66《中国经贸》 2020年06月
创新驱动 绿发展
——东风重工“巨无霸”混合动力矿用车采访纪实
东风重工首款混合动力矿用车问世
一举填补全球新能源矿用车的空白
曾几何时,在重型载货车上,国内多数用户一度信赖的是传统的柴油动力,特别是在矿用车领域。但是,传统的柴油动力最大的缺陷,就是能耗太大,业
界称之为“喝油的机器”。对于用户来说,投入与产出之比直接关系到的是利润的多与少,是企业的亏与盈。
因此,着手研发混合动力矿用车,势在必行。现在我们看到的那些大怪兽矿用车很多都是柴油加电传动的形式。电驱动形式
一方面能够降低车辆的污染,另外一方面就是大幅度的提高车辆
的动力性。在这方面,走在最前面的就是东风重工。出手不凡,卓然于世。
2016年11月16日,全球首款采用新能源技术的矿用车——东风巨无霸混合动力矿用车DF45E 在深圳第十八届中国国际高新技术成果交易会上首发,东风重工推出的全球首款采用新能源技术的混合动力矿用车一亮相,就
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吸引了国内外经销商和用户的注目。人们为它拔地倚天的恢弘气势以及颠覆传统的超凡性能所震撼。它的问世,不仅将带动国内矿山运输行业降低成本、突破困局,更是填补全球新能源矿用车的空白,彰显“中国制造”的强大底气,成为世界上少有的掌握矿用车混合动力技术的国家。
这款DF45E新能源矿用车,迄今为止是全球最大的新能源卡车,它是由东风重工(十堰)有限公司(以下简称“东风重工”)和深圳市国创动力系统有限公司(以下简称“国创动力”)联合开发,采用混合动力与纯电动两种驱动模式,拥有高
效的制动能量回收系统,兼具“大功率”与“低油耗”双重优势,具有极高的市场推广价值。
中国经贸杂志记者了解到,东风重工是东风汽车公司下属的唯一一家以生产和销售矿山专用机械为主业的公司,是国内少数几家掌握矿山专用车底盘核心技术、具备矿山专用车生产能力的企业之一。体察到采矿业“绿生产”以及进一步“降低成本”的迫切需求,东风重工以此为基础,积极寻求与新能源的最新研究成果相融合,力图以自身的产品再次升级助推采矿业的转型升级。在绿环保,创新驱动方面发力,其自主开发的适合中国矿
山作业的DF45系列矿山专用车,集矿用车运载可靠性与宽体车经济性于一身,解决了矿山运输企业对进口矿山专用车高昂价格望而却步、对宽体车适应性望而生畏的尴尬,成为国内中小型矿区低投入、高产出、快回报的理想运输工具。
据2018-2023年中国矿用车行业市场需求与投资咨询报告统计显示,长期以来,车辆燃油消耗费用在矿山物流运输成本中占60-80%,当前一些矿山还出现运输成本价格倒挂的问题,给因近年全球经济低迷、尤其是疫情的影响而举步维艰的采矿业带来
更加沉重的负担。因此,大幅降
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低矿用车燃油成本,是采矿企业控制运输运营成本、突破当前困局的关键所在。
据悉,DF45E混合动力矿用车的研发历时两年。2015年,国创新能源研究院与东风重工成立专项开发小组,组成数十位行业专家和百人研发团队,以解决采矿企业发展困局为目标,深圳市国创动力系统有限公司是深圳市国创新能源研究院孵化的一家高科技公司。以新能源创新科技研发为己任、以技术成果产业化为东风汽车厂
目标的国际化、创新型、高科技研发与产业化机构。依托国创新能源研究院在新能源领域的国际先进技术,发挥各自的专业技术优势,以矿用车与新能源动力系统两项关键技术的融合为基础,经过600多天的技术攻关和长时间路试试验,于2016年11月成功推出首款新能源矿用车——东风巨无霸DF45E混合动力矿用车。
DF45E新能源矿用车,采用
矿车专用底盘,车长8.8米,宽5.1米,高4.2米,自重34吨,额定载重45吨,最大载重60吨,最大爬坡度达到30%,是名副其实的车中“巨无霸”。整车采用混合动力与纯电动两种驱动模式,拥有高效的制动能量回收系统。它的问世,不仅填补了全球新能源矿用车的空白,且对于大幅降低矿山运输成本、破解目前采矿业持续低迷的难题具有里程碑意义。
新能源矿用车动力总成技术
方案采用超长寿命、超高安全、超大倍率充放电以及超宽温度适应范围的新型超级锂电池。这种新型锂电池具有20,000次以上循环寿命的优异性能,满足了整车高强度连续使用和15年及以上车辆使用寿命需求,年运行时长达到5000-7000小时,具备高可靠性、高耐久性的特点;新型锂电池自身所拥有的抗短路保护和抗穿刺保护能力,真正实现动力
电池不起火、不燃烧的高安全特性,确保整车在矿区内的高效安全作业;新型锂电池超大倍率充放电性能有效解决了矿用车重载爬坡所需的大功率输出和制动能量高效回收问题;其超宽使用温度范围特性完全满足矿用车辆在超低温(零下30摄氏度及以上)或高温(零上50摄氏度及以下)地区作业环境需求。
“整车的高效节油特性以及超长使用寿命,将大大减少二氧化碳排放以及大量报废车辆造成
的钢铁垃圾,对于推动绿矿山建设,具有显著的积极
意义。DF45E混合动力矿用车的问世,必将为国内矿山运输业突破重围、转型升级带来福音,成为国内矿山运输行业复苏的引擎。”深圳市国创新能源研究院院长兼美国伯克利加州大学教授茆胜博士说。
东风重工(十堰)有限公司董事长吴龙圳介绍说:“结合矿
