淺析宇通YTK90E純電動(dòng)礦用自卸車在昆陽磷礦的試用

李國政

摘 要：昆陽磷礦在用40臺(tái)運(yùn)輸車輛均進(jìn)入故障損耗期，運(yùn)轉(zhuǎn)率降下降、故障率升高，運(yùn)行成本逐年增加。其中小松HD325-6自卸車于2007年投入使用，已累計(jì)平均運(yùn)行33000h;20臺(tái)卡特773E自卸車于2011年投入使用，累計(jì)平均運(yùn)行29000h。為保障生產(chǎn)任務(wù)的完成，需引進(jìn)運(yùn)輸車輛參與剝離生產(chǎn)。經(jīng)對云南類似露天礦山的同力、臨工、宇通等品牌礦用寬體自卸車的實(shí)地考察，將具有國產(chǎn)特色的礦用寬體自卸車定為試用車型，通過使用為下一步車輛更新選型提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：宇通YTK90E 純電動(dòng)礦用 自卸車 昆陽磷礦

Analysis on the Trial of Yutong YTK90E Pure Electric Mining Dump Truck in Kunyang Phosphate Mine

Li Guozheng

Abstract：The 40 transport vehicles in use at Kunyang Phosphorus Mine have all entered a period of failure and loss， the operation rate has dropped， the failure rate has increased， and the operating cost has increased year by year. Among them， Komatsu HD325-6 dump trucks were put into use in 2007 and have accumulated an average of 33，000 hours of operation; 20 Caterpillar 773E dump trucks were put into use in 2011， and have accumulated an average of 29，000 hours of operation. In order to ensure the completion of production tasks， it is necessary to introduce transportation vehicles to participate in the divestiture of production. After field investigations on the wide-body dump trucks for mining of Tongli， Lingong， Yutong and other brands in similar open-pit mines in Yunnan， the wide-body dump trucks with domestic characteristics were designated as trial models， which provides basis for the update of the vehicle through use.

Key words：Yutong YTK90E pure electric mining， dump truck， Kunyang Phosphate Mine

當(dāng)今礦山建設(shè)中，尾氣排放和噪音依然是傳統(tǒng)燃油礦用車輛的頑疾，燃油礦卡發(fā)動(dòng)機(jī)噪音大，操作疲勞強(qiáng)度高，能源消耗成本高。在現(xiàn)今國家大力倡導(dǎo)“綠水青山就是金山銀山”的背景下，純電動(dòng)礦用車應(yīng)運(yùn)而生。

為此，結(jié)合綠色礦山建設(shè)要求，本階段試用1臺(tái)宇通YTK90E純電動(dòng)礦用自卸車。該車依托宇通成熟的新能源底盤技術(shù)，應(yīng)用宇通自主研發(fā)的大扭矩2檔AMT變速箱和滿足礦區(qū)復(fù)雜工況的雙電機(jī)組合，輔以領(lǐng)先的純電動(dòng)整車集成技術(shù)，具有高效節(jié)能的特點(diǎn)，有著傳統(tǒng)燃油車無法比擬的優(yōu)勢。該車延續(xù)了寬體大噸位燃油型礦卡的獨(dú)特優(yōu)勢的高強(qiáng)度貨箱、復(fù)合型大梁、一體化車身，車輛零部件、動(dòng)力系統(tǒng)、整車三級驗(yàn)證體系，有效提高車輛的可靠性、耐久性。

宇通重工YTK90E純電動(dòng)礦用自卸車主要參數(shù)：

整備質(zhì)量30000Kg（根據(jù)車廂不同，存在差異）;最大額定載荷60000Kg;設(shè)計(jì)總質(zhì)量90000Kg;整機(jī)尺寸（長×寬×高）9175×3400×3930mm（根據(jù)車廂不同，高度和長度存在差異）;前后輪距2710/2500 mm;軸距3800/1550mm;CATL電池;電機(jī)-宇通雙電機(jī)技術(shù);電控-宇通?？丶夹g(shù)。

