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纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

运输工况恶劣的矿山,是测试车辆可靠性极佳的地点。矿山车往往都是重载运输,再加上矿山的内部道路大部分为非铺装路面,而且坡度都在10%-30%的水平。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

虽说运距较短,但是长时间超负荷在这种恶劣工况下运行,必然会对车辆动力的可靠性带来了一定的考验。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

浙江湖州的某矿区内,由湖州宏威新能源汽车公司改装的纯电动矿车有条不紊的进行矿区作业。该车基于非公路宽体自卸车基础上改装,最关键的电机变速箱驱动系统来自上海特百佳动力。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

电池组位于车架的左右两侧,原来安装油箱的位置

在介绍动力系统之前,我们先来简单了解一下该车的配置和实际使用情况。经过改装后的同力TLD90矿山车被命名为ET90,该车的整备质量为30吨,额定载荷量是60吨,总质量可以达到90吨。而该车实际运输60-65吨的矿石,整备质量能达到95吨左右。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

底盘结构还是保留了传统矿山车的样式,前桥使用的是加强的大吨位转向桥,后桥则是MAN技术的大吨位轮边减速桥,所有产品都来自于陕西的汉德。驱动系统的布置形式和传统的柴油机差不多,全部位于前部的动力舱下面。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

就纯电动矿山车来说,很多人比较关注其爬坡问题。国内部分电动汽车厂商生产的自卸车挡位较少,而且无法直接控制挡位,就会出现重载爬坡动力不足,甚至爬不上坡停车后溜的尴尬情况。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

在矿山车上观察该车的动力系统还是比较困难,所以笔者来到了特百佳动力的总部,在展示大厅里面看到了这一套动力系统的构造。整套动力系统由四个部分所组成,分别是电机、变速箱、冷却系统以及电机变速箱的控制系统。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

正在进行台架测试的驱动系统

整套系统我们可以看作将传统动力系统的发动机拆除,用电机取代发动机与AMT手自一体变速箱连接。但是使用电机作为驱动系统的最大优势,就是电池的动力系统在开始工作时就能输出最大扭矩,动力响应能力比传统的柴油机优越很多。

展示的动力系统使用的是12JSD200T双中间轴变速箱,该款变速箱是当前市场上使用最广泛的变速箱。该变速箱头挡速比为15。53,最高挡为直接挡,最大输入扭矩为2000N。m,匹配的电机功率应该在350kW这个水平。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

由于电机起步一瞬间就可以将车辆的扭矩输出至最高,使用12挡变速箱即使是满载情况下可能也会跳跃加挡,所以说后期车辆就改进装配专为新能源重卡设计的专用变速箱。变速箱头挡速比降低到9.14,最高挡还是直接挡,最大输入扭矩为2200N.m。相比传统柴油机来说,纯电动驱动在动力上还是很有优势的,特别是重载坡路情况下能够较为轻松的起步。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

在变速箱顶部有一个L型的换挡塔,这个换挡塔与动力控制系统连接。L型换挡塔分别设有X轴和Y轴,这两个轴根据控制系统给出的指令或者驾驶员手动操控的指令来进行挡位的变换。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

变速箱挡杆操控形式也非常的简单,默认右上角是N空挡、往下推则是倒挡;往左边拨是在A自动挡和M手动挡之间切换,左半部分往前推是手动加挡,往后推则是减挡。

带有手动模式在爬坡的时候可以均匀控制车辆扭矩的输出,如果采用全自动模式电机可能会转速过高,系统自动判定换挡,一般AMT变速箱换挡的这个过程中输入轴和输出轴会分开一小段时间导致动力损失,很可能会造成停车后溜,但特百佳专门设计的自动防溜坡功能能够有效的避免这一情况发生,大大提高矿山运行的安全性。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

驾驶室内部和传统的矿山车基本差不多,只是由于纯电动的介入增加了一块LED显示器。

车辆的制动系统也是充分结合纯电动系统的优势,刹车一共分为两个挡位,第一挡刹车并没有使用轮边制动,而是将电机转换成类似于电涡流缓速器的部件,反向做功来牵制车辆的前进;如果车辆还需要更强大的制动力,深踩刹车踏板就会激活轮边制动系统,提供更大的制动力。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

该车搭载的是microvast微宏动力系统的钛酸锂电池,电池容量为80度。钛酸锂电池最大的优点就在于其可以快速充放电,很多城市公交为了快速补充电量都搭载钛酸锂电池。80度电的电池充满只需要15分钟,对于矿山车来说基本不耽误正常作业。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

而电动汽车上标配的制动能量回收系统在该车上也得到非常良好的应用。因为矿山上下坡度较大,如果是重载下坡制动是非常频繁的,这样就能将制动系统的热能转换成电能储存在电池内。

另外,下坡时电机会变成发电机产生电能,为电池补充电量。

如果是在山顶上装载货物下坡的话,这期间制动系统和电机一直在给电池充电,而在山底下卸货以后空车上坡用电量极小。

如果是以上这种循环,车辆差不多用上10-15天时间才需要补充一次电量。但以上这是最理想的运输情况,充电次数根据矿山车的实际运营情况来决定,而且15分钟的充电速度对车辆运行的影响也不是非常大。

纯电动矿山车:能否满足矿山运输的工况

这辆纯电动矿山车从投入运营到现在已经有一年多的时间,根据用户的介绍,该车实际表现非常优秀。尤其是动力系统,在过去一年多的运营过程中没有出现任何问题,这也充分证明了特百佳纯电动系统的可靠性。

而这套系统除了矿山车以外,在牵引车上也有规模应用,目前为止表现都比较良好。有了可靠的动力系统,相信零排放、低运营成本的“绿色”矿山车会得到更多用户的青睐。

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