2023年3月28日，由中機(jī)科（北京）車輛檢測(cè)工程研究院有限公司指導(dǎo)，《工程機(jī)械與維修》雜志主辦，匠客工程機(jī)械承辦的“2023中國(guó)工程機(jī)械年度產(chǎn)品TOP50頒獎(jiǎng)典禮”在北京盛大舉行。在2023中國(guó)工程機(jī)械年度產(chǎn)品發(fā)展（北京）論壇上，陜西同力重工新能源智能科技有限公司副總經(jīng)理董秀輝做了以「 新能源非公路寬體自卸車之技術(shù)升級(jí)之路」為主題的重要演講。
第一部分 行業(yè)政策與發(fā)展環(huán)境
“3060”是國(guó)家戰(zhàn)略，是中國(guó)對(duì)世界的莊嚴(yán)承諾。2020年9月22日，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上發(fā)表重要講話：中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于 2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。
從行業(yè)環(huán)境來(lái)說(shuō)，寬體自卸車基于礦山作業(yè)的特殊環(huán)境，如高危、人力緊缺和人力成本高等因素，也非常適合新能源化。
同力重工的產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程也是自卸車行業(yè)發(fā)展歷程的代表。同力以更穩(wěn)定的車身結(jié)構(gòu)，安全應(yīng)對(duì)礦區(qū)惡劣路況條件，創(chuàng)新發(fā)明寬體自卸車。產(chǎn)品從無(wú)到有，主以燃油動(dòng)力技術(shù)路線，已歷經(jīng)18載。供應(yīng)鏈大比例借用重卡資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)自卸車和礦卡設(shè)備的高性價(jià)比替代。伴隨產(chǎn)業(yè)能力發(fā)展，產(chǎn)品承載立方升級(jí)進(jìn)程由緩至急。發(fā)展至今，傳統(tǒng)技術(shù)路線已有瓶頸。85噸自卸車很可能是傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的上限，現(xiàn)在我們用電動(dòng)化產(chǎn)品更新?lián)Q代以應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)。
寬體自卸車的發(fā)展面臨很多問(wèn)題與挑戰(zhàn)。礦采生產(chǎn)任務(wù)持續(xù)加大，設(shè)備運(yùn)力要求逐年提升。移動(dòng)運(yùn)輸作業(yè)的交通空間限定，設(shè)備大型化需求急迫。直接借用重卡供應(yīng)鏈解決傳統(tǒng)核心動(dòng)力總成資源的可能性非常低，離合器變成了易損件，嚴(yán)重影響出勤率，滿足設(shè)備大型化的傳統(tǒng)變速器資源難以落實(shí)。
礦山生產(chǎn)任務(wù)逐年加碼，原有備出勤率設(shè)備數(shù)量增加，影響運(yùn)輸速率。新能源與傳統(tǒng)燃油動(dòng)力對(duì)比來(lái)說(shuō)，對(duì)全工況匹配情況更好。對(duì)于重載下和重載平工況條件下，新能源寬體自卸車已具優(yōu)勢(shì)，或者通過(guò)設(shè)備大型化才有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于重載上工況，新能源寬體自卸車的商業(yè)模式還有待成熟。
展望寬體自卸車技術(shù)的未來(lái)，寬體自卸車電動(dòng)化有哪些技術(shù)路線可選擇？如何解決電動(dòng)化后設(shè)備出勤率問(wèn)題？有哪些核心技術(shù)待突破？
第二部分 新能源技術(shù)升級(jí)之路
探討一◎探討以整車技術(shù)路線
具體可分為純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線、串聯(lián)混動(dòng)技術(shù)路線、全混合動(dòng)力技術(shù)路線和氫能動(dòng)力技術(shù)路線。
純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線有兩種細(xì)分技術(shù)路線，分別是大容量能量型電池和部分功率型小容量電池(重下工況) ，特別適合重載下工況場(chǎng)景。
充電版?zhèn)溆密?換電版可適用于重載上工況場(chǎng)景。但是在推廣上受成本、基礎(chǔ)設(shè)施、供電容量等因素制約。
串聯(lián)混動(dòng)技術(shù)路線也有兩種細(xì)分技術(shù)路線，分別是小功率增程器/大容量功率型電池和大功率增程器/小容量功率型電池。這種技術(shù)路線適合重載上/綜合工況場(chǎng)景。但是甲醇版推廣受甲醇獲取性和醇油價(jià)差制約。
同力的甲醇混動(dòng)TLH130寬體自卸車在新疆實(shí)現(xiàn)了成功的運(yùn)營(yíng)。TLH130寬體自卸車無(wú)國(guó)四排放困擾，省去尿素使用成本。行車中無(wú)動(dòng)力中斷式電力換擋動(dòng)力系統(tǒng)，操縱更舒適；高油醇價(jià)差調(diào)價(jià)下，實(shí)現(xiàn)能耗；實(shí)現(xiàn)了成本的高度節(jié)約。50立方米的貨箱大承載、強(qiáng)勁動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)更高車速，提高設(shè)備作業(yè)效能。
