2023年3月28日，由中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司指导，《工程机械与维修》杂志主办，匠客工程机械承办的“2023中国工程机械年度产品TOP50颁奖典礼”在北京盛大举行。在2023中国工程机械年度产品发展（北京）论坛上，陕西同力重工新能源智能科技有限公司副总经理董秀辉做了以「 新能源非公路宽体自卸车之技术升级之路」为主题的重要演讲。
第一部分 行业政策与发展环境
“3060”是国家战略，是中国对世界的庄严承诺。2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会上发表重要讲话：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
从行业环境来说，宽体自卸车基于矿山作业的特殊环境，如高危、人力紧缺和人力成本高等因素，也非常适合新能源化。
同力重工的产品发展过程也是自卸车行业发展历程的代表。同力以更稳定的车身结构，安全应对矿区恶劣路况条件，创新发明宽体自卸车。产品从无到有，主以燃油动力技术路线，已历经18载。供应链大比例借用重卡资源，实现对自卸车和矿卡设备的高性价比替代。伴随产业能力发展，产品承载立方升级进程由缓至急。发展至今，传统技术路线已有瓶颈。85吨自卸车很可能是传统动力系统的上限，现在我们用电动化产品更新换代以应对新的挑战。
宽体自卸车的发展面临很多问题与挑战。矿采生产任务持续加大，设备运力要求逐年提升。移动运输作业的交通空间限定，设备大型化需求急迫。直接借用重卡供应链解决传统核心动力总成资源的可能性非常低，离合器变成了易损件，严重影响出勤率，满足设备大型化的传统变速器资源难以落实。
矿山生产任务逐年加码，原有备出勤率设备数量增加，影响运输速率。新能源与传统燃油动力对比来说，对全工况匹配情况更好。对于重载下和重载平工况条件下，新能源宽体自卸车已具优势，或者通过设备大型化才有优势，对于重载上工况，新能源宽体自卸车的商业模式还有待成熟。
展望宽体自卸车技术的未来，宽体自卸车电动化有哪些技术路线可选择？如何解决电动化后设备出勤率问题？有哪些核心技术待突破？
第二部分 新能源技术升级之路
探讨一◎探讨以整车技术路线
具体可分为纯电动驱动技术路线、串联混动技术路线、全混合动力技术路线和氢能动力技术路线。
纯电动驱动技术路线有两种细分技术路线，分别是大容量能量型电池和部分功率型小容量电池(重下工况) ，特别适合重载下工况场景。
充电版备用车/换电版可适用于重载上工况场景。但是在推广上受成本、基础设施、供电容量等因素制约。
串联混动技术路线也有两种细分技术路线，分别是小功率增程器/大容量功率型电池和大功率增程器/小容量功率型电池。这种技术路线适合重载上/综合工况场景。但是甲醇版推广受甲醇获取性和醇油价差制约。
同力的甲醇混动TLH130宽体自卸车在新疆实现了成功的运营。TLH130宽体自卸车无国四排放困扰，省去尿素使用成本。行车中无动力中断式电力换挡动力系统，操纵更舒适；高油醇价差调价下，实现能耗；实现了成本的高度节约。50立方米的货箱大承载、强劲动力，实现更高车速，提高设备作业效能。
全混合动力技术路线：大功率发动机，主动力源。大倍率功率型电池，辅助动力源。适合重载上/综合工况场景。
氢能动力技术路线适合重载上/综合工况场景。推广受成本、基础设施、氢气获取性制约，这种技术路线短期内不具有应用可能性。
探讨二◎纯电动力补能技术路线
第二种大的技术路线是基于纯电动的补能技术路线。一种是充电技术，重载上备用车，也就是两台在用车在使用，一台备用车在充电。
第二种技术是换电技术。两台在用车，加上换电站。与渣土车等其他商用车相比，换电难度较大。
通过基于AI的无人驾驶，也就是基于AI的换电技术，能够解决现有顶吊换电方案难题:司机下车、翻转帽檐和换电动作周期长。
探讨三◎动力系统技术路线
纯电驱动动力系统形式有单电机直驱，单电机+减速器，单电机+机械自动变速器，双电机+机械自动变速器，主电机+机械自动变速器+辅电机，辅电机+减速器与主电机+机械自动变速器动力耦合，电机1+机械自动变速器与电机2+机械自动变速器动力耦合等七种路线形式。
