2021年9月15-17日，“第三届世界新能源汽车大会”（WNEVC 2021）在海南国际会展中心盛大召开，由中国科学技术协会、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局共同主办。本次大会以“全面推进市场化、加速跨产业融合，携手实现碳中和”为主题，邀请全球各国政产学研各界代表展开研讨。

在9月17日下午举办的“公共及特定领域电动化解决方案”主题峰会上,苏州绿控传动科技股份有限公司董事长兼总经理李磊发表精彩演讲。

李磊董事长介绍了矿卡电动化的现状和发展趋势，提出矿卡电动化已经处于爆发的前期，相对于传统重卡，混动动力和纯电动技术方案已经在矿卡中有比较好的应用和收益，并且指出矿卡的封闭式应用场景更适合无人驾驶技术的应用和推广。

以下内容为现场演讲实录：

大家好，我是苏州绿控传动科技股份有限公司董事长兼总经理李磊，下面给大家分享一下绿传在矿卡电动应用方面的一些实践。

首先介绍一下矿卡分类。刚性矿卡，这种矿卡价格非常的昂贵，主要采用一些机器设备，150吨以上的，由于没有这么大的变速箱以及这么大的桥，开发成本比较高，都采用电动轮。铰接式自卸，宽体自卸，早期用6×4的自卸车在矿上运营，大幅度降低成本，开发出来宽一点的桥，做成宽体自卸，目前重量都在100吨以下。   

    矿卡存在几个痛点，燃料成本高，招人越来越困难，驱动系统受限。我们也做过矿卡一些燃料成本的调研，燃料成本大概占一辆矿卡收入的30%到40%；第二大成本就是人员，大概占到20%左右；第三大就是车辆的折旧；第四大就是轮胎的损耗。前两大就是燃油的费用以及人员工资，应该占到50%到60%的成本。而且矿山环境艰苦且作业存在一定危险性，现在人越来越难招。由于驱动系统受限，一般现在大的有500马力，宽体的矿卡为什么便宜，因为量比较大，一年上百万台，所以成本比较低。如果发动机再大一些，成本就直线上升，比如说500马力的发动机可能10万不到可以买下来，如果700马力的发动机可能是30万40万，一个500马力的发动机配的变速箱可能是2、3万块，但是一个700马力发动机配的变速箱可能要二三十万。因为有马力的短板，现在矿卡都想往大功率发展，如果做到120吨或者150吨整车价格翻1倍甚至更多，现在宽体自卸往大做是一个瓶颈。

    现在电动化在矿卡上也是大势所趋，政策方面也出台一些实施意见，自然资源部也发布了《关于加快建设绿色矿山的实施意见》和《国家绿色矿山建设规范》。在矿山上面，也是智能环保并行发展。非道路阶段的国4即将实施，现在的矿卡基本上都是国3排放的发动机，很快要实施非道路的国4，跟道路的国6差不多，整个矿卡的成本也会大幅度增加。

三电的成本在客车、乘用车以及卡车发展的基础上大幅度下降，从原来三四千一度电到现在可能不足1千块一度电，这个也给矿卡电动化解决了电池成本的问题。国内也有很多矿卡的厂家开始进入这个行业，包括电池、动力系统方面也有很多企业开始进入，同时也有很多矿卡实现自动驾驶，这种封闭道路的使用场景下，电动化矿卡更适合自动驾驶。   

这是这些年一些典型的电动化矿卡的应用情况。

我们对比一下不同矿卡动力系统的纯电动构型，有电机加变速箱，有电机加变速箱再加电机，还有双电机加异轴动力不中断变速箱等等。

电机+变速箱构型这个是现在用的比较多的，它最大的缺点就是换挡存在动力中断，爬坡的时候需要人工介入，这样大幅降低运营的效率。

这是相当于两个电机，中间有一个变速箱，一定程度上规避了它的缺点，在换挡的时候，后面那个电机可以进行一定扭矩补偿，但是补偿的扭矩相对来讲会小一些，所以在坡上换挡，它的作用相对有限，而且综合成本比较高。

这是国内的双电机异轴的动力系统，有两个电机匹配输入到变速箱里面，优点可以实现换挡的动力不中断，通过一极减速实现大扭矩，但是有缺陷，由于电机并列布置，转速不大，而且没有直接档，传送效率比较低。

这是双电机+同轴动力不中断变速箱构型，只要想要大扭矩，把电机稍微做长一些扭矩可以做高。动力不中断和动力中断相比，就像爬梯子，我们可以想象一下一只手爬梯子，必须要跳起来，如果手没有抓住上一级可能就掉下来了，但是双电机好比两只手爬梯子，这样可以实现比较高效安全的爬坡，当然这个结构比较复杂，控制起来比较复杂，取消了两个离合器，换成了电机，电机不像发动机一样有怠速的限制，所以它不需要离合器。

