智慧矿山的“中国方案”

来源：人民日报海外版

当前，全球零碳智慧矿山建设加速落地，更经济、更智能、更绿色的新能源矿用卡车迎来广阔的市场空间。

矿卡的电动化适配性较强，车辆在固定两点间往返，上下坡路段固定且对称，上坡耗电、下坡通过能量回收自行补电，一天运营下来节能可观。在宽体自卸车这一细分领域，中国企业已占据全球市场领先地位，正凭借智能技术与新能源技术的深度融合，成为全球零碳智慧矿山建设的重要力量。

性能稳定耗能更低

西芒杜铁矿，位于西非几内亚的原始森林中，被业界视为全球储量最大、品质最高的铁矿之一。这里森林与山地环绕，8.4公里重载下坡路段坡度较大，对矿卡的转向、续航和整车可靠性提出了较高要求。

面对复杂情况，由徐工集团开发的新能源矿用自卸车XGE110交出一份亮眼的成绩单：重载下坡工况下能量回收率超85%，单次充放电循环连续作业40—48小时续航665至798公里。

“这款矿卡载重量70吨，采用并联双电机，通过多动力源交替换挡实现动力不中断，从而保证车辆紧急制动、坡路行驶的安全性。”徐工集团矿山机械研究院技术专家徐东阁介绍。

山海之外，中国西南某矿山，一辆辆身披“青山绿”的XGE110正沿着矿区道路往返穿梭。“换了电动矿卡后，费用省一大截，开车还没尾气，驾驶室安静又干净。”一位矿区老师傅说。

新能源矿卡的突出优势，在经济环保。“综合坡度5%的工况下，按照年工作5000小时计算，单车年用电成本大约12万元，而同吨位柴油矿车一年费用近70万元。”徐东阁说，使用清洁能源的矿卡，每年需要维保的次数也显著下降，综合算下来，用几年能省出一台车。

下坡动能回收是新能源矿卡节能的关键环节。据介绍，徐工开发的电/气耦合多级制动控制技术，能通过多源信息识别和预测工况，据此优化能量回收策略，效率较行业水平提升15%。

无人驾驶势头正盛

提起无人驾驶，人们的目光多聚焦在城市道路；而在矿区，无人驾驶技术同样在加速落地。截至今年6月底，中国无人驾驶矿用运输车自动驾驶系统累计出货近8500台（套），年内累计出货有望突破万台（套）。

矿区道路条件复杂，加之天气多变，施工常受影响。无人驾驶矿卡可依据预设路线和任务指令，精准完成矿石、矿渣等物料的运输任务，即便在雨天、雾天、低温环境中也能稳定运行。借助激光雷达、传感器、摄像头等设备和高精度定位，车辆还能实现自动避障、自主规划路线、行驶意图预测等功能。

在内蒙古华能伊敏露天矿，由徐工集团与华能蒙东等企业联合打造的200台纯电动无人驾驶矿卡已经投入规模化运营；在山东、广西等多地露天矿山，徐工集团的无人驾驶工程机械也广泛投用。

不同无人化厂家对新能源矿卡的接口、信号、权限要求各异，给无人化方案实施提出了难题。“对此，我们重新对线控底盘进行统型设计，开放一级接口，基本实现一套底盘多品牌适用，支撑后续无人化的快速接入。”徐东阁说。

针对不同区域的地质与气候条件，工程师还会对矿卡进行适应性升级，保持高出勤率和作业效率。例如，中国西南某矿区多坡道、多弯道、多雨水，工程师对接近角、离去角等底盘参数进行调校，兼顾矿卡的通过性与灵活性；阿联酋等地气温较高，工程师相应对散热器和冷却技术进行优化；在低温场景，矿卡的PTC加热功能将发挥作用。

徐工集团相关负责人介绍，目前，XGE110已出口至巴西、印尼等10余个国家，获得许多海外客户的肯定。

着力于标准和方案输出

新能源矿卡规模化落地，考验的不只是单车质量，还有产供链协调能力和全生命周期服务能力。

而产供链的短板，可能就藏在一个小小的配套部件中。徐东阁介绍，随着无人化方案普及，整车转向系统需要配套一款进口部件。然而，这款部件的采购周期长达3—6个月，远远赶不上宽体车行业45天的交付周期。

为了解决难题，“集团组建团队启动自研工作，研发国产替代部件，预计年内将进行装车试验，为无人化方案的快速交付和降低成本留出空间。”他说。

纵观全球，国外企业具有先发优势，特别是在传统大吨位刚性矿卡领域。美国卡特彼勒公司产品线覆盖完整吨位段，全球服务网络十分成熟；日本小松FrontRunner无人驾驶系统商业化较早，目前已在全球交付超1000台无人驾驶运输卡车。

在刚性矿卡领域，中国企业仍处于“追赶者”姿态。首款国产176吨纯电刚性矿卡11月9日于湖北省十堰市下线，预计较同等载重量的柴油矿卡能耗降低65%以上。而在吨位更低的宽体自卸车领域，国产矿卡价美质优，同载重量下价格仅有国外矿卡的四五成，加上成熟的无人驾驶和平台生态支持，市场竞争力极强。

徐工集团表示，让更多中国智慧矿山方案落地，要解决的问题还有不少。

例如补能问题。从整车性能来看，制约新能源矿卡发展最突出的因素是电池。当前业界多数新能源矿卡充电以小时计，未来随着电池技术发展，充电时长有望降低到分钟级，配合换电站动态充电，可支持矿区24小时连续作业。

又如形态问题。无人驾驶矿卡的终极形态，应该是双向无人驾驶。采用双向行驶的矿车在狭窄作业面内无需掉头、转向，能提升一定作业效率。

放眼整个行业，新能源、智能化与矿山生产深度融合已是大势所趋，但无人化只是第一步。“我们目前做到的是矿卡无人化，下一步要推动矿卡、铲车、挖机协同作业，实现全链条协同，努力让中国新能源矿卡出海从产品输出升级为标准和方案输出。”徐东阁说。