大话电动拖拉机的能量源——电池！

农机行业的人，没有人不知道电动农机将是未来的风口，所以没有人不重视电动农机，在电动农机赛道，潜在商业价值最大的无疑是电动拖拉机。

随着江苏、安徽、新疆、甘肃、天津将200马力及以上混合动力电动无级变速拖拉机纳入补贴政策，国内电动农机大赛的令枪正式打响，国产拖拉机已进入到电动化时代。

上文《大话电动拖拉机——电机》一文中，我们说电动机取发动机而代之成为拖拉机的心脏，那么拖拉机的核心部件“三电”之一的电池算什么呢？笔者认为是能量源，在电动拖拉机上，电池的作用相当于化石燃料拖拉机的柴油，是能量源。

其实，在当下的技术阶段，电池无疑是电动拖拉机的最核心的部件（总成），因为电池的成本决定着电动拖拉机售价，电池的性能决定着电动拖拉机性能，有了好电池才能发挥电机的性能，而电控是为电池服务的。

既然电池如此重要，那么我们有必要深入了解下拖拉机核心部件“三电”之——电池。

当前拖拉机电池技术已形成铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池（包括磷酸铁锂和三元锂）三大主流技术路线，并呈现出明显的锂电替代趋势。

本文将系统分析各类电池的技术特点、性能优劣及适用场景，深入考察国内外主流农机企业在电池技术路线上的选择策略，并对未来技术发展方向做出前瞻性判断，为相关从业者提供全面的技术参考和市场洞察。

一、农机动力电池的类型

全球范围内看，当下的电动拖拉机有两个大的分枝：一是纯电动拖拉机，二是混合动力拖拉机，这两个细分品目对电池的需要到没有明显的区别，区别只是体现在容量上。

当前应用于拖拉机的电池技术主要分为三大类型：传统的铅酸蓄电池、过渡型的镍氢电池以及主流的锂离子电池，而锂离子电池又可进一步细分为磷酸铁锂电池和三元锂电池等。这些电池技术在能量密度、功率密度、循环寿命、安全性和成本等方面各具特色，适用于不同场景的农业机械需求。

1、铅酸蓄电池

铅酸蓄电池广泛存在于我们生产生活中，但可能我们并不太关注它，如家用的电动踏板车上、小孩子的玩具车上。

铅酸蓄电池在农业机械领域也有悠久的使用历史。这种电池采用铅及其氧化物作为电极材料，硫酸溶液作为电解液，通过电化学反应实现充放电。

铅酸电池的主要优势在于技术成熟度高、成本低廉（市场价格通常在0.6-1.2元/Wh）、低温启动性能良好且回收体系完善，回收率可高达90%以上。

然而，其缺点同样明显：能量密度低（仅为30-50Wh/kg），导致电池组体积庞大；循环寿命短（通常只有300-500次深度循环）；充电速度慢；且存在严重的环境污染风险，因为铅是重金属，对土壤和水源会造成长期破坏，明显看不是国家支持的方向。

在实际应用中，铅酸电池主要用于传统燃油拖拉机的启动电池和小型电动农机的动力源，国内拖拉机企业使用最多的是骆驼、超威、风帆、理士等品牌。

常见型号：

12V-24Ah：适用于小型拖拉机，起动电流适中，能满足基本起动需求。

12V-38Ah：容量较大，适用于中型拖拉机，能够提供更强的起动电流。

12V-75Ah：适用于大型拖拉机，具有更高的起动电流和更长的使用寿命。

12V-80Ah：容量更大，适合对起动性能要求较高的大型拖拉机。

12V-120Ah：主要用于重型拖拉机，提供超强的起动电流和较长的续航能力

2、镍氢电池

镍氢电池作为第二代动力电池技术的代表，在混合动力车辆领域曾有过广泛应用。镍氢电池以氢氧化镍为正极，储氢合金为负极，氢氧化钾溶液作为电解液，其能量密度（60-120Wh/kg）明显高于铅酸电池，循环寿命也更长（可达1000次以上）。