以下為宇通YTK90E純電動(dòng)礦用自卸車試運(yùn)行情況分析：

1 能源消耗方面

宇通YTK90E試用車1臺(tái)，自2020年6月11日至6月27日共運(yùn)行17天，平均每天13.24車，耗電8126.48kwh、運(yùn)轉(zhuǎn)101小時(shí)、運(yùn)行里程908km、總車數(shù)225車、完成周轉(zhuǎn)量27167.36tkm、完成任務(wù)量5100m3。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，小時(shí)產(chǎn)量277.22tkm，運(yùn)轉(zhuǎn)率24.76%，能源消耗29.91kwh/100tkm，1.59kwh/m3（運(yùn)距2.02km，折算為1km時(shí)，能源消耗為0.79kwh/m3）。

2020年1-6月，小松HD325-6運(yùn)轉(zhuǎn)率26.38%，能源消耗13.64kg/100tkm， 0.55kg/m3（運(yùn)距1.54km，折算為1km時(shí)，能源消耗為0.36kg/m3）;卡特773E運(yùn)轉(zhuǎn)率32.19%，能源消耗13.24kg/100tkm， 0.56kg/m3（運(yùn)距1.59km，折算為1km時(shí)，能源消耗為0.35kg/m3）。

三類車輛運(yùn)行參數(shù)對比（表1）：

由于宇通數(shù)據(jù)取自雨季運(yùn)行，受下雨影響，其運(yùn)轉(zhuǎn)率相對較低，時(shí)速相對自有設(shè)備較低（受車輛自身性能、道路濕滑、裝車時(shí)間等），導(dǎo)致小時(shí)產(chǎn)量低，從而影響固定成本;電力能源消耗方面，宇通車較低。

2 提出租賃或采購方案及經(jīng)濟(jì)性分析

經(jīng)宇通純電動(dòng)礦用自卸車在昆陽磷礦試用情況，特提出以下兩種方式以供選擇，逐步將昆陽磷礦分公司在用的小松、卡特兩種品牌大車替換為國產(chǎn)車型，以提高剝離量、降低運(yùn)輸車輛運(yùn)行成本。

方式一：購買10臺(tái)宇通YTK90E純電動(dòng)礦用自卸車，載重量約60噸以上（34m3），每臺(tái)車購車價(jià)約為218萬元，5臺(tái)充電樁15萬元/臺(tái);但需要一次性付清全部款項(xiàng)，新車維護(hù)保養(yǎng)及材料費(fèi)用約5萬元/年·車（不含輪胎消耗），因無修理人員，維修服務(wù)費(fèi)需外委。該方式一次性投入大，資金壓力大，且將使資產(chǎn)增加，且運(yùn)行費(fèi)用會(huì)隨著使用時(shí)間逐漸增加，成本管理難度大。

經(jīng)核算，三類車輛的成本及換算為運(yùn)距為1km時(shí)的成本如下（表2）：

通過上表可以得出，購買使用宇通車綜合成本最低。

方式二：租賃10臺(tái)宇通YTK90E純電動(dòng)礦用自卸車，載重量約60噸以上（34m3），租賃費(fèi)用約為102萬元/年·車，該費(fèi)用包含三年內(nèi)該車的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)、全部材料費(fèi)（不含輪胎）和維修人員服務(wù)費(fèi)，除電力消耗、操作人員由分公司承擔(dān)。該方式雖租賃費(fèi)高，但其是通過分期支付，資金壓力小，且不會(huì)造成資產(chǎn)增加，因包含材料、保養(yǎng)、維修服務(wù)等，后期不會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)見的費(fèi)用，且每年的運(yùn)行成本均衡，有利于成本控制。