混合驱动动力系统结构形式有发动机+发电机+机械自动变速器与驱动电机+机械自动变速器动力耦合，发动机+发电机构成增程器驱动电机1+机械自动变速器与驱动电机2+机械自动变速器动力耦合两种路线形式。
各类动力系统构型，其复杂性、控制难易、整机效率、系统成本等方面有着不同的差异化特点。
探讨四◎动力电池轻量化、寿命与安全
以某行业产品为例，装电量423度，按3000 倍吞吐量，电池寿命期内可充放电量127万度， 对于典型煤矿单车日用电量2000度、一年300 工作日而言，电池使用两年就要报废，严重影响用户的用车成本。
动力电池安全未得到足够重视。目前，动力电池还没有配置主动安全预警和灭火系统，由于在营新能源车辆样本还较有限，安全隐患还未充分暴露，建议行业关注。
探讨五◎附件电动化
转向电动直驱：矿卡低车速的工作特点， 一定程度降低了EPS开发难度；
制动电动直驱：矿卡新能源化后，传统的气压制动有很多使用难题，电动直驱可很好地解决。
举缸电动直驱：制造成本是该技术应用的瓶颈。
探讨六◎热管理系统集成
从热系统集成角度来去设计新能源宽体自卸车，可以节省很多成本。如省去PTC，共用电子风扇、散热器，电机与电池的废热再利用等方面。
还有很多工程机械行业新能源领域的开放性话题值得探讨。如升高电压平台，1200V级部件产业；超级快充，可拆卸式充电枪，方便售后更换/维修；矿区电力增容建设、风光储运一体化方案推广；第三方提供”电池银行“金融工具，解决高额电池成本给主机厂和用户带来的资金难题等等。
陕西同力重工新能源智能科技有限公司是陕西同力重工股份有限公司的全资子公司，专注于新能源与智能化，希望与更多的行业同仁达成共赢。
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2023CM TOP50丨董秀辉：新能源非公路宽体自卸车之技术升级之路
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来源：匠客工程机械
2023年3月28日，由中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司指导，《工程机械与维修》杂志主办，匠客工程机械承办的“2023中国工程机械年度产品TOP50颁奖典礼”在北京盛大举行。在2023中国工程机械年度产品发展（北京）论坛上，陕西同力重工新能源智能科技有限公司副总经理董秀辉做了以「 新能源非公路宽体自卸车之技术升级之路」为主题的重要演讲。
第一部分 行业政策与发展环境
“3060”是国家战略，是中国对世界的庄严承诺。2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会上发表重要讲话：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
从行业环境来说，宽体自卸车基于矿山作业的特殊环境，如高危、人力紧缺和人力成本高等因素，也非常适合新能源化。
同力重工的产品发展过程也是自卸车行业发展历程的代表。同力以更稳定的车身结构，安全应对矿区恶劣路况条件，创新发明宽体自卸车。产品从无到有，主以燃油动力技术路线，已历经18载。供应链大比例借用重卡资源，实现对自卸车和矿卡设备的高性价比替代。伴随产业能力发展，产品承载立方升级进程由缓至急。发展至今，传统技术路线已有瓶颈。85吨自卸车很可能是传统动力系统的上限，现在我们用电动化产品更新换代以应对新的挑战。
宽体自卸车的发展面临很多问题与挑战。矿采生产任务持续加大，设备运力要求逐年提升。移动运输作业的交通空间限定，设备大型化需求急迫。直接借用重卡供应链解决传统核心动力总成资源的可能性非常低，离合器变成了易损件，严重影响出勤率，满足设备大型化的传统变速器资源难以落实。
矿山生产任务逐年加码，原有备出勤率设备数量增加，影响运输速率。新能源与传统燃油动力对比来说，对全工况匹配情况更好。对于重载下和重载平工况条件下，新能源宽体自卸车已具优势，或者通过设备大型化才有优势，对于重载上工况，新能源宽体自卸车的商业模式还有待成熟。
