GBT 12668.901-2021调速电气传动系统 第9-1部分：电气传动系统、电机起动器、电力电子设备及其传动应用的生态设计 采用扩展产品法（EPA）和半解析模型（SAM）制定电气传动设备能效标准

GB/T12668.901-2021调速电气传动系统第9-1部分：电气传动系统、电机起动器、电力电子设备及其传动应用的生态设计采用扩展产品法（EPA）和半解析模型（SAM）制定电气传动设备能效标准的一般要求》专题研究报告目录双法驱动能效升级:EPA与SAM如何重塑电气传动标准生态?——专家视角下标准核心逻辑深度剖析从理论到实践:扩展产品法(EPA)在能效评估中如何落地?——覆盖全链条的标准应用指南设备全覆盖难题破解:电机起动器与电力电子设备的能效评估要点是什么?——标准针对关键设备的专项规定国际对标与本土创新:我国电气传动能效标准如何实现弯道超车?——基于GB/T12668.901-2021的比较研究未来趋势预判:2025-2030年电气传动能效标准将向何处演进?——基于当前标准的前瞻性分析生态设计破局之路:调速电气传动系统为何要锚定全生命周期?——标准背后的行业可持续发展密码精准测算的秘密:半解析模型(SAM)为何能成为能效标准的核心工具?——技术原理与应用价值解读传动应用场景细分:不同行业下电气传动系统的能效要求有何差异?——标准的场景化适配逻辑分析企业合规指南:如何依据新标准完成电气传动设备的生态设计转型?——从标准到实践的操作路径标准落地保障:政策

、技术与市场如何形成协同推进合力?——确保能效要求落地的支撑体系解双法驱动能效升级：EPA与SAM如何重塑电气传动标准生态？——专家视角下标准核心逻辑深度剖析标准出台的时代背景：为何此时聚焦电气传动系统的生态设计？1当前全球能源危机与“双碳”目标叠加，电气传动系统作为工业能耗核心环节，其能效提升迫在眉睫。据统计，工业领域电气传动能耗占比超60%，传统标准仅关注单一设备能效，忽视全生命周期影响。本标准应势而生，首次将生态设计理念融入电气传动领域，通过EPA与SAM双法协同，填补了全链条能效评估的空白，为行业绿色转型提供统一技术依据，契合全球能效标准从“单一指标”向“系统生态”演进的趋势。2（二）EPA与SAM的协同逻辑：1+1为何能大于2？扩展产品法（EPA）打破传统“单一设备”评估局限，覆盖产品从研发、生产到报废全生命周期；半解析模型（SAM）则解决了全生命周期评估中数据复杂、测算不准的难题。二者协同形成“范围界定-数据测算-结果评估”的闭环：EPA明确评估边界与维度，SAM提供精准测算工具，前者确保评估全面性，后者保障结果科学性，共同构建起比单一方法更完善的能效评估体系，为标准落地提供核心技术支撑。（三）标准核心框架解读：从生态设计到能效标准的完整链路本标准以“生态设计”为核心导向，以EPA和SAM为技术手段，构建“目标-方法-要求-应用”的完整框架。目标层面聚焦能效提升与生态友好双重价值；方法层面明确EPA的范围界定与SAM的建模要求；要求层面细化各环节能效指标；应用层面覆盖不同设备与场景。该框架打破了传统标准“重指标、轻过程”的弊端，实现了从设计源头到应用终端的全链条管控，为电气传动系统能效提升提供系统性解决方案。、生态设计破局之路：调速电气传动系统为何要锚定全生命周期？——标准背后的行业可持续发展密码传统能效评估的痛点：单一指标为何难以满足行业发展需求？传统电气传动能效评估多聚焦运行阶段的能耗指标，存在三大痛点：一是忽视生产阶段的原材料消耗与污染排放，二是未考虑报废阶段的回收利用成本，三是无法反映系统集成后的综合能效。这种“头痛医头”的评估方式，导致企业为追求单一指标而牺牲全链条效益，既不符合“双碳”目标，也难以适应国际市场对绿色产品的要求，亟需全生命周期视角的评估体系破局。（二）全生命周期理念的核心：生态设计如何贯穿电气传动系统始终？全生命周期理念在本标准中体现为“事前设计-事中管控-事后回收”的全流程生态设计要求。