该技术最大的特点是安全性高，耐过充过放能力强，且没有重金属污染问题，工作温度范围较宽（-30℃至50℃），这些特性使其特别适合早期混合动力系统的需求，如早期欧美一些农机企业将其用在电动拖拉机上。

然而，镍氢电池的自放电率较高（每月约20%），能量密度仍不能满足纯电动农机的需求，而且镍金属价格昂贵导致成本偏高（约1.5-2元/Wh）。随着锂离子电池技术的成熟，镍氢电池在农机领域的应用已逐渐减少，目前仅在部分老旧混合动力机型中仍有使用。

2、锂离子电池

这时本文要重点介绍的电池，当下及今后电动拖拉机的主流配置。

锂离子电池已成为当前电动和混合动力拖拉机的主流选择，其中又以磷酸铁锂电池（LFP）和三元锂电池（NCM/NCA）为主要技术路线。

磷酸铁锂电池以稳定性高、循环寿命长（可达3000次以上）、成本相对较低（约0.8-1元/Wh）和安全性能好著称，其热失控温度高达270℃，远高于三元锂电池的150℃。

近期小米及其它新能源汽车的自燃和自爆炸引起了轩然大波，起因就是这些品牌的车型使用了三元锂电池，因为三元锂电池失控温度很低，碰撞或电池穿孔就会引发自燃。

在拖拉机应用中，磷酸铁锂电池的缺点主要是能量密度相对较低（120-160Wh/kg）和低温性能较差，但通过先进的电池管理系统（BMS）可以部分弥补这些不足。

三元锂电池则凭借其更高的能量密度（200-300Wh/kg）和更好的低温性能，在追求长续航和轻量化的高端电动农机中占有一席之地。

三元锂材料通常指镍钴锰（NCM）或镍钴铝（NCA）三种金属的复合氧化物正极材料，通过调整三种元素的比例可以平衡能量密度、安全性和成本等指标。

如帝王拖拉机上用的NMC811高镍电池，即镍锰钴比例为8:1:1。

然而，三元锂电池的缺点也十分突出：原材料成本高（特别是钴），热稳定性较差，循环寿命相对较短（约1500-2000次），且存在热失控风险，对电池管理系统要求极高。

表：电动及混合动力拖拉机主要电池类型性能参数对比

随着电池技术的持续进步和成本的不断下降，锂离子电池特别是磷酸铁锂电池在农机领域的渗透率还将进一步提高。未来，固态电池、锂硫电池等新一代技术有望带来能量密度和安全性的双重突破，为农业机械的全面电动化注入新的动力。

二、各类型电池的优劣势深度分析

在2025年的时点上，从全球范围内看，电动拖拉机中，在初始购买成本中，电池系统（或总成）占比高达40%-60%，这个比例要远远高于传统化石燃料拖拉机中动力系统占比15%-25%的比例，可见动力电池及电池系统在电动拖拉中的重要性。

事实上电动及混合动力拖拉机电池技术的选择是一项复杂的系统工程，需要综合考量能量特性、循环寿命、安全性能、环境适应性、经济成本等多维因素。不同技术路线的电池在各项指标上表现各异，形成了各自独特的适用场景和市场竞争策略。

深入理解这些优劣势有助于农机企业和终端用户做出最合理的技术选择和产品规划。

1、电池容量

电池容量是评估电池性能的基础指标，直接关系到拖拉机的作业效率和续航能力，在植保无人飞机和电动汽车上的续航焦虑在电动拖拉机同样存在，同样的体积或重量，电容量大的电池更耐用，续航时间更长。

铅酸电池的能量密度最低（仅30-50Wh/kg），这意味着要达到相同的能量储备，铅酸电池系统的体积和重量将是其他类型电池的3-5倍，严重制约了其在电动拖拉机中的应用，所以铅酸电池主要用在拖拉机上的启动上，而很难做为动力电池。