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区独有的路况特点(有近50%的下坡路段)和使用工况条件,该车通过采用串联式混合动力总成技术,依靠新型超级锂电池的快充特性,实现高效节油效果。东风重工与国创动力联合试验数据也表明,在重载上坡工况下,DF45E混合动力矿用车比传统矿用车节省燃油50%至70%;在重载下坡工况下,通过制动能量回收系统,完全可以实现依靠纯电动驱动模式高强度运行,大幅降低油耗;车辆出勤率达到85%以上;如实现该车辆单台330万吨公里年度运力,与传统车相比,全年可节约燃油费100万元左右。累计三年节约的燃油总费用,与DF45E混合动力矿用车的采购成本相当,经济效益极其可观。”
记者深入工厂实地察看了生产流程后明白,矿用车属非公路用车,主要用于矿山,工程方面,比一般载重车更耐用,载重也更多。从结构上看,矿用汽车和普通自卸卡车好像没有太大的区别,好像只是“大”了一些。实际上,矿用汽车从设计理念上就与普通自卸汽车有着本质的区别。普通自卸汽车是为满足公路运输使用的,矿用汽车是为满足矿山施工作业的,因而矿用汽车的整车及所用零部件都考虑了矿山作业环境,是针对此类用户设计和制造的。
在东风重工生产车间,记者采访了总经理黄星光先生,他抚摸着这款“巨无霸”车辆,自豪地说:此前,我国只有少数企业能够研发生产重型新能源卡车,
但最大载重也只能达到25吨,需要财政补贴才能进入市场。个别发达国家虽有开发重型新能源牵引车的先例,但也仅仅停留在概念车阶段,距离商业化应用还有一段距离。“这款车额定载重45吨,最大载重60吨,最大爬坡度达到30%,是名副其实的车中巨无霸。这款新能源矿用车的问世,不仅填补全球新能源矿用车的空白,也将带动内地矿山运输行业降低成本、突破困局,真真正正为客户带来了福音。”
黄星光侃侃而谈,他接着说:“打造一款高效率、低能耗的新能源矿用车,是矿山运输行业的迫切需求。不同于普通新能源道路车辆,矿用车采用新能源技术,需要解决诸多前所未有的难题,如矿用车大功率输出与动力电池衰减的矛盾,矿区恶劣工况与新能源系统安全使用条件的矛盾等。这套混合动力总成技术完全按照矿区载重车辆的使用需求进行设计开发,不仅满足了采
矿企业对新能源矿用车高效节油的期盼,而且完全符合矿区车辆高强度连续作业和超长使用寿命的要求。用户的难题就是企业科研的课题,这款新能源矿用车能够给目前濒临困境的采矿业带来希望和光明。这也是东风重工始终坚持‘创新驱动,绿发展’的初心,为建设绿生态文明尽一份心,出一份力。”
东风重工黄星光总经理介绍,“十三·五”期间,东风重工与国创动力将继续密切合作,陆续开发额定载重50吨、100吨以及更高的新能源矿用车,不断在整车设计、制造工艺、控制技术上提高、完善,为用户提供更多高效低耗的新能源车辆及其它机械产品,为建设绿矿山做出新的贡献。
绿科技 驾驭未来东风重工矿用车的智能驾驶
之路
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随着我国能源结构调整、节能减排政策实施,以及人工智能技术快速发展,采矿行业正在构建绿、安全、高效、可持续发展的新格局。中国“一带一路”战略实施和《智能制造2025》的提出,为矿用车行业发展提供了良好的机遇。在我国提倡新能源汽车背景下,矿用车也将向混合动力与电动化方向靠拢,同时随着AI技术进一步发展和应用,无人化、智能化在矿用车上也将得到更多体现。
“无人驾驶的矿用自卸车按预设轨迹自动前行,当遇到障碍物时自动规划路径绕行,到达卸料场后车斗自动提升、降落,自动倒车进行卸料。”黄星光说。东风重工将向这种智能矿用自卸车方面着力,加上已有的节能大王——环保型适用绿矿山的混合动力矿用车,这些高端矿用车标志着我国矿用车发展正在掀开
新的篇章。
目前,东风重工的战略是以整车、整机为龙头,以动力系统为核心,成为拥有全球领先核心技术、可持续发展的工业装备企业集团。以100吨的DF45E混合动力矿用车为突破,形成行业主流产品,开发形成更大吨位的矿用车,参与国际市场竞争;另一方面,宽体矿车靠稳定质量取胜,打品质牌,占据市场份额。
针对某个矿区,东风重工还提供符合实际需求的个性化矿用车,以点连片打造个性化区域性产品,并通过合作形成区域性的矿用车运营模式,以此模式积极开拓国内空白区域市场。与此同时,东风重工还加大了海外市场开发力度。早在2015年推出的国内首台采用辅助架线技术的双能源电动轮矿用车,就在非洲纳米比亚矿山运行中展示了其卓越的节油性能。
虽然受全球经济低迷和疫情影响,矿山企业面临暂时困难,但从长期看,矿用车市场前景依然广阔,“一带一路”沿线国家和绝大多数经济欠发达国家都需要发展矿业推动
工业化进程。而随着我国经济的满血复活,成为世界经济的堡垒,矿业走出低谷,矿用车新增需求量也将随之增加。因此,矿用车市场需求量短期会受影响,长期潜在的市场仍然大有可期。因为矿业始终是工业的基础支撑,重要性无可替代。
随着矿山采选设备的大型化和重型化,矿山开采的效率大幅提高,为大运力、高效能的重载矿用自卸车创造了市场需求,载重达100吨甚至更大的重型中高端矿车将受到市场的追捧。黄星光说,今后,东风重工将在轻量化设计上寻求突破,在不降低矿车运力等性能指标的同时,为矿