事前设计阶段需考虑材料环保性与节能潜力；事中管控阶段聚焦运行能效与维护成本；事后回收阶段明确废弃物处理与资源再利用要求。标准将生态设计指标纳入产品研发核心环节，要求企业从源头规避高能耗、高污染问题，实现电气传动系统从“制造”到“回收”的全生命周期绿色化，契合行业可持续发展需求。（三）标准对生态设计的具体要求：从材料选择到回收利用的细节规范标准从四大维度细化生态设计要求：材料选择上优先采用可回收、低污染材料，限制有毒有害物质使用；能源消耗上明确各运行工况的能效阈值；污染控制上规定生产与报废阶段的排放限值；回收利用上要求制定产品回收方案并明确可回收比例。这些具体要求将生态设计从抽象理念转化为可执行的技术指标，推动企业将绿色理念融入产品全生命周期，助力行业实现“资源消耗最小化、环境影响最低化”目标。、从理论到实践：扩展产品法（EPA）在能效评估中如何落地？——覆盖全链条的标准应用指南EPA的核心内涵：什么是扩展产品法及其在能效评估中的价值？扩展产品法（EPA）是一种突破单一产品边界，将评估范围扩展至产品相关上下游环节的评估方法。在电气传动能效评估中，其价值体现在三方面：一是将评估范围从设备本身扩展至原材料供应、生产制造、运输安装等关联环节；二是实现能效指标与环境指标的融合评估；三是为企业提供全链条能效优化的明确方向。EPA的引入，使能效评估更贴合实际生产场景，为标准的实用性提供保障。（二）EPA的实施步骤：标准如何规范全生命周期的评估流程？标准将EPA实施分为五个明确步骤：一是界定评估对象与边界，明确需覆盖的生命周期阶段；二是收集各阶段数据，包括能耗、材料消耗、污染物排放等；三是确定评估指标体系，涵盖能效、环境、经济三大维度；四是开展综合评估，量化各环节影响；五是提出优化建议。每个步骤均有具体操作规范，如数据收集需符合GB/T24040系列标准要求，评估指标需满足本标准规定的阈值，确保EPA实施的规范性与统一性。（三）EPA应用的难点与解决路径：企业如何应对数据收集与范围界定难题？EPA应用中企业常面临数据分散与范围界定模糊的难题。标准给出针对性解决路径：数据收集方面，推荐建立供应链数据共享机制，要求上游企业提供原材料能耗数据，同时明确可采用行业平均数据作为补充；范围界定方面，根据产品类型划分基础评估范围与可选评估范围，基础范围为必选环节，可选范围供企业根据实际情况拓展。这些规定降低了企业实施EPA的门槛，提升了方法的可操作性。、精准测算的秘密：半解析模型（SAM）为何能成为能效标准的核心工具？——技术原理与应用价值解读SAM的技术优势：相比传统模型，半解析模型精准性何在？1半解析模型（SAM）结合了解析模型的理论严谨性与数值模型的灵活适应性，具有三大技术优势：一是通过解析公式构建核心能效关系，确保模型的理论基础扎实；二是引入实验数据对模型参数进行修正，提升测算精度；三是针对电气传动系统的非线性特性，采用分段建模方式，解决了传统模型在复杂工况下测算偏差大的问题。其精准性使能效评估结果更具可信度，为标准指标的制定提供科学依据。2（二）SAM的建模逻辑：如何构建适配电气传动系统的能效测算模型？SAM的建模逻辑围绕电气传动系统的工作原理展开，分为四步：一是明确系统组成单元，包括电机、变频器、控制器等，分析各单元的能耗特性；二是建立各单元的解析模型，推导能耗与运行参数的数学关系；三是通过实验数据校准模型参数，确保模型与实际设备特性一致；四是构建系统集成模型，考虑各单元间的耦合关系，实现全系统能效的精准测算。标准对建模过程中的参数选取、实验方法等均有明确规定，保障模型的规范性。（三）SAM在标准中的应用场景：从能效指标制定到产品优化的全流程SAM在标准中主要应用于三大场景：一是能效标准指标制定，通过对不同类型电气传动设备的建模测算，确定科学合理的能效阈值；二是企业产品研发，为企业提供能效预测工具，助力在设计阶段优化产品结构；三是产品能效检测，作为第三方检测机构的核心测算工具，确保检测结果的精准性。