镍氢电池能量密度有所提升（60-120Wh/kg），但仍无法满足现代电动农机对轻量化和长续航的需求。锂离子电池中，磷酸铁锂的能量密度（120-160Wh/kg）虽不及三元锂（200-300Wh/kg），但对于混合动力拖拉机而言已完全够用，因为混合动力系统只需电池提供辅助动力而非全部能量，比如国产配玉柴E-Power增程器的260马力混动拖拉机电池容量为6Kwh。

2、充放电次数

为了便于理解 ，我们在这里把循环寿命等同于充放电次数。

循环寿命决定了电池系统的使用年限和全生命周期成本，是电池商业化应用的关键考量。

铅酸电池的深度循环寿命通常只有300-500次，按每天充放电一次计算，不到两年就需要更换，经济性较差，镍氢电池可达到1000次以上循环，有所改善但仍不够理想。

相比之下，磷酸铁锂电池的循环寿命可达3000次以上，按照比亚迪公布的数据，其磷酸铁锂电池可实现与整车同寿命，基本无需更换。重庆云宸的农机电池更是经过10C倍率40000次充放电循环测试后容量保持率仍达86%，设计寿命可满足大型农机5年或50万公里使用需求，完全覆盖了农机的正常更新周期。这种超长寿命特性大幅降低了农机的年均电池成本，提高了投资回报率。

3、安全性能

目前看来电动汽车的安全性已经成为一个全民关注的话题，小米汽车事件之后，国家对电动汽车电池安全性提出了更高要求，这些标准一定会平移到农机行业，与汽车、工程机械等相比，安全性能对于在恶劣环境下工作的农业机械尤为重要。

铅酸电池和镍氢电池本身安全性较高，但铅酸电池存在漏液和硫酸腐蚀的风险。锂离子电池中，磷酸铁锂的热稳定性最好，热失控温度高达270℃，在针刺、挤压等极端情况下也不易起火爆炸；而三元锂电池热失控温度仅为150℃左右，安全性相对较差。

4、环境适应性

农业作业往往在极端温度和多变天气条件下进行，可以说比汽车和工程机械对电池的要求更高，比如在东北的漠河地区，零下30度，和大棚里50度高温，如何保证电池能正常工作？

铅酸电池在低温环境下性能下降严重，-20℃时容量可能衰减50%以上。镍氢电池的低温性能有所改善，但高温环境下自放电率会显著增加。

锂离子电池中，三元锂的低温性能优于磷酸铁锂，但两者在极端温度下都需要热管理系统支持，也就是电池自己给自己加温，以让电池达到适宜的使用温度。

如重庆云宸的电池系统通过创新的热管理设计，实现了-35℃至60℃的宽工作温度范围，在-35℃低温下仍能支持10C倍率的冷启动，解决了寒冷地区农机冬季启动难的问题。其智能温控系统可确保电池在10C倍率持续充放电工况下，最高温度控制在39℃以内，最大温差不超过7℃，保障了电池在各种气候条件下的稳定工作。

5、成本和价格

这么说吧，目前市面上肯定有性能优于磷酸铁锂和三元锂的电池，如固态、半固态电池、航空电池、军工电池等，但是如果电池的价格太高，就会造成整机价格的增高，在销售终端就会出现有价无市的尴尬，而目前电动拖拉机推广最大的问题不是性能本身，而很大程度上是高昂的价格。

铅酸电池的初始成本最低（0.6-1.2元/Wh），但循环寿命短导致全生命周期成本反而较高。镍氢电池因使用贵金属镍，材料成本居高不下（1.5-2元/Wh），性价比不具优势。

