在“雙碳”目標驅動下，新能源礦卡（純電動與混合動力礦用運輸車）正成為礦山運輸綠色化的核心力量。自然資源部持續(xù)推動礦區(qū)運輸車輛電動化，并計劃于2025年7月新疆礦博會上設立“電動礦卡與充電設施”專題展覽，表明國家層面對礦區(qū)電動化的高度重視。

本文結合國內外典型新能源礦卡及補能設施產品與技術路線，圍繞動力系統(tǒng)架構、電控與電池集成、充換電設施方案、應用場景及未來趨勢進行梳理，為行業(yè)發(fā)展提供可參考的技術圖譜。

中國典型新能源礦卡與技術路線

近年來，中國主機廠與電池企業(yè)協(xié)同發(fā)力。2025年3月6日，國家電投集團在內蒙古部署的10輛NTE130E型120 t級純電動礦卡，配置磷酸鐵鋰電池與800V高壓驅動系統(tǒng)，充電1 h可連續(xù)作業(yè)5 h，日運輸量超2.1萬m3，單位能耗成本較同級柴油車下降65%。湘電集團攜手寧德時代推出的XEG220E 220 t級電動礦卡，采用CTP無模組電池技術，支持-30℃～60℃寬溫區(qū)運行，年減碳超1500 t，每年節(jié)省運營成本約500萬元。

三一重工、徐工、中聯(lián)重科等在90～100 t級電動礦卡上，普遍采用雙電機直驅＋AMT變速器組合，電池能量密度達180 Wh/kg，30 min快充可完成80%，具備高集成熱管理與智能電控策略。政府針對關鍵零部件（如：磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、電機控制器等）提供生產補貼，并完善礦區(qū)用電接入政策，進一步降低了采購與運營門檻。

歐美典型新能源礦卡產品與創(chuàng)新技術

歐洲方面，利勃海爾T234E車型載重100 t，裝配四電機直驅系統(tǒng)，電池容量1 200 kWh，支持CCS2快充與再生制動回饋30%能量，還可選裝無線感應補能模塊，適應苛刻安全與排放法規(guī)。Epiroc與芬蘭代理商也在同級別展開電動化部署，強調系統(tǒng)經認證的可靠性與經濟性。

美洲方面，卡特彼勒794AC電驅卡車實現(xiàn)327 t超大載重，AC電傳動＋行星齒輪內置減速設計，使制動功率提升34%、整車效率增長20%。BHP集團與卡特彼勒聯(lián)合測試動態(tài)能量傳輸系統(tǒng)(DET)，可在行駛中持續(xù)供電，顯著提高循環(huán)效率。此外，ABB eMine FastCharge平臺提供600 kW級自動化直流充電，15 min內完成充電，具備礦區(qū)防塵防水與智能調度功能。

動力系統(tǒng)架構與關鍵技術

新能源礦卡動力系統(tǒng)可分為純電動與混合動力2條主線。

純電動礦卡多采用800 V及以上高壓平臺，雙電機并聯(lián)直驅，結合硅碳半導體逆變器與行星齒輪箱，實現(xiàn)高達8 kW/kg的電機功率密度與高效再生制動。電池方面，鋁殼LFP與高能NMC/LMO電芯單體容量50~100 Ah，電壓系統(tǒng)集成至800~1200 V，配備雙回路絕緣監(jiān)測與液冷熱管理，確保壽命與安全。

混合動力礦卡則依據(jù)P1、P2、P4等架構，在發(fā)動機曲軸、變速器或車橋處布置電機，并輔以離合器/電控策略，可實現(xiàn)約20%的燃油節(jié)省，并通過微電網控制器對發(fā)電機組、光伏與儲能進行統(tǒng)一調度，提升能源系統(tǒng)靈活性與可靠性。

礦區(qū)充電與換電設施方案

礦區(qū)充電設施需滿足大功率、快節(jié)奏與高可靠性。主流方案包括600 kW級自動化直流充電樁（如ABB eMine FastCharge），15 min內完成一次循環(huán)補能；以及1~6 MW級集中式充電站，配套MV/LV變壓器與儲能系統(tǒng)，緩沖電網沖擊，并通過高壓液冷充電槍（CCS 2/HPC）實現(xiàn)兼容性。換電方面，寧德時代“75號標準電池”模塊化方案可在5 min內完成電池更換，車隊效率顯著提升。此外，無線地面感應充電正被部分礦企試點，用于短時停車補能；集裝箱化光儲一體化充電站也在偏遠礦區(qū)逐步推廣，保障離網運行與應急備份。

應用場景與技術需求

新能源礦卡主要服務于露天煤礦、有色金屬礦等高強度循環(huán)運輸場景。高原、高寒、熱帶多塵等極端環(huán)境，對電池寬溫區(qū)性能（-40℃~50℃）、電控與電機防護等級（IP67以上）、整車EMC/EMI和自動駕駛能力提出嚴苛要求。續(xù)航需求一般≥200 km/日循環(huán)，全天候無人化或半無人化調度成為發(fā)展趨勢。在總擁有成本（TCO）考量下，能源成本、維修便利性及退役殘值回收是運營方重點關注的指標。

未來發(fā)展趨勢

高能量與高安全電池。固態(tài)電池、硅碳負極與鋰金屬技術將進一步提升能量密度與循環(huán)壽命；超快充與無線充電。向10 MW級及以上快充技術演進，并加速無線感應補能成熟；智能網聯(lián)與自動化。依托5G/北斗及AI算法，實現(xiàn)礦區(qū)無人駕駛集群與遠程運維；能源多元混合。氫燃料電池＋電池混動或插電式增程系統(tǒng)，將在長循環(huán)、大負載場景中發(fā)揮協(xié)同優(yōu)勢；標準化與平臺化。推動電池、電機、電子架構和充電接口的行業(yè)標準統(tǒng)一，促進跨品牌、跨礦區(qū)互聯(lián)互通。

結論

新能源礦卡及充電設施正開啟礦山運輸綠色化新篇章。中國在自主研發(fā)與示范應用層面已取得實質進展，歐美在技術創(chuàng)新與產業(yè)生態(tài)構建方面經驗豐富。面向未來，應加快行業(yè)標準建設、加強產學研協(xié)同與政策支持，推動“充電即作業(yè)”“無人駕駛+智慧調度”落地，以實現(xiàn)礦業(yè)運輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展和高質量轉型。