全混合動(dòng)力技術(shù)路線：大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，主動(dòng)力源。大倍率功率型電池，輔助動(dòng)力源。適合重載上/綜合工況場(chǎng)景。
氫能動(dòng)力技術(shù)路線適合重載上/綜合工況場(chǎng)景。推廣受成本、基礎(chǔ)設(shè)施、氫氣獲取性制約，這種技術(shù)路線短期內(nèi)不具有應(yīng)用可能性。
探討二◎純電動(dòng)力補(bǔ)能技術(shù)路線
第二種大的技術(shù)路線是基于純電動(dòng)的補(bǔ)能技術(shù)路線。一種是充電技術(shù)，重載上備用車，也就是兩臺(tái)在用車在使用，一臺(tái)備用車在充電。
第二種技術(shù)是換電技術(shù)。兩臺(tái)在用車，加上換電站。與渣土車等其他商用車相比，換電難度較大。
通過(guò)基于AI的無(wú)人駕駛，也就是基于AI的換電技術(shù)，能夠解決現(xiàn)有頂?shù)鯎Q電方案難題:司機(jī)下車、翻轉(zhuǎn)帽檐和換電動(dòng)作周期長(zhǎng)。
探討三◎動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)路線
純電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)形式有單電機(jī)直驅(qū)，單電機(jī)+減速器，單電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器，雙電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器，主電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器+輔電機(jī)，輔電機(jī)+減速器與主電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器動(dòng)力耦合，電機(jī)1+機(jī)械自動(dòng)變速器與電機(jī)2+機(jī)械自動(dòng)變速器動(dòng)力耦合等七種路線形式。
混合驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式有發(fā)動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器動(dòng)力耦合，發(fā)動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)構(gòu)成增程器驅(qū)動(dòng)電機(jī)1+機(jī)械自動(dòng)變速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)2+機(jī)械自動(dòng)變速器動(dòng)力耦合兩種路線形式。
各類動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型，其復(fù)雜性、控制難易、整機(jī)效率、系統(tǒng)成本等方面有著不同的差異化特點(diǎn)。
探討四◎動(dòng)力電池輕量化、壽命與安全
以某行業(yè)產(chǎn)品為例，裝電量423度，按3000 倍吞吐量，電池壽命期內(nèi)可充放電量127萬(wàn)度， 對(duì)于典型煤礦單車日用電量2000度、一年300 工作日而言，電池使用兩年就要報(bào)廢，嚴(yán)重影響用戶的用車成本。
動(dòng)力電池安全未得到足夠重視。目前，動(dòng)力電池還沒(méi)有配置主動(dòng)安全預(yù)警和滅火系統(tǒng)，由于在營(yíng)新能源車輛樣本還較有限，安全隱患還未充分暴露，建議行業(yè)關(guān)注。
探討五◎附件電動(dòng)化
轉(zhuǎn)向電動(dòng)直驅(qū)：礦卡低車速的工作特點(diǎn)， 一定程度降低了EPS開(kāi)發(fā)難度；
制動(dòng)電動(dòng)直驅(qū)：礦卡新能源化后，傳統(tǒng)的氣壓制動(dòng)有很多使用難題，電動(dòng)直驅(qū)可很好地解決。
舉缸電動(dòng)直驅(qū)：制造成本是該技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。
探討六◎熱管理系統(tǒng)集成
從熱系統(tǒng)集成角度來(lái)去設(shè)計(jì)新能源寬體自卸車，可以節(jié)省很多成本。如省去PTC，共用電子風(fēng)扇、散熱器，電機(jī)與電池的廢熱再利用等方面。
還有很多工程機(jī)械行業(yè)新能源領(lǐng)域的開(kāi)放性話題值得探討。如升高電壓平臺(tái)，1200V級(jí)部件產(chǎn)業(yè)；超級(jí)快充，可拆卸式充電槍，方便售后更換/維修；礦區(qū)電力增容建設(shè)、風(fēng)光儲(chǔ)運(yùn)一體化方案推廣；第三方提供”電池銀行“金融工具，解決高額電池成本給主機(jī)廠和用戶帶來(lái)的資金難題等等。
陜西同力重工新能源智能科技有限公司是陜西同力重工股份有限公司的全資子公司，專注于新能源與智能化，希望與更多的行業(yè)同仁達(dá)成共贏。
工程機(jī)械與維修
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2023CM TOP50丨董秀輝：新能源非公路寬體自卸車之技術(shù)升級(jí)之路