磷酸铁锂电池的初始成本（0.8-1元/Wh）已接近铅酸电池，加上超长寿命，全生命周期成本优势明显。

三元锂电池成本最高（1-1.5元/Wh），更适合对重量和能量密度有严格要求的高端农机。

综合来看，在电动及混合动力拖拉机领域，磷酸铁锂电池凭借均衡的性能、出色的安全性和最优的全生命周期经济性，已成为大多数农机企业的首选。随着技术进步和规模效应，锂离子电池的成本还将持续下降，性能不断提升，进一步巩固其在农机电动化进程中的主导地位。

表：不同类型电池在农机应用场景中的优劣势综合评估

三、全球的拖拉机企业更倾向于选择哪种电池？

哪一种电池最好用，并非理论上的说教，而是企业自己的选择，企业选择使用哪种电池，会参考以上的能量特性、充放电次数、安全发能、成本和价格等因素，当然还会有其它的复杂因素

全球农业机械行业正加速向新能源转型，国内外领先企业纷纷推出电动或混合动力拖拉机产品，那么目前全球范围内的拖拉机企业的选择是什么呢？

通过分析这些企业的实际应用案例，可以把握当前农机动力电池的技术发展趋势和市场格局，为行业参与者提供有价值的参考。

国内目前已推出电台和混动拖拉机的企业大约有20家，产品大约有50款，国内农机企业在新能源转型中表现尤为积极，多数品牌选择了磷酸铁锂电池技术路线。

国际农机巨头在电动化转型中则呈现出多元化的技术路线选择。约翰迪尔(John Deere)作为全球最大的农业机械制造商，在其初代电动拖拉机产品中曾尝试使用铅酸电池，但由于能量密度低、寿命短等问题，很快转向锂离子电池技术，目前约翰迪尔纯电拖拉机采用磷酸铁锂电池（兼顾安全性与成本），部分高端机型探索三元锂电池+超级电容混合方案；。

迪尔最新的电动拖拉机概念车采用了高能量密度的三元锂电池，以最大化续航里程，但同时配备了复杂的热管理系统和安全防护措施；混合动力拖拉机选择邓磷酸铁锂电池。

凯斯纽荷兰(CNH Industrial)旗下的凯斯和纽荷兰品牌则选择了相对保守的策略，其混合动力拖拉机主要使用镍氢电池，看重该技术成熟度高、安全性好的特点，但近年来也开始测试磷酸铁锂电池系统。

爱科集团(AGCO)的芬特(Fendt)品牌在2017年就推出了e100 Vario纯电动拖拉机原型，使用磷酸铁锂电池，虽然能量密度不如三元锂，但更适应农业机械对安全性和循环寿命的高要求。久保田(Kubota)在日本市场推出的电动小型拖拉机则根据当地作业特点，选择了锰酸锂电池，平衡了成本、安全和性能需求。

总体来看，国际农机企业在电池技术路线上更加多样化，但近年来也有向磷酸铁锂倾斜的趋势，特别是在中大马力混合动力拖拉机领域。

系统解决方案公司中，玉柴动力、潍柴等传统发动机制造商正积极转型，通过自研或合作方式开发农机专用电池系统。玉柴与重庆能源职业学院团队合作开发的混动电池包就是典型例子。这种专业分工与垂直整合并存的格局，有利于促进技术创新和市场竞争，最终为用户提供更优质的产品。

总结看，从性能、奉命、成本和安全性等综合因素考虑，全球范围内的拖拉机厂商优先选择磷酸铁锂电池，在部分概念机和高端拖拉机上使用三元锂电池，铅酸电池和镍氢电池已不会再做为动力电池在农机使用。

未来预测：随着电池技术的持续进步，农机动力系统将呈现多元化发展：小型电动农机可能采用更高能量密度的三元锂电池以获得更轻重量和更长续航；中大马力混合动力拖拉机将继续以磷酸铁锂为主流选择；氢燃料电池可能在超大马力农机上实现突破。但无论如何，安全性、经济性和环境友好性都将是农机电池技术选择的核心考量因素。在这一进程中，中国企业的创新实践将为全球农业机械绿色转型提供重要参考。