SAM的广泛应用，使标准从“指标制定”到“产品落地”的全流程都具备科学的技术支撑。、设备全覆盖难题破解：电机起动器与电力电子设备的能效评估要点是什么？——标准针对关键设备的专项规定电机起动器的能效评估：为何要突破“额定工况”的局限？1传统电机起动器能效评估多基于额定工况，而实际运行中起动器常处于变负载工况，导致评估结果与实际能耗偏差较大。本标准针对这一问题，明确电机起动器的能效评估需覆盖起动、运行、停机全工况，重点关注变负载下的能耗特性。标准规定了不同负载率下的能效指标，要求起动器具备自适应负载变化的节能功能，同时明确了起动过程中的能耗测算方法，确保评估结果更贴合实际应用场景。2（二）电力电子设备的能效要求：从元器件到系统集成的层层管控1电力电子设备作为电气传动系统的核心组成部分，其能效直接影响整个系统的节能效果。标准对电力电子设备的能效要求实现“元器件-模块-系统”的层层管控：元器件层面规定IGBT、整流桥等核心部件的能耗指标；模块层面要求功率变换模块的转换效率达到规定阈值；系统集成层面明确电力电子设备与电机、控制器的匹配性要求，避免因集成不当导致的能效损失。这种分层管控模式确保了电力电子设备能效的全面提升。2（三）多设备协同评估：如何考量电气传动系统的整体能效？1标准打破单一设备评估的局限，提出“系统协同能效”评估理念。要求在评估电气传动系统能效时，需考虑电机、起动器、电力电子设备等各组成部分的耦合关系，重点评估设备间的匹配度与协同运行效率。标准规定了系统整体能效的测算方法，明确当各设备单独能效达标但协同运行能效不达标时，需进行系统优化。这一要求推动企业从“设备优化”转向“系统优化”，实现整个电气传动系统的能效最大化。2、传动应用场景细分：不同行业下电气传动系统的能效要求有何差异？——标准的场景化适配逻辑分析工业制造场景：高负载持续运行下的能效核心指标1工业制造场景中，电气传动系统多处于高负载持续运行状态，能效核心指标聚焦于长期运行稳定性与能耗水平。标准针对该场景规定：一是设备需满足10000小时以上的连续运行能效要求，二是明确高负载工况（负载率80%-100%）下的能效阈值，三是要求具备故障预警功能以减少停机能耗。同时，针对冶金、化工等不同制造细分领域，给出差异化的能效调整系数，确保标准的场景适配性。2（二）交通运输场景：动态负载下的能效与可靠性平衡交通运输场景（如电动汽车、轨道交通）中，电气传动系统面临动态负载波动大的特点，能效与可靠性需实现平衡。标准对此明确：一是规定动态负载下的能效测算方法，采用循环工况测试评估能效；二是要求设备具备快速响应负载变化的能力，减少负载波动导致的能效损失；三是强化振动、冲击等环境下的可靠性要求，确保能效指标在实际运行中稳定达标。这些要求契合交通运输领域对节能与安全的双重需求。（三）建筑与民生场景：低负载间歇运行下的节能潜力挖掘1建筑与民生场景（如空调风机、水泵）中，电气传动系统多处于低负载间歇运行状态，节能潜力主要在于待机能耗与轻载能效。标准针对该场景提出：一是严格限制待机能耗，要求设备待机功率不超过规定值；二是明确低负载工况（负载率20%-50%）下的能效指标，鼓励采用变频技术提升轻载能效；三是推荐使用智能控制技术，实现设备根据实际需求自动启停与负载调节，最大化挖掘节能潜力。2、国际对标与本土创新：我国电气传动能效标准如何实现弯道超车？——基于GB/T12668.901-2021的比较研究No.3国际主流标准现状：IEC与ISO相关标准的核心特点分析当前国际上电气传动能效标准以IEC61800系列和ISO14040系列为代表。IEC61800系列聚焦设备运行能效，指标体系成熟但缺乏生态设计视角；ISO14040系列关注全生命周期评估，但未针对电气传动系统形成专项规范。国际标准普遍存在“能效与生态分离”“理论与实践脱节”的问题，且部分指标针对欧美市场设计，与我国行业实际存在差异，为我国标准创新提供了空间。