展望宽体自卸车技术的未来，宽体自卸车电动化有哪些技术路线可选择？如何解决电动化后设备出勤率问题？有哪些核心技术待突破？
第二部分 新能源技术升级之路
探讨一◎探讨以整车技术路线
具体可分为纯电动驱动技术路线、串联混动技术路线、全混合动力技术路线和氢能动力技术路线。
纯电动驱动技术路线有两种细分技术路线，分别是大容量能量型电池和部分功率型小容量电池(重下工况) ，特别适合重载下工况场景。
充电版备用车/换电版可适用于重载上工况场景。但是在推广上受成本、基础设施、供电容量等因素制约。
串联混动技术路线也有两种细分技术路线，分别是小功率增程器/大容量功率型电池和大功率增程器/小容量功率型电池。这种技术路线适合重载上/综合工况场景。但是甲醇版推广受甲醇获取性和醇油价差制约。
同力的甲醇混动TLH130宽体自卸车在新疆实现了成功的运营。TLH130宽体自卸车无国四排放困扰，省去尿素使用成本。行车中无动力中断式电力换挡动力系统，操纵更舒适；高油醇价差调价下，实现能耗；实现了成本的高度节约。50立方米的货箱大承载、强劲动力，实现更高车速，提高设备作业效能。
全混合动力技术路线：大功率发动机，主动力源。大倍率功率型电池，辅助动力源。适合重载上/综合工况场景。
氢能动力技术路线适合重载上/综合工况场景。推广受成本、基础设施、氢气获取性制约，这种技术路线短期内不具有应用可能性。
探讨二◎纯电动力补能技术路线
第二种大的技术路线是基于纯电动的补能技术路线。一种是充电技术，重载上备用车，也就是两台在用车在使用，一台备用车在充电。
第二种技术是换电技术。两台在用车，加上换电站。与渣土车等其他商用车相比，换电难度较大。
通过基于AI的无人驾驶，也就是基于AI的换电技术，能够解决现有顶吊换电方案难题:司机下车、翻转帽檐和换电动作周期长。
探讨三◎动力系统技术路线
纯电驱动动力系统形式有单电机直驱，单电机+减速器，单电机+机械自动变速器，双电机+机械自动变速器，主电机+机械自动变速器+辅电机，辅电机+减速器与主电机+机械自动变速器动力耦合，电机1+机械自动变速器与电机2+机械自动变速器动力耦合等七种路线形式。
混合驱动动力系统结构形式有发动机+发电机+机械自动变速器与驱动电机+机械自动变速器动力耦合，发动机+发电机构成增程器驱动电机1+机械自动变速器与驱动电机2+机械自动变速器动力耦合两种路线形式。
各类动力系统构型，其复杂性、控制难易、整机效率、系统成本等方面有着不同的差异化特点。
探讨四◎动力电池轻量化、寿命与安全
以某行业产品为例，装电量423度，按3000 倍吞吐量，电池寿命期内可充放电量127万度， 对于典型煤矿单车日用电量2000度、一年300 工作日而言，电池使用两年就要报废，严重影响用户的用车成本。
动力电池安全未得到足够重视。目前，动力电池还没有配置主动安全预警和灭火系统，由于在营新能源车辆样本还较有限，安全隐患还未充分暴露，建议行业关注。
探讨五◎附件电动化
转向电动直驱：矿卡低车速的工作特点， 一定程度降低了EPS开发难度；
制动电动直驱：矿卡新能源化后，传统的气压制动有很多使用难题，电动直驱可很好地解决。
举缸电动直驱：制造成本是该技术应用的瓶颈。
探讨六◎热管理系统集成
从热系统集成角度来去设计新能源宽体自卸车，可以节省很多成本。如省去PTC，共用电子风扇、散热器，电机与电池的废热再利用等方面。
还有很多工程机械行业新能源领域的开放性话题值得探讨。如升高电压平台，1200V级部件产业；超级快充，可拆卸式充电枪，方便售后更换/维修；矿区电力增容建设、风光储运一体化方案推广；第三方提供”电池银行“金融工具，解决高额电池成本给主机厂和用户带来的资金难题等等。
陕西同力重工新能源智能科技有限公司是陕西同力重工股份有限公司的全资子公司，专注于新能源与智能化，希望与更多的行业同仁达成共赢。
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