源园林养护机械产品更加适合海外家庭园艺市场，而大型的新能源机械产品又对场景地形要求较高，使用场景有限。整体的使用效率大打折扣，甚至出现闲置现象。所以新能源园林养护机械产品在应对国内市场的需求上还有很大的提升空间。

2.2 主要的新能源园林养护机械发展和应用

作为一家在电动园林工具行业全球销量第一的研发制造型公司，格力博是新能源园林机械设备的行业领跑者，拥有园林工具自主品牌Greenworks（图1），其产品为全系列环保节能产品，覆盖了20、40、60、80 V 等多个电压平台，产品包括割草机、打草机、吹风机、链锯等，可以满足家用DIY及专业园林的多种使用场景需求。产品按用途可分为割草机、打草机、清洗机、吹风机、修枝机、链锯、智能割草机器人、智能坐骑式割草车等。

2.2.1 常用小型新能源机械。

2.2.1.1 锂电池割灌机。一般割灌机分为小型、大型2种。小型割灌机在市政园林、城市公园道路绿化以及庭院养护中应用比较普遍，常见的有侧挂式割灌机和背负式割灌机2种，集割灌除草为一体的多功能机械。大型割灌机动力强劲，适合荒草灌木丛清除以及农林大场景作业，如装拆式轻型割灌机、自走式沙柳割灌机、自走式灌木平茬机［4］。近年来发展比较成熟的锂电池割灌机主要适用于小型的应用场景，相较于传统燃油动力割灌机，采用一键启动、自锁开关，无复杂的调试和前置准备工作，不再需拉绳，不需要手动泵油，不再需要控制阻风门的发动机启动，安全可靠，操作简单。格力博在锂电池割灌机的系列产品中，根据不同场景需求开发了48V家用经济款、40V专业款、40V专业续航款、82V大马力款、82V二代专业款5款类型，形成了相对齐全的产品体系。82V牛角把手割灌机（图2），电机转速6 000 r/min，功率1 000 W，裸机重量5 kg，可充放电大于1 000 次，采用无刷电机智能数字化控制，保障强动力输出，内置数字芯片实时控制电机功率和性能。锂电池的循环使用，稳定快速充电，备用电池可有效延迟持续作业。Greenworks 82V系列产品兼具强劲动力和卓越性能，适用于全天候重型专业用途，兼顾零排放、低噪声、高效能于一身。

2.2.1.2 锂电池绿篱机。绿篱机又称绿篱剪，传统动力依靠汽油机带动刀片切割转动。绿篱机主要分为小型便携式绿篱机和大型车载式绿篱机。按切割刀的形式可分为单刃绿篱机和双刃绿篱机［5］。作为园林绿化修剪作业中修剪树篱、灌木丛和绿墙不可或缺的机械，它操作简便、通过刀片的运转方式对植物的高度、厚度以及弧度进行修剪。同时燃油动力绿篱机也存在噪音大、振动强、废气污染以及操作者工作时不舒适等缺陷。目前使用最多的绿篱机为日本小松绿篱机与德国斯蒂尔绿篱机，相对国产绿篱机它们拥有更好的机械性能与稳定性［6］。锂电池绿篱机主要是在绿篱机使用的便捷性、安全性、舒适性、环保性来进行提升改进。格力博PTF414绿篱机40V锂电全铜无刷短杆无线修枝机绿化宽带修剪机（图3），刀片速度4000SPM，裸机重量：3.9 kg，噪声83 dB（A）。针对传统燃油绿篱机的痛点，具有重量轻，噪音小，激光切割刀片锋利、切割速度快的特点。这款Greenworks 40V绿篱机符合国家锂电绿篱机的噪音限制标准：A加权声压级应小于 88 dB，A 加权声功率级应小于108 dB。83 dB（A）相当于公共汽车上的噪音级别［7］。