經(jīng)核算，三類設(shè)備的成本及換算為運(yùn)距為1km時(shí)的成本如下（表3）：

通過上表可以得出，租賃使用宇通綜合成本最低。

3 節(jié)能方面

采用成熟的磷酸鐵鋰電池，具有高安全、循環(huán)壽命長和高功率密度的顯著特點(diǎn)，非常適合礦區(qū)復(fù)雜工況對電池放電功率的需求，且通過優(yōu)化整機(jī)控制策略，實(shí)現(xiàn)綜合電耗有效控制，重載下坡相對燃油車節(jié)能超過95%，主要是下坡車輛滿載，勢能轉(zhuǎn)化為電能，反沖電量約20%;重載上坡相對燃油車節(jié)能超過65%;綜合運(yùn)輸效率較傳統(tǒng)車提升25%以上。且獨(dú)具新能源產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保、清潔低耗能低噪音的特性。

4 動(dòng)力性方面

裝備安全高效的磷酸鐵鋰電池，儲(chǔ)存電量達(dá)503kwh，整車?yán)m(xù)航能力優(yōu)異;大扭矩2檔AMT變速箱，爬坡能力強(qiáng)，昆陽磷礦五采區(qū)2.2km重載上坡（12-18%，平均14%）工況下可，續(xù)航3.5小時(shí)左右，運(yùn)輸量7車，充電僅需1小時(shí)左右，下一步使用快充模式只需半小時(shí)可全部充滿。此外，該車著眼于下一代礦用車運(yùn)輸需求，在典型的8°坡道上，車速從6km/h提升至10km/h，綜合運(yùn)輸效率提升25%以上，可自如應(yīng)對礦山復(fù)雜的地理?xiàng)l件。

5 安全性方面

具備保溫、散熱等功能的內(nèi)外箱結(jié)構(gòu)及綜合熱管理系統(tǒng)，可有效將電池艙體溫度控制在15℃-35℃之間，達(dá)到26℃左右的適宜工作狀態(tài)，有效延長電池壽命，保證了耐久度，從根源上解決動(dòng)力電池的低溫與高溫安全問題;采用電剎和氣剎雙剎車系統(tǒng)，相當(dāng)于雙保險(xiǎn)，倒車時(shí)可以實(shí)現(xiàn)安全停止，避免因不熟悉工況產(chǎn)生翻車;采用CATL磷酸鐵鋰寧德時(shí)代電池，通過涉水、穿刺等各種專業(yè)實(shí)驗(yàn)，保證安全運(yùn)行;防翻滾骨架結(jié)構(gòu)駕駛室保障駕乘人員安全。

6 可靠性方面

上裝底盤和三電系統(tǒng)，借助宇通11年傳統(tǒng)礦車研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和12萬臺(tái)新能源客車技術(shù)實(shí)力研發(fā)而成，宇通新能源?？丶夹g(shù)榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，可靠性更有保證;焊接剛性車架保證車架更持久耐用;油氣懸架和全液壓轉(zhuǎn)向，降低司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度，使用周期更長。

本次試用純電動(dòng)礦用自卸車，雖時(shí)間較短，但獲得了第一手的寶貴資料。該車型具有國內(nèi)領(lǐng)先的、成熟的整車集成技術(shù)，能在高海拔條件下運(yùn)行良好、動(dòng)力充足，而且安全性能較好、舒適性強(qiáng)，有著傳統(tǒng)燃油車無法比擬的優(yōu)勢;且在環(huán)保、節(jié)能、降本等方面有很大優(yōu)勢，極大的減少了尾氣排放，在生態(tài)保護(hù)方面有示范性效益和效應(yīng)，其帶來的影響將是不可估量的。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃松海，湯劍，黃鵬程.大型礦用電動(dòng)輪自卸車牽引電機(jī)國產(chǎn)化設(shè)計(jì)[J].電機(jī)技術(shù)，2019（03）：11-15.

[2]顏力，張鵬飛，湯兆平.礦用電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器雙聯(lián)齒輪相位差的研究[J].煤礦機(jī)械，2018，39（08）：43-45.