匠客工程機(jī)械 評(píng)論(0)
來(lái)源：匠客工程機(jī)械
2023年3月28日，由中機(jī)科（北京）車輛檢測(cè)工程研究院有限公司指導(dǎo)，《工程機(jī)械與維修》雜志主辦，匠客工程機(jī)械承辦的“2023中國(guó)工程機(jī)械年度產(chǎn)品TOP50頒獎(jiǎng)典禮”在北京盛大舉行。在2023中國(guó)工程機(jī)械年度產(chǎn)品發(fā)展（北京）論壇上，陜西同力重工新能源智能科技有限公司副總經(jīng)理董秀輝做了以「 新能源非公路寬體自卸車之技術(shù)升級(jí)之路」為主題的重要演講。
第一部分 行業(yè)政策與發(fā)展環(huán)境
“3060”是國(guó)家戰(zhàn)略，是中國(guó)對(duì)世界的莊嚴(yán)承諾。2020年9月22日，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上發(fā)表重要講話：中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于 2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。
從行業(yè)環(huán)境來(lái)說(shuō)，寬體自卸車基于礦山作業(yè)的特殊環(huán)境，如高危、人力緊缺和人力成本高等因素，也非常適合新能源化。
同力重工的產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程也是自卸車行業(yè)發(fā)展歷程的代表。同力以更穩(wěn)定的車身結(jié)構(gòu)，安全應(yīng)對(duì)礦區(qū)惡劣路況條件，創(chuàng)新發(fā)明寬體自卸車。產(chǎn)品從無(wú)到有，主以燃油動(dòng)力技術(shù)路線，已歷經(jīng)18載。供應(yīng)鏈大比例借用重卡資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)自卸車和礦卡設(shè)備的高性價(jià)比替代。伴隨產(chǎn)業(yè)能力發(fā)展，產(chǎn)品承載立方升級(jí)進(jìn)程由緩至急。發(fā)展至今，傳統(tǒng)技術(shù)路線已有瓶頸。85噸自卸車很可能是傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的上限，現(xiàn)在我們用電動(dòng)化產(chǎn)品更新?lián)Q代以應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)。
寬體自卸車的發(fā)展面臨很多問(wèn)題與挑戰(zhàn)。礦采生產(chǎn)任務(wù)持續(xù)加大，設(shè)備運(yùn)力要求逐年提升。移動(dòng)運(yùn)輸作業(yè)的交通空間限定，設(shè)備大型化需求急迫。直接借用重卡供應(yīng)鏈解決傳統(tǒng)核心動(dòng)力總成資源的可能性非常低，離合器變成了易損件，嚴(yán)重影響出勤率，滿足設(shè)備大型化的傳統(tǒng)變速器資源難以落實(shí)。
礦山生產(chǎn)任務(wù)逐年加碼，原有備出勤率設(shè)備數(shù)量增加，影響運(yùn)輸速率。新能源與傳統(tǒng)燃油動(dòng)力對(duì)比來(lái)說(shuō)，對(duì)全工況匹配情況更好。對(duì)于重載下和重載平工況條件下，新能源寬體自卸車已具優(yōu)勢(shì)，或者通過(guò)設(shè)備大型化才有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于重載上工況，新能源寬體自卸車的商業(yè)模式還有待成熟。
展望寬體自卸車技術(shù)的未來(lái)，寬體自卸車電動(dòng)化有哪些技術(shù)路線可選擇？如何解決電動(dòng)化后設(shè)備出勤率問(wèn)題？有哪些核心技術(shù)待突破？
第二部分 新能源技術(shù)升級(jí)之路
探討一◎探討以整車技術(shù)路線
具體可分為純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線、串聯(lián)混動(dòng)技術(shù)路線、全混合動(dòng)力技術(shù)路線和氫能動(dòng)力技術(shù)路線。
純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線有兩種細(xì)分技術(shù)路線，分別是大容量能量型電池和部分功率型小容量電池(重下工況) ，特別適合重載下工況場(chǎng)景。
充電版?zhèn)溆密?換電版可適用于重載上工況場(chǎng)景。但是在推廣上受成本、基礎(chǔ)設(shè)施、供電容量等因素制約。
串聯(lián)混動(dòng)技術(shù)路線也有兩種細(xì)分技術(shù)路線，分別是小功率增程器/大容量功率型電池和大功率增程器/小容量功率型電池。這種技術(shù)路線適合重載上/綜合工況場(chǎng)景。但是甲醇版推廣受甲醇獲取性和醇油價(jià)差制約。
同力的甲醇混動(dòng)TLH130寬體自卸車在新疆實(shí)現(xiàn)了成功的運(yùn)營(yíng)。TLH130寬體自卸車無(wú)國(guó)四排放困擾，省去尿素使用成本。行車中無(wú)動(dòng)力中斷式電力換擋動(dòng)力系統(tǒng)，操縱更舒適；高油醇價(jià)差調(diào)價(jià)下，實(shí)現(xiàn)能耗；實(shí)現(xiàn)了成本的高度節(jié)約。50立方米的貨箱大承載、強(qiáng)勁動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)更高車速，提高設(shè)備作業(yè)效能。
