GJT14DS集裝貨物裝載機（電電雙動式）

馮磊 于軍波 張棟

威海廣泰空港設(shè)備股份有限公司，中國·山東 威海 264200

1 引言

隨著中國加入世界貿(mào)易組織和中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，中國航空貨運呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。美、日、韓等大型跨國物流企業(yè)也一致看好中國，紛紛進軍中國市場。中國已成為世界航空巨頭競相角逐的大市場。機場集裝箱、集裝板升降平臺車是機場用來裝卸集裝貨箱或者集裝板的一種專用 車型[1]。傳統(tǒng)的集裝貨物裝載機多為內(nèi)燃式，采用柴油機帶動液壓泵驅(qū)動液壓系統(tǒng)工作。隨著藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的深入推行，內(nèi)燃式集裝貨物裝載機逐步面臨淘汰或限用，逐漸被以動力電池組為動力源的集裝貨物裝載機（電動式）取代。電動集裝貨物裝載機具有零排放、零污染、低噪聲等優(yōu)點，然而，由于現(xiàn)階段動力電池組本身在能量密度、使用安全性上的不足，導(dǎo)致設(shè)備續(xù)航能力或持續(xù)工作時間有限[2]，且后續(xù)更換造成較大的維護成本。

隨著越來越多的機場鋪設(shè)電纜，機坪地井具備了市電供電能力，為插電增程式設(shè)備的使用提供了條件。結(jié)合集裝貨物裝載機作業(yè)過程中不需移動的特點，威海廣泰空港設(shè)備股份有限公司已為香港機場、青島機場研發(fā)出了“行駛時采用柴油動力”“作業(yè)時采用市電”的GJT7S型、GJT14S型“油—電雙動力”集裝貨物裝載機。但由于動力系統(tǒng)采用了柴油機，仍未真正實現(xiàn)“零排放”的目標(biāo)。

本產(chǎn)品希望通過“作業(yè)時采用市電”“作業(yè)時進行充電”節(jié)省動力電池電量的消耗，同時作業(yè)時同步進行充電，提高集裝貨物裝載機的續(xù)航里程、同時真正實現(xiàn)“零排放”。

2 產(chǎn)品功能及組成

GJT14DS集裝貨物裝載機（電電雙動式）是一種行駛時以磷酸鐵鋰動力電池組為動力源、作業(yè)時采用市電（可選擇動力電池系統(tǒng)）為動力源的電電雙動力集裝貨物裝載機，是一種全液壓轉(zhuǎn)向、液壓驅(qū)動前橋行駛，全液壓制動，行駛無級變速的自驅(qū)動設(shè)備。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成與傳統(tǒng)的集裝貨物裝載機基本相同，主要的區(qū)別為在底盤右側(cè)增加了電纜卷盤和市電箱（見圖1）。產(chǎn)品操作面板和操作按鈕與廣泰公司系列產(chǎn)品保持一致，不改變用戶現(xiàn)有操作習(xí)慣。

圖1 產(chǎn)品外觀圖

產(chǎn)品最大裝卸質(zhì)量15000kg，適用于鋪設(shè)供電電纜，具備供電電井的機場，可用于全貨機及寬體客機集裝箱、集裝板的裝卸作業(yè)，產(chǎn)品適用機型如表1所示。

表1 產(chǎn)品適用機型匯總表

3 產(chǎn)品原理介紹

GJT14DS集裝貨物裝載機（電電雙動式）具有儲能電池動力系統(tǒng)和市電動力系統(tǒng)兩種動力系統(tǒng)，實現(xiàn)裝載機的行駛和裝卸作業(yè)。儲能電池動力系統(tǒng)通過國標(biāo)直流充電樁充電，可用于裝載機行駛時的動力供給；市電動力系統(tǒng)通過外接機場地井輸入AC380V市電，可用于裝載機作業(yè)時的動力供給，并可提供電能給車載充電機，實現(xiàn)作業(yè)過程中同步為儲能電池動力系統(tǒng)充電。系統(tǒng)采用PLC控制，CAN總線通信，通過“作業(yè)時采用市電”“作業(yè)時進行充電”節(jié)省動力電池電量的消耗，提高集裝貨物裝載機的續(xù)航里程。