No.2No.1（二）我国标准的创新点：EPA与SAM双法融合如何实现国际领先？1本标准在国际对标基础上实现两大创新：一是首次将EPA与SAM结合应用于电气传动能效评估，解决了国际标准“评估范围窄”与“测算精度低”的双重难题；二是将生态设计与能效要求深度融合，形成“能效-环境-经济”三位一体的评估体系，超越了国际标准单一能效导向的局限。同时，标准充分结合我国工业场景特点，制定差异化指标，既符合国际趋势，又贴合本土需求，实现了从“跟跑”到“领跑”的突破。2（三）国际接轨的价值：标准如何助力我国电气传动产品走向全球？本标准的国际接轨特性为我国电气传动产品出口提供了核心支撑：一是采用国际通用的全生命周期评估框架，符合欧盟“碳边境调节机制”等绿色贸易壁垒的要求；二是能效指标与国际主流标准兼容，减少产品出口的合规成本；三是生态设计要求契合全球绿色消费趋势，提升我国产品的国际竞争力。标准的实施将推动我国电气传动产业从“规模扩张”向“质量提升”转型，助力企业抢占国际高端市场。、企业合规指南：如何依据新标准完成电气传动设备的生态设计转型？——从标准到实践的操作路径合规前期准备：企业如何开展标准解读与现状自查？企业合规前期需完成两项核心工作：一是组建跨部门标准解读团队，涵盖研发、生产、环保等部门，深入理解EPA与SAM的应用要求，明确各环节责任；二是开展全面现状自查，对照标准指标，梳理现有产品在能效、材料、回收等方面的差距，建立问题清单。标准推荐采用“逐设备、全流程”的自查方法，确保无遗漏，同时鼓励引入第三方机构提供专业解读支持，提升自查准确性。（二）生态设计转型的核心举措：从研发到生产的全流程优化1企业生态设计转型需聚焦三大核心举措：研发环节采用SAM进行能效模拟，优化产品结构与参数，优先选用环保材料；生产环节引入清洁生产技术，减少能耗与污染物排放，建立供应链绿色管理体系；回收环节制定产品回收方案，明确可回收部件标识与回收流程。标准为各环节提供了具体的技术路径与指标要求，企业可结合自身产品特点，制定个性化的转型方案，确保转型效果符合标准要求。2（三）合规验证与持续改进：如何确保能效与生态指标长期达标？合规验证需采用“内部检测+第三方认证”的双重模式：内部建立常态化检测机制，利用SAM对产品能效进行持续监测；定期委托具备资质的第三方机构开展全生命周期评估，验证合规性。持续改进方面，企业需建立合规数据库，记录产品各环节的能效与生态数据，通过数据分析识别优化空间；同时关注标准更新动态，及时调整转型策略，确保长期符合标准要求，提升企业核心竞争力。、未来趋势预判：2025-2030年电气传动能效标准将向何处演进？——基于当前标准的前瞻性分析指标维度拓展：从能效到碳足迹的全要素评估趋势12025-2030年，电气传动能效标准将呈现“指标维度多元化”趋势，在现有能效与生态指标基础上，进一步纳入碳足迹评估。随着“双碳”目标的深入推进，标准将明确碳足迹的测算方法与阈值要求，推动企业从“节能”向“减碳”全面转型。同时，指标体系将更加细化，针对不同行业、不同功率等级的设备制定差异化碳足迹标准，实现评估的精准化与科学化。2（二）技术手段升级：AI与大数据如何重塑能效评估模型？1技术手段升级将成为标准演进的核心方向，AI与大数据将深度融入能效评估过程。未来标准可能引入AI驱动的自适应模型，替代部分SAM的传统建模方法，实现能效测算的实时性与动态优化；同时，利用大数据构建行业能效数据库，为标准指标的更新提供更全面的数据支撑。此外，数字孪生技术可能被纳入标准，通过虚拟仿真实现电气传动系统全生命周期的能效评估与优化，提升标准的技术前瞻性。2（三）应用场景延伸：新能源与智能制造带来的标准新需求1随着新能源（如风电、光伏）与智能制造的快速发展，电气传动系统的应用场景将不断延伸，标准需同步跟进新需求。针对新能源发电场景，标准将制定适配波动性电源的电气传动能效指标；针对智能制造场景，将强化设备与工业互联