全混合動(dòng)力技術(shù)路線：大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，主動(dòng)力源。大倍率功率型電池，輔助動(dòng)力源。適合重載上/綜合工況場(chǎng)景。
氫能動(dòng)力技術(shù)路線適合重載上/綜合工況場(chǎng)景。推廣受成本、基礎(chǔ)設(shè)施、氫氣獲取性制約，這種技術(shù)路線短期內(nèi)不具有應(yīng)用可能性。
探討二◎純電動(dòng)力補(bǔ)能技術(shù)路線
第二種大的技術(shù)路線是基于純電動(dòng)的補(bǔ)能技術(shù)路線。一種是充電技術(shù)，重載上備用車，也就是兩臺(tái)在用車在使用，一臺(tái)備用車在充電。
第二種技術(shù)是換電技術(shù)。兩臺(tái)在用車，加上換電站。與渣土車等其他商用車相比，換電難度較大。
通過(guò)基于AI的無(wú)人駕駛，也就是基于AI的換電技術(shù)，能夠解決現(xiàn)有頂?shù)鯎Q電方案難題:司機(jī)下車、翻轉(zhuǎn)帽檐和換電動(dòng)作周期長(zhǎng)。
探討三◎動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)路線
純電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)形式有單電機(jī)直驅(qū)，單電機(jī)+減速器，單電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器，雙電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器，主電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器+輔電機(jī)，輔電機(jī)+減速器與主電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器動(dòng)力耦合，電機(jī)1+機(jī)械自動(dòng)變速器與電機(jī)2+機(jī)械自動(dòng)變速器動(dòng)力耦合等七種路線形式。
混合驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式有發(fā)動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器動(dòng)力耦合，發(fā)動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)構(gòu)成增程器驅(qū)動(dòng)電機(jī)1+機(jī)械自動(dòng)變速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)2+機(jī)械自動(dòng)變速器動(dòng)力耦合兩種路線形式。
各類動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型，其復(fù)雜性、控制難易、整機(jī)效率、系統(tǒng)成本等方面有著不同的差異化特點(diǎn)。
探討四◎動(dòng)力電池輕量化、壽命與安全
以某行業(yè)產(chǎn)品為例，裝電量423度，按3000 倍吞吐量，電池壽命期內(nèi)可充放電量127萬(wàn)度， 對(duì)于典型煤礦單車日用電量2000度、一年300 工作日而言，電池使用兩年就要報(bào)廢，嚴(yán)重影響用戶的用車成本。
動(dòng)力電池安全未得到足夠重視。目前，動(dòng)力電池還沒(méi)有配置主動(dòng)安全預(yù)警和滅火系統(tǒng)，由于在營(yíng)新能源車輛樣本還較有限，安全隱患還未充分暴露，建議行業(yè)關(guān)注。
探討五◎附件電動(dòng)化
轉(zhuǎn)向電動(dòng)直驅(qū)：礦卡低車速的工作特點(diǎn)， 一定程度降低了EPS開(kāi)發(fā)難度；
制動(dòng)電動(dòng)直驅(qū)：礦卡新能源化后，傳統(tǒng)的氣壓制動(dòng)有很多使用難題，電動(dòng)直驅(qū)可很好地解決。
舉缸電動(dòng)直驅(qū)：制造成本是該技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。
探討六◎熱管理系統(tǒng)集成
從熱系統(tǒng)集成角度來(lái)去設(shè)計(jì)新能源寬體自卸車，可以節(jié)省很多成本。如省去PTC，共用電子風(fēng)扇、散熱器，電機(jī)與電池的廢熱再利用等方面。
還有很多工程機(jī)械行業(yè)新能源領(lǐng)域的開(kāi)放性話題值得探討。如升高電壓平臺(tái)，1200V級(jí)部件產(chǎn)業(yè)；超級(jí)快充，可拆卸式充電槍，方便售后更換/維修；礦區(qū)電力增容建設(shè)、風(fēng)光儲(chǔ)運(yùn)一體化方案推廣；第三方提供”電池銀行“金融工具，解決高額電池成本給主機(jī)廠和用戶帶來(lái)的資金難題等等。
陜西同力重工新能源智能科技有限公司是陜西同力重工股份有限公司的全資子公司，專注于新能源與智能化，希望與更多的行業(yè)同仁達(dá)成共贏。
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