4 產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)

產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)為兩種動力的切換使用和邏輯互鎖、電機控制器對交直流兩種輸入電源的轉(zhuǎn)換、國標(biāo)直流充電和車載充電機交流充電的邏輯互鎖。采取的電氣控制方法如下：

①通過檢測到電纜卷盤拉出信號后切斷儲能電池動力系統(tǒng)動力輸出，裝載機不能行駛。反之，斷開機場地井市電連接且電纜卷盤完全收回后，電池動力系統(tǒng)工作，裝載機方可行駛。

②電機控制器適用于交流電源和直流電源，電機控制器帶有自動上、下電功能。電機控制器通過CAN總線與整車PLC控制器連接，實現(xiàn)驅(qū)動電動機的啟?？刂婆c轉(zhuǎn)速設(shè)定，并實時監(jiān)控驅(qū)動電動機工作狀態(tài)及故障。

③當(dāng)市電動力系統(tǒng)工作時，動力電池組不能外接國標(biāo)直流充電樁充電，也不能進行放電，可對動力電池組進行充電。當(dāng)儲能電池動力系統(tǒng)工作時，車載充電機不工作，動力電池組可以通過外接國標(biāo)直流充電樁充電，也可以進行放電。

5 產(chǎn)品優(yōu)勢

該產(chǎn)品的開發(fā)屬于國內(nèi)外行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

①低運營成本，綠色環(huán)保。較傳統(tǒng)燃油車相比，大幅降低運營成本，節(jié)能減排。

②一流電池。采用全球領(lǐng)先的寧德時代BC3高能量電池，能量密度高，使用壽命長、防護等級高，更加安全可靠。

③長續(xù)航里程。常規(guī)純電動集裝貨物裝載機的電量消耗隨續(xù)航里程增加呈直線下降趨勢，而該電電雙動力集裝貨物裝載機的電量消耗隨續(xù)航里程增加呈波動趨勢。理想情況下，可以通過匹配合適的車載充電機實現(xiàn)無限次工作循環(huán)。

電量消耗曲線圖見圖2。

圖2 電量消耗曲線圖

④充電方便高效，保留原有的國標(biāo)充電插頭，可外接充電樁，同時增加車載充電機，作業(yè)時可同步為動力電池充電，節(jié)省了用戶充電時間。

⑤使用更安全。作業(yè)過程中采用市電，減少了鋰電池的放電時間，使用更安全；電池管理系統(tǒng)與自動滅火系統(tǒng)確保動力電池的使用安全；輔助對接防碰撞系統(tǒng)以及完善的電氣邏輯保護提高了裝載機作業(yè)安全性。

⑥車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可隨時了解車輛狀態(tài)，遠(yuǎn)程調(diào)度車輛，提高管理效率。

6 產(chǎn)品性能驗證

該產(chǎn)品經(jīng)檢測，最大裝卸質(zhì)量等所有技術(shù)參數(shù)滿足AC-137-CA-2019-05《集裝貨物裝載機檢測規(guī)范》、GB/T 23423-2009《寬體飛機主艙集裝箱、集裝板裝載機功能要求》的要求。

7 結(jié)論

本產(chǎn)品遵循“電動化”的趨勢，真正實現(xiàn)了“零排放”。產(chǎn)品可以為北京大興機場、成都機場、青島新機場等用戶提供解決方案，同時可作為替代產(chǎn)品，解決“油—電雙動力”集裝貨物裝載機的后續(xù)排放升級問題。

這種車被稱為“雙動力”平臺車，電動工作模式時用插頭插座將市電電源接入車輛，在這種“插電”情況下用的電是市電，所以運行成本很低，經(jīng)濟效益最好！有“油電雙動力”和“電電雙動力”兩種形式，該車型已在香港機場得到使用，按香港機場提供的測試報告計算，一年能比傳統(tǒng)油車節(jié)省油費約7萬港幣[3]。