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摘要:電動化是當前全國研發農業機械的主要方向，實現農業機械電動化有利于促進農業進一步發展，并推動農業走上綠色發展道路。中國農業機械電動化研究較晚，當前總體電動化水平落后于西方國家，且存在一系列問題，要明確下一階段農業機械電動化研發前景，從借鑒國外經驗、提高電池性能、促進生態保護、研發履帶機械、研發控制系統等方面著手，提高全國電動農業機械的自動化與智能化水平。
關鍵詞:電動農業機械；研究現狀；研發前景
一、電動農業機械研究現狀分析
1、電動農業機械研究背景
農業機械，即農業生產及對農產品進行初步加工和處理過程中所使用的各類機械，燃油是農業機械最主要的動力[2]。當前，以異步交流電、無刷永磁電機以及有線電動機械技術為代表的電機技術，已推動電力成為全國農業機械的一大重要動力，逐步取代了傳統的燃油動力，為電動農業機械的發展創造了廣闊的空間和可能性。電能屬于二次能源中的清潔能源，相較于石油這種不可再生且污染排放較嚴重的一次能源而言具有獨到優勢，成為機械能轉化時的首選能源。值得強調的是，以履帶電動作業機械為主的移動式電動農業機械已成為全國研究電動農業的主要方向。
2、國內外電動農業機械研究現狀
電能是第二次工業革命的產物，第二次工業革命的發源地在美國和德國，國外開始研究電動農業機械的時間非常早。最早的電動農業機械可以追溯到19世紀末的美國，當時美國已經出現不用燃油、以電力為能源的農用拖拉機，不過當時尚未形成專門研究電動農業機械的趨勢，也沒有開始大規模地進行電動農業機械研究。20世紀初，德國Siemens公司推出由電網供電的電動農用拖拉機，標志著電動農用機械研究正式起步[3]。之后受經濟危機和兩次世界大戰影響，國外研究電動農業機械的速度一度放緩，成果也比較少。20世紀70年代，中東石油危機對燃油農業機械造成沖擊，以英國、美國、日本為代表的發達國家又再次開始研發電動農用拖拉機。時至今日，國外關于電動農業機械的研究重點是電池研發和電動農業機械的功能集成。中國研究電動農業機械的時間較晚，最初只能從國外引進電動農業機械技術，20世紀初從英國引進了手持式電動噴霧機械，此后研究方向一直局限于電動農業機械的微型手動操作上，主要使用的是以干電池為動力來源的農業機械，農業機械電動化研究水平不高。后來，為適應大棚技術發展的要求，設計并成功研發了適用于大棚農業的電動撒肥機、電動播種機及電動微耕機。之后隨著全國農業水平的不斷發展，農業機械的主要研究方向又發生了兩次變化。一次出現在20世紀90年代，當時以大型農田機械作為電動農業機械研究的重點；另一次則發生在21世紀，電動農業機械研究在進入新世紀后逐漸走上智能化、自動化之路。
3、當前電動農業機械研究中的主要問題
當前對電動農業機械蓄電池的研究缺乏重視，沒有實現電機技術從電動車到電動農業機械的有效遷移，相關研究成果非常稀少，不能充分保證電動農業機械在電池供電情況下維持較高的工作效率和工作強度。同時，也未能對電動農業機械電池造成的污染加以有效控制，沒有建設完善的廢舊設備回收體系，對于廢舊電動機械的再利用程度較低。此外，由于未能在電動農業機械的絕緣防護研究上取得突破，導致電動農業機械應用存在一定的安全隱患；也尚未實現電動農業機械研究與農業智能化的緊密結合。
二、電動農業機械研發前景
1、借鑒國外經驗，明確發展方向