这是电驱动桥，矿卡的承载比较大，一般都是35吨的承载，现在还有55吨承载的桥，如果桥和电机做成一体，载重的要求比较高，我们做的是双电机，前面一个电机，后面一个电机，有点类似于特斯拉，也是一前一后，但是它用的是单减。矿卡的扭矩比较大，每个电机对应的变速箱都是两档变速箱。缺点就是路面条件比较差的时候电机振动比较大。比如说两个电机其中一个打滑了，另外那个电机的驱动力没有办法传到这个桥上面，所以在容易打滑的路面上，这种双轴驱动就不太合适。也有电动轮的结构，国外主要是西门子、GE。

我们认为未来动力不中断的，一旦用起来之后逐渐会替代动力中断的，因为它保留了动力中断的优点，规避了缺点。这个是我们开发的单电机方案，可以达到2400Nm的输出；双电机方案，前面两个电机，看起来是一个壳子，其实是两个，并且是独立驱动，是双输入结构，最大功率可以做到700kW，这也是提高马力比较好的方式，比如说发动机，不可能装两个马力的发动机，电动车100kW不够可以装两个电机，不行的话三个电机四个电机。

    这是在运营效率层面对比分析，双电机的方案运营效率更高。从应用场景上看，不管是满载上坡还是下坡使用效率都会比较高，单电机没有办法控制电机高效不高效，双电机可以根据当前电机的效率随时进行换挡，它的运营效率也会更高一些，这是耗能方面，通过电机的扭矩分配，使得综合效率更高。

    这是我们双电机在沈阳某个矿上的运营情况，这个矿是空载上坡，满载下坡，每天大概跑40趟，一年下来可以节约29万多的能耗，2年左右就可以收回成本。

我们看一下混动矿卡。纯电矿卡适合空载上坡满载下坡，对于满载上坡，哪怕装了五六百度电很快就耗完了，满载上坡怎么办？有很多的路况纯电是满足不了这个需求的，结合混合动力系统解决这种应用场景。

第一个是并联的混动方案，第二是双电机的串并联，原理和DMI是比较接近的，只是在DMI的基础上加了变速箱，在输出功率方面，总的输出功率比传统的发动机大一些，提高了动力性，但是串并联的系统，因为有双电机驱动，所以能力更强。混动应用更多是满载上坡，如果是换挡动力中断，爬坡不容易换档，并联在爬坡的时候也会出现中断，导致没有办法换挡，使得发动机油耗比较高，而且运营效率比较低。但是混动的运营效率方面肯定是大于传统车的，并联的方案和双电机的方案相比还是有一定的劣势，节油效果也是双电机的效果更好一些。

这是并联系统方案的运营实例，在鄂尔多斯运营，也是一个满载上坡的工况，传统车单趟时间17分钟，混动单趟时间14分钟，运营效率提高17.6%，这是传统车的油耗，混动油耗降低20%。这是我们双电机串并联方案的应用实例，在龙阳的紫金矿业，大部分坡度在10%左右，有的在25%以上。根据矿上的统计，在20天大概有10万的运费收入。传统内燃机由于动力有限，混动系统综合马力大，提升30%以上，可以拉到27方，单次运输能力方面提升20%，混动矿卡的爬坡车速11到12km/h，这也是受限于矿上不允许超车，如果可以超车，车速可以到15到20km/h，运营提升50%以上，传统车的运费收入一天大概3500元，混动矿卡的收入一天5000元。省油对于用户来讲只是很少的一部分收入，我们的想法让用户多赚钱，一天的收入多了40%，这可能比他省500块的油更有价值。这是综合运营下来，传统矿卡的油费占运费的40%，混动矿卡油费占运费比例不到30%，这是满载上坡情况下的节油情况。这样算下来每年可以多挣50万块，一部分是收入多了，第二是油少了，50万相当于半年多可以收回新增的成本，每一辆车，假如说用5到6年的寿命来算，不说可以节约多少钱，但是可以多挣200万。

    最后做一个小结，在碳达峰碳中和这个政策的指引下，矿卡的电动化已经处于爆发的前期。整个绿色矿山会受到国4的影响，相对于传统重卡，混动和纯电动现在已经开始有比较好的收益，并且矿卡的使用场景更适合无人驾驶。我们绿控将来会针对矿卡的需求，在混和动力和纯电动动力系统方面做出更高性价比的产品。

    感谢大家。

（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）