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打造高效低耗的运输工具,用绿色引擎建设绿色矿山

发布日期:2017-08-06   浏览次数:

打造高效低耗的运输工具,用绿色引擎建设绿色矿山

 

东风重工(十堰)有限公司(以下简称“东风重工”)成立于2009年5月8日,诞生于中国机械工业基地——湖北省十堰市,是东风汽车公司旗下唯一一家以生产和销售矿用车为主的公司,是湖北省高新技术企业。公司的矿用车产品是东风公司“十二五”推进产业结构优化升级项目和“十二五”重点科研项目,且此项目已荣获得东风公司验收合格,验收评定等级为优秀。公司主要经营:工程机械及矿山机械生产、销售;工程机械租赁;土石方工程;汽车零部件生产及销售;货物进出口和技术进出口。



 

“十二五”期间,东风重工依托东风公司强大的技术实力、雄厚的制造基础和先进的管理体系,在引进国外矿用车先进技术的基础上,根据国内矿山运输的特点,自主开发了适合中国矿山作业的DF45、DF50系列矿用车,研发的矿用车打破了用户对矿用车的价格望尘莫及、对宽体车的性能望而生畏的尴尬,是中小矿区低投入、高产出、快回报的理想运输工具。



 

但是,从上世纪九十年代开始,我国采矿业进入了一个高速发展时期。但是,自2012年以后,受全球经济持续低迷的影响,原材料需求萎缩,价格倒挂,采矿业持续下滑,产业链资金循环不畅,导致用户对矿山运输设备处于买不起、用不起、耽误不起的尴尬境地,采用传统运输设备,只能在盈亏平衡线上挣扎。

首先是买不起。受采矿业产业链资金流循环不畅、效益不佳的影响,采矿业普遍不具备大宗设备采购能力,要维持矿山运营,只能用一些价格低廉的设备勉强运行。第二是用不起,设备运输效率低下与固定费用支出高昂的矛盾、运输价格低廉与设备高油耗、维修成本的矛盾,使矿山运输业主进退维谷。第三是耽误不起,由于出勤率低,加上国家不断提高的环保要求,追求运输效率与效益,可望而不可及,有的业主形象的说,这种情况“干是找死,不干是等死”。因此,为用户大幅度降低投资负担与运营成本,提供绿色环保、运营成本低廉的运输工具,成为矿山运输业的强烈呼声和矿石运输车制造行业的艰巨责任。自2015年开始,东风重工联合国内知名新能源研发企业及德国西门子公司,共同开发了全球首款新能源矿用车DF45E,这也是迄今为止全球最大的新能源卡车。他的问世,对于建设绿色矿山,大幅度降低矿山开采运输成本,破解目前采矿业持续低迷的难题,具有里程碑的意义。这种高效低耗的国之重器,对于众多在盈亏点上徘徊的矿山运输企业来说,无疑是转危为机的良药,再现辉煌的良车。



 

矿山运输业成本,60-80%是燃料成本。因此,大幅度降低用户的燃料成本,是矿山运输业突破当前困局的关键。为此,我们以矿用车和新能源两项关键技术的融合为基础,以解决用户三大尴尬难题为目标,经过两年的研发,成功推出了世界最大的新能源矿用卡车——DF45E混合动力矿用车。经过试验检测,燃油消耗降低50-70%,成为矿山运输业突破重围、转型升级的必备工具。

新能源矿用车之所以能够有如此之高的节能效果,首先是因为矿区特有的工况与混合动力系统特点具有高度的契合性。众所周知,矿区基本无平路,一个运输循环大约50%是上坡,50%是下坡,对于混合动力系统而言,有一半回收能量的机会,远远大于其他公路车工况。驱动电机低速大功率的特性,也正好符合矿区车辆重载爬坡的要求。此外,传统矿用车在矿区所遇到的烦恼,如持续制动、连续高效作业等,恰恰成为混合动力系统回收能量、提高节能成果可利用的资源。

混合动力技术应用于作业环境恶劣的矿用车,需要克服很多普通新能源车难以克服的障碍。为此,东风重工与众多合作的研发机构、企业发挥各自的优势,使这些难题一一得到解决。由于DF45E采用的新型超级电池具有高倍率充放电特性,解决了矿用车重载爬坡所需要的大功率输出问题;其宽温带特点,使DF45E矿用车能够在摄氏零下30度到零上55度的环境下连续作业;20000次以上的循环寿命,保证动力系统与底盘同步达到8-10年适用寿命;防穿刺、防爆炸、不燃烧等特点,确保整车在矿区高效安全作业。



 

DF45E混合动力矿用车,采用串联式混合动力系统,由一个小功率发动机带动发电机,与动力电池一起构成整车的两个既各自独立、又具有有机联系的能量单元。动力电池能量的来源,可以通过充电桩快速充电,也可以通过整车自身的发电机与回馈制动充电。当整车需要大功率输出时,发电机与电池同时向驱动电机供电;当动力电池足以给整车提供驱动能量时,发动机、发电机在智能控制系统的控制下自动关闭停止工作。当整车下坡时,驱动电机自动将下坡的制动能量转换为电能,给动力电池充电;当动力电池能量不足时,智能管理系统通过自动检测,命令发动机、发电机工作,为动力电池充电,直至满足需要为止。

DF45E自去年试制成功以后,立即投入到矿区各种工况试验。根据数据记录分析,在重载上坡工况下,DF45E与传统车辆相比节省燃油50%-60%;在重载下坡工况下,完全可以依靠充电桩充电实现在纯电动模式每天20小时高强度运行。一辆DF45E一年运力最高达到330万吨公里以上, 3年左右节约的燃料费用,相当于用购置了一辆高科技矿用车,实现了无投资负担、低成本运行的目标。

DF45E之所以能够实现如此巨大的节油目标,首先是他的主要能量来源是矿区工况下大量的制动能量,其次,由于发动机只负责补充能量,功率较传统车辆降低了近一半,且大部分在经济油耗区工作。此外,智能管理系统,能够使发动机、油泵、水泵、降温风扇具有自动启停功能,避免了大量的能量浪费。

为了保证高安全性、高承载能力、高出勤率和较长的使用寿命,适应矿区复杂工况,DF45E自重达到34吨,额定载重45吨,最大载重60吨,最大爬坡度为30%,是目前世界上最大的新能源卡车。



 

DF45E对于建设绿色矿山具有重大的意义。众所周知,由于矿山设备排放标准低于公路汽车,且长时间大负荷运行,因此,矿山开采运输设备排放污染远高于公路汽车。而DF45E的发动机不仅比传统柴油车功率下降了近一半,在车辆连续运输过程中发动机不连续工作,柴油机主要污染物NOX、CO、HC、PM等发动机主要污染物排放降低一半以上,达到了高效低污染的目的。

人类的每一次技术革命,必然带来社会经济的巨大变化。我们相信,DF45E的诞生,必将大幅度降低矿山运输运营成本,提高用户投资效率,为突破当前矿山运输成本价格倒挂的困局提供可靠工具。用户的难题就是科研的课题。东风重工将以此为起点,向更高的目标迈进。“十三五期间”,将陆续研发50吨、100吨新能源矿用车,不断在设计、工艺、整车标定上提高、完善,为用户提供更多高效低耗的产品,为建设绿色矿山作出新的贡献。

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中国砂石协会

2017年08月06日



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