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随着工程机械电动化的逐渐加速,电动宽体矿用自卸车(以下简称电动矿卡)已成为各大矿山、砂石骨料场越来越常见的产品。那么,电动矿卡兴起的背景是什么?目前市场上推出的电动矿卡有哪些优势和亟待解决的问题?我国电动矿卡的未来发展前景究竟如何?为此,中国路面机械网对国内电动矿卡主流生产企业同力重工、三一重装、徐工、柳工、博雷顿相关领导及目前正在使用电动矿卡的部分用户进行了采访,力求从与他们的对话中还原和厘清我国电动矿卡的应用现状、行业痛点及未来发展前景。
部分主流生产厂家近年来纷纷推出电动矿卡
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LMJX:贵公司是从什么时候开始研发电动矿卡的?首台电动矿卡推出是在什么时间?
同力重工:从年开始储备三电资源及关键总成资源,首台电动矿卡于年推出,主要应用砂石骨料矿山的重载下坡工况。
三一重装:年开始研发电动矿卡,推出了60吨级的电动矿卡。最初瞄准的是重载下坡工况,推出的是充电模式的产品,年实现销售。
徐工:开始纯电动矿卡研发,首台纯电矿卡试验机于年底下线,应用于重载上坡煤矿作业。
柳工:第一代产品是在传统的90吨燃油车基础上开发,于年底推出,适用于重载下坡非道路露天开采工况,在重载下坡工况效果还不错,整体适应性比较差。
博雷顿:年率先推出百吨级纯电动矿卡,具有能量回收效率高,能耗低,适合重载下坡场景。年继续推出适合重载上坡工况吨的度大电量及kw增程器+度电增程电动矿卡,可以覆盖各种高强度工况。同步推动0V高压电气架构平台,可以实现超快速充电,满足重载上坡用户对效率的追求!
(编者注:矿山作业分为三种作业工况,分别为重载下坡、重载上坡及复合工况。重载下坡是指矿山建在山上,矿用自卸车在满载情况下由上而下行驶,空载情况下由下而上行驶;重载上则是截然相反;复合工况是指既有重载下也有重载上,且以重载上为主的工况。)
LMJX:在电动矿卡研发过程中,遇到的主要技术瓶颈有哪些?
同力重工:前期三电选型时并没有宽体车适用的电机及动力电池,通过与供应商多次进行技术交流及沟通,采用双电机解决了电驱的问题,同时与电池厂家合作开发了适用于矿山的动力电池。目前通过矿区应用,三电部件在不断更新迭代,产品也在不断的迭代中升级。
三一重装:刚开始主要受产业链的制约,电动化在乘用车、商用车领域的资源比较多,但对工程机械行业来说,许多资源不是太匹配。比如说动力电池,刚开始并没有专门针对非公路宽体矿用自卸车的电池,其他方面也是如此。在商用车上可以用,但是在工程机械上就不是太匹配,因为双方的应用工况差距很大。通过近几年的发展,产业链逐渐成熟,技术不断迭代,在工况适应性和能量效率上都有较大提高。
徐工:我们在研发中遇到的最大难题是电动矿卡的整车匹配技术。由于电动矿卡还处于起步阶段,有些技术还不太成熟,需要我们在研发中不断验证、不断优化,才能达到最佳的使用效果。
柳工:在研发初期我们遇到了许多技术难题:一是上游端技术更迭的速度相对比较慢;二是动力电池,不管是磷酸铁锂还是三元锂电池,能量密度相对于传统工程机械来说都比较小,体积太大,需要频繁充电;三是缺乏稳定的传动系统解决方案。针对这些问题,柳工一方面紧盯国产燃油动力巨头的发展动向,随时了解新能源前沿技术;另一方面加强与高校合作,走产学研相结合之路;第三与现有的新型公司或是有特长的企业展开合作,联合攻克技术壁垒。
博雷顿:是首家对工程机械电动化总结出油电比的企业,在研发生产测试过程中创造性提出了“油电比”一词,油电比达到1:3为相对理想的可替代电动产品。通过引进人才,不断创新,攻坚三电系统、无人驾驶等核心技术,逐渐发展成为电动矿卡的先行者之一。
LMJX:与普通燃油矿卡相比,电动矿卡有哪些优势?
同力重工:与燃油矿卡相比,纯电动矿卡的优势非常明显:一是采用纯电动力,对应绿色、环保的矿山作业要求;二是噪音低,提高了驾乘舒适性;三是有电反馈制动,对车辆的轮胎、刹车损耗降低;四是尤其在重载下工况能耗费用大大降低,节省燃油费用70%-80%;五是故障率低,降低故障率20%-30%,提升了用户的有效工作时间。
三一重装:一是载重量与燃油车相当,动力性比油车提升50%以上;二是运营成本更低,电动矿卡一年可以节省多吨二氧化碳排放,燃油成本一年可省30-50万元;三是操作使用更方便,操作更便捷,相当于自动挡车型,不需要驾驶员频繁换挡。另外,电动车具备电缓行和电制动的功能,降低驾驶员踩刹车的频次,减少刹车片的磨损;四是维修保养费用低,减掉了发动机的维保费用。三一第二代电动宽体车具备更好的可靠性和耐久性,更优的能耗和更低的运营成本。
徐工:徐工电动矿卡的特点是噪音低、能耗低、动力强、适应性强、舒适性高。
柳工:一是维护保养成本低,没有三滤系统不需要进行维护保养;二是噪声低,比燃油车的噪音低很多;三是具有能量回收功能;四是零排放零污染,在重载下坡工况甚至可以实现连续工作不充电;五是电动化、智能化为无人驾驶提供了基础;六是电动化可以避开昂贵的进口发动机和变速箱的技术垄断。
博雷顿:重载下坡工况能耗低至1kwh/公里,双枪快充1小时可满电,年能耗费用节约超过35万元,每年二氧化碳可减排吨。
LMJX:未来公司在电动矿卡研发上有何布局?
