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全球首款超大型全电池矿用卡车赞比亚实测:行驶中充电

矿山自动驾驶 5小时前

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当前,全球矿业正步入 向“零碳” 转型的关键阶段。日立建机联合第一量子矿业(FQM)、ABB研发的全球首款超大型全电池动力刚性自卸卡车,正在赞比亚坎桑希铜金矿开展实地试验。这款可在行驶中通过架空接触网动态充电的 “巨无霸”,不仅打破了传统柴油矿用卡车的排放瓶颈,更以 “零排放 + 高载重 + 连续作业” 的组合优势,为矿业机械电气化提供了可参考的技术范本。
01200 吨级 “电卡车” 如何实现 “边跑边充”?在坎桑希矿的露天作业区,这款型号为EH4000AC-3的全电池矿用卡车展现出与传统柴油卡车截然不同的作业场景:车身长度达 14 米、配备 74 厘米超大轮胎的 “巨无霸”,转弯后无需停车,仅需升起两个类似有轨电车的受电弓,就能无缝对接架空接触网,在满载 200 吨矿石上坡行驶的同时完成充电;抵达山顶后,受电弓平稳断开,卡车依靠电池动力继续完成后续运输,整个过程连贯流畅,且运行噪音远低于周围柴油设备。
电池动力自卸卡车在赞比亚矿区作业中
“传统柴油矿用卡车不仅排放高,还需定期停机加油,而这款电池卡车借助动态充电技术,可实现 24 小时连续作业。” 日立建机相关负责人在接受采访时表示,目前试验车的行驶速度已与标准柴油卡车持平,未来迭代版本还将把载重提升至柴油同型车水平(约 240 吨),进一步匹配矿业高强度作业需求。
坎桑希矿并非 “新建试验场”,而是已具备成熟的矿业作业条件 —— 这里不仅有适合长距离、多海拔变化的运输线路,还已部署日立多款柴油 - 电动接触网卡车,其现成的架空充电网络为新卡车试验提供了关键基础设施支撑,也验证了 “新技术适配现有矿场” 的可行性,这对存量矿场的电气化改造具有重要参考意义。
02ABB 钛酸锂电池成核心,6 分钟快充 + 4 万次循环寿命这款 “电卡车” 的核心竞争力,源于日立建机与 ABB 联合研发的动力系统。据 ABB 移动电力全球部门经理蒂埃里・杰内尔滕介绍,卡车搭载的钛酸锂(LTO)电池是实现 “动态充电 + 长寿命” 的关键:其功率密度极高,支持 10C 快充速率(即 6 分钟可完成满充),完全适配矿场 “短时间快速补能” 的需求;同时循环寿命可达 4 万次完整充放电,按每日 20 次充放电计算,使用寿命可超过 5 年,大幅降低全生命周期成本。
EH4000AC-3 型全电池动力刚性自卸卡车采用两个受电弓与架空接触网相连
更关键的是,该电池系统还解决了矿业作业的 “安全痛点”——采用市场最高安全等级的电池单体,不存在热失控风险,即便在赞比亚高温、多粉尘的作业环境下,也能稳定运行。此外,卡车还配备了再生制动系统,下坡或减速时可回收多余能量补充电池,进一步提升能源利用效率。
从技术路径来看,这款卡车并非 “从零研发”,而是基于日立成熟的 EH4000AC-3 柴油卡车平台改造而来,通过替换动力系统、新增电池模块和受电弓装置,实现 “柴油向全电” 的转型。这种 “成熟平台 + 新技术嫁接” 的模式,有效降低了研发风险与成本,也为主机厂改造现有车型提供了思路。
03三方联动破解 “矿业电气化” 难题
此次试验的背后,是 “主机厂 + 矿企 + 核心部件商” 三方联动的典型案例:日立建机负责整车集成与矿用场景适配,ABB 提供核心电池与充电技术,第一量子矿业则以 “实际作业方” 身份提供试验场景与运营经验,三者形成了 “技术研发 - 场景验证 - 商业落地” 的闭环。
第一量子矿业在矿业电气化领域的经验尤为关键。作为拥有自主 “量子电力运输”(Quantum Electra-Haul)系统的矿企,其不仅熟悉接触网卡车的运营逻辑,还能在不中断现有生产的前提下,为新卡车规划测试线路 —— 这种 “边生产边试验” 的模式,避免了新技术落地对矿场产能的影响,也让试验数据更贴合真实作业需求。
赞比亚的第一量子矿业矿山已部署数十辆日立柴油 - 电动接触网卡车,而这款电池动力原型车将借助现有的架空充电线路网络开展试验
“我们与日立合作的 2600 伏接触网系统,已实现多辆卡车同时在线充电,这次电池卡车试验进一步验证了‘接触网 + 电池’双模动力的稳定性。” 第一量子矿业总监约翰・格雷戈里强调,该系统的经济性也已得到验证 —— 赞比亚 92% 的电力来自水电、太阳能等可再生能源(数据来源:IRENA),零碳电力与零排放卡车结合,可让矿场每吨矿石的碳排放成本降低 30% 以上。
04从 “技术可行性” 到 “商业化落地” 的关键当前矿业正面临 “减排压力” 与 “产能需求” 的双重挑战:一方面,“双碳” 目标要求 2030 年非化石能源占比提升至 25%,传统柴油矿用设备的减排改造迫在眉睫;另一方面,铜矿、铁矿等资源的高强度开采,对设备载重、作业效率的要求不断提高。这款全电池矿用卡车的试验,为行业提供了三点关键启示:
首先,“动态充电 + 电池” 的双模动力,可破解 “续航焦虑”。部分矿场存在运输线路长、海拔落差大的特点,静态充电难以满足连续作业需求,而架空接触网 + 再生制动的组合,可让电池始终保持合理电量,无需频繁停机补能。
其次,“适配现有基础设施” 降低改造门槛。多数大型矿场已具备电网接入条件,若参考坎桑希矿的模式,在现有运输线路上加装接触网,即可实现电池卡车的部署,无需新建专用场地,大幅降低改造成本。
05试验将持续至 2025 年,商业化落地加速据日立建机透露,此次技术可行性试验将持续至 2025 年底,期间将重点验证电池在不同温度、湿度下的稳定性,以及动态充电系统的长期可靠性。与此同时,第一量子矿业已启动坎桑希矿 S3 扩建项目,计划投资 12.5 亿美元延长矿山寿命,而这款零排放卡车或将成为扩建后产能提升的关键装备。
这款全球首款全电池矿用卡车的实测,不仅为矿业减排提供了新路径,更标志着 “超大型机械全电化” 从 “概念” 走向 “实用”,矿业机械行业或将迎来新一轮技术变革。
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