日立建机讲述电池电动矿用卡车的优势
「矿区电气化是实现净零碳排放的重要步骤。」
如今，为努力减少碳足迹，在保障效能的情况下实现环境、社会和治理（ESG）目标，每个矿区都在寻找可持续的解决方案。随着疫情的好转，低排放运输解决方案的推动在不断增强，矿产资源的需求量也在持续上涨，因此找到解决方案至关重要。
很多矿区已经开始认真对待脱碳问题了，还有一些正在摸索矿区电气化，他们认为这是一个可以减少温室气体排放的解决方案。这一商业化转型使得燃油价格飙升，这对矿区的运营成本产生了重大影响。为了满足日益增长的电气化需求，各公司正在互相建立合作关系，以帮助加快转型。
有着成熟的有轨电车技术，以及拥有电动采矿挖掘机和电铲的日立建机（HCM）一直走在矿区电气化进程的前列。2021年3月22日，HCM与日立ABB电网(ABB)签署了一份谅解备忘录，以帮助加速所有矿区的电气化转型。随后，在2021年6月23日双方签署了一项合作协议，以开发无发动机、全电池的刚性框架运输卡车。在使用了ABB的创新性电池技术后，日立矿卡可以从柴油车转变为由电池驱动的全电动车。
这两家公司将互补各自技术来减少排放。ABB是一家全球领先的技术公司，专注于电气化、机器人和自动化领域。它将通过定制一款现有产品来开发车载储能系统。HCM则会将其现有的有轨电车技术为基础，引导动态充电电池车矿卡的整体设计和开发。
矿卡将使用一套新的车载电气化系统。电动卡车可从高架接触网获得需要的电能的同时，为其车载蓄能系统充电。这个动态充电系统采用的就是有轨电车系统的形式，允许电能从架线快速转移到矿卡上。
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有轨电车系统减少燃料使用
有轨电车辅助技术并不新奇，实际上相关技术已经出现几十年了。尽管有几个固有的优势，但该技术尚未被广泛采用。随着燃料价格的持续攀升，有轨电车辅助技术在未来趋势向好。柴电一体式矿用卡车的日益普及简化了有轨电车辅助系统的实施。这些矿卡上已经有了车载电力系统，因此使得新系统更容易应用和运行。
使用有轨电车辅助系统不仅是削减柴油卡车油耗的一种成熟、有效的方法，还可以为车辆在运输路线中持续提供动力，以满足其高能耗的需求。操作员只需简单地拨动开关，就能轻松地从燃油转换为电动。一旦开关开启，燃油功能会被取消，高架接触网会与电车连接，通过转流器和有轨电车转换盒传输到车辆上。
HCM会生产并支持其矿卡上需要的系统部件。该系统使用的低成本电力，以提高经济性和降低运行成本。由于日立矿卡发动机运转速度在电缆模式下，会低于任何其他柴电一体机矿卡或传统的柴油卡车，这也是车辆会减少燃油量的原因。同时，生产效率也是一个重要因素。在许多情况下，当矿卡在使用电缆模式时，可以以更大的速度爬上坡道。
02
取消柴油发动机的使用
通过将有轨电车系统与电池技术相结合，柴油发动机可以从矿卡上完全移除。矿方在享受有轨电车辅助系统带来的各种优势时，矿卡也不再燃烧柴油，这将是实现零排放的一个重要步骤。
为了成功应用电池技术，并克服像柴油一样有着能源储存限制的问题，工程师必须特别关注能源效率，比如，在制动过程中能量可以被获取到或重新利用，以及在车辆未行驶时可以限制能量的使用。
通过在连接电缆时，车辆从架线中获得能量的同时，可以给电池充电。这样可以减少负载和放电深度，从而最大程度地延长电池寿命。由此，矿方可以限制电池的尺寸大小，使运输车的有效载荷最大化。由于车辆不必停车来充电，矿方可以保证作业的连续性，保持较高的运行效率。
目前，电池电动矿卡的原型正在开发中，这意味着采矿业向可持续发展的未来迈出新的一步。HCM和ABB的联合解决方案有望为采矿机械的温室气体净零排放做出贡献。