同力重工:未来将建立电驱动矿卡研发中心,不断的探索电驱技术在宽体矿卡上的应用,为国家、矿区双碳目标达成做出贡献。同时在宽体矿卡上寻求更多元化的电驱动、新能源(纯电、氢燃料)供给解决方案。
三一重装:三一在双碳和绿色矿山的大背景下,将进一步完善产品型谱和拓展技术路线,从纯电到混动,从充电到换电,满足不同客户不同工况的需求。
徐工:进一步加大新能源产品覆盖力度,从现有产品逐渐延伸至70吨、80吨、90吨级产品。
柳工:柳工将电动化作为“十四五”的重要技术发展方向,产品涉及挖掘机、装载机、路面机械、矿山机械等,电动化开始全面提速。
博雷顿:不断提升纯电动矿卡的性能并提供前装线控底盘方案,为客户未来升级无人驾驶做好准备,同步提升产品的可靠性和出勤率!
LMJX:您如何看待我国电动矿卡的市场前景?
同力重工:随着国家双碳战略目标落地推进,矿区电动矿卡的应用势在必行,未来3至5年内矿区电动矿卡的占比有望达到10%至30%。
三一重装:矿卡电动化是必然趋势,既有政策支持又有显而易见的经济效益,电动矿卡渗透率会逐步加快,预计年渗透率达到30%。
徐工:根据国家新能源政策,纯电动矿卡市场前景非常好,未来几年有望迎来爆发增长期。
柳工:矿区使用电动矿卡是一种必然趋势,柳工认为有三个方面的影响因素。一是在与国际品牌竞争时,唯有电动化不落下风,是国产民族品牌实现弯道超车最理想的途径之一;二是电动化技术可以实现能源储存,可以降低我国对石油、天然气等不可再生能源的依赖;三是降低了企业的生产成本与社会资源不必要的浪费,提升了企业的盈利能力。未来三年之内,电动矿卡的渗透率有望提升至15%。
博雷顿:未来五年内,随着电池成本的下降及碳交易市场化,电动矿卡有望渗透率达到60%以上,同步电动矿卡将大大加速无人驾驶应用落地。
02
目前,市场上各主要企业推出的电动矿卡的产品使用性能如何,用户最有发言权。我们通过电话采访了陕西宝鸡某矿业公司董总、新疆某矿山设备公司马总、内蒙伊敏某公司谢总、河北唐山经营砂石骨料的于总,我们来听听他们使用电动矿卡的真实感受。
电动矿卡已成为矿山运输市场的主力军
LMJX:在您看来,与燃油矿卡相比电动矿卡有哪些独特优势?
董总:一是省钱。一台电动矿卡每天充电的费用不会超过元,相较燃油矿卡一天至少可以节省0多元油费。我们有11台电动矿卡,一年节省的燃油费用至少达到万元;二是安全性能好。以前使用燃油矿卡冬季容易引发火灾事故,电动矿卡采用无极变速,安全多了;三是出勤率高。我们购买的这批电动矿卡的出勤率达到了99%。
马总:一是能够节省燃油,一台电动矿卡一个月可以为我节省燃油费用3万元,两年左右便可以收回成本;二是能够节省维修保养费用,电动矿卡采用无极费用,免去了三滤费用,仅发动机保养一项每月节省的费用便达到了元。
谢总:与燃油矿卡相比,电动矿卡的经济性更好、噪音小、驾驶体验感好、没有尾气污染。
于总:在重载下坡工况时,一台电动矿卡一年能为我节省30万元燃油费用,再加上维修保养节省的成本,那就更可观了。
LMJX:您如何看待电动矿卡在矿山的应用前景?
董总:电动矿卡是未来矿山经营的方向和必由之路。目前电动矿卡已进入了一个窗口期,随着电动矿卡技术不断更新迭代,未来两三年内会迎来一个市场爆发期,电动矿卡会推动矿山加速迎来无人驾驶时代。
马总:在国家政策的扶持下,未来几年电动矿卡将迎来快速增长时代。
谢总:随着电动矿卡的推广,能够改善矿区的工作环境,减少车辆尾气对现场工作人员健康的影响。同时,采用电力作为终端能源,能够进一步促进光伏、风力等清洁能源的消纳,减少对能源的依赖。电能生产的绿色、低碳将使电动汽车造成的污染物排放进一步降低,具有良好的社会效益。
于总:电动化、新能源化是今后的发展趋势,今后我们会逐步加大电动矿卡的采购数量,逐渐实现由燃油矿卡向电动(新能源)矿卡的完全过渡。
编后语:随着双碳战略及国家新能源政策的推进,长远看,电动矿卡替代燃油矿卡是大势所趋,相信这已成为行业的共识。不过,因使用环境恶劣等,电动矿卡目前依然处于产业化前期。此外,对配套电池亦十分严格,在循环寿命、充电速度、电池性能等方面提出了更高要求。此外,除电动矿卡外,其他工程机械电动化已悄然提速,徐工集团、三一重工、比亚迪等纷纷切入,而号称“宁王”的宁德时代亦将其列入布局重点。
工欲善其事,必先利其器。电动矿卡发展的快慢与产业链的完善攸息相关,相信随着更多资本的介入,更多阻碍电动矿卡应用的技术壁垒将被逐一打破,电动矿卡的春天越来越近。