中國電動農業機械研發起步較晚，研發水平相對落后，應借鑒外國研發電動農業機械的相關經驗，結合實際，以小型化、智能化、自動化為發展方向[4]。所謂小型化，就是指縮小電動農業機械的體積，提高其靈活性，同時完善電動農業機械的功能，方便電機操作，以此擴大電動農業機械的適用范圍并減少能源消耗和環境污染。所謂自動化，就是使農業機械電動化與自動駕駛、車聯網等農業自動化技術相結合，為農業自動化提供動力。所謂智能化，就是提高農業電動機械完成農業作業的智能水平，從而拓展農業電動機械的應用領域。
2、重視電池研究，提高電機性能
目前對電動農業機械電池研究重視不足，要加大電池研發力度，同時注重提高電動機械的性能，以此保證為農業機械提供所需要的電力能源。研發電池應著力于提高電池容量，縮小電池體積，以此延長電動農業機械的工作時間，提高電動農業機械的工作壽命，改善電動農業機械的耗電情況，提高電動化農業機械應用的可持續性，進而最大化實現電動農業機械的應用價值。研發電機則應該深入探究電機驅動電動農業機械的一般規律，不斷提高電機的效能，以此滿足不同地形、不同農業生產環境下應用電動農業機械的要求，提高電機的耐用程度。
3、把握生產規律，促進生態保護
電動農業機械的研發必須遵循農業生產的客觀規律，確保所研發的電動農業機械符合農業生態保護的要求。研發電動農業機械應遵循“因地制宜”原則，充分了解當地農業勞動生產時間、水利狀況及土壤特性等方面情況，以此提高電動農業機械與農業生態之間的適應性，防止農業電動機械對當地農田土壤造成破壞。否則不但不能真正實現電動農業機械的效益，還會對當地的農業生產造成嚴重的負面影響。
4、找準研發重點，研發履帶機械
履帶式電動作業機械具備對單位面積土壤壓力小、對土壤的附著性能好等突出優勢，對于山地、丘陵地區農業作業效率的提高具有重要意義[5]。結合全國農業發展實際，筆者認為研發履帶式電動作業機械是當前研發電動農業機械一個前景較為明朗的領域，以此促進山地、丘陵地區在履帶式電動作業機械的幫助下形成立體農業模式，促進整體農業發展水平實現提高，同時減少電動農業機械對于土壤造成的破壞，有效地保護土壤資源。
5、實現技術遷移，研發控制系統
針對當前電動汽車電機技術強而電動農業機械電動技術相對落后的狀況，有必要實現電機技術從電動汽車到電動農業機械的遷移，進一步提高電動農業機械的研發水平。為此，電動農業機械研發應參考電動汽車的整車控制系統，并在其基礎上研發適用于電動農業機械的整車控制系統，以此提高電動農業機械的自動化控制水平[6]。通過提高自動化控制水平，減少電動農業機械操作對于人力的依賴性，從而進一步促進農業智能化。
三、結語
總而言之，電動農業機械的研發與應用對于全國農業走向綠色、智能、可持續發展道路而言具有十分重要的意義。由于中國研發電動農業機械的時間較晚、水平相對落后，因此必須借鑒國外的先進研發經驗，加大對于電池研究的重視力度，并因地制宜研發電動農業機械，以履帶式電動作業機械作為研發重點，同時重視控制系統的研發，實現電動汽車整車控制系統到電動農業機械整車控制系統的遷移，以此提高全國電動農業機械的自動化與智能化水平。
參考文獻
[1]席尚明.促進山西省電動農機發展的對策和建議[J].當代農機，2017(1):74-76.
[2]李樹金.農機電動化的意義與發展趨勢[J].農業機械，2019(05):69-71.
[3]張松泓，徐碧贏.電動農業機械研究現狀及發展趨勢[J].河北農機，2017(2):54-56.
[4]劉軍文.電動農機在農業機械中發展應用前景[J].山西農經，2017(22):77.
[5]魯鳴，沈文龍.電動農業車輛履帶式底盤設計[J].汽車實用技術，2018(19):17-19.
[6]席尚明.我國電動農機的研究與發展建議[J].當代農機，2019(02):76-78.
作者:周學劍 單位:江蘇省農機具開發應用中心
