采矿中的电动和自动驾驶车辆

在采矿、建筑和农业等重型行业,电动汽车的机会很大,尽管大多数应用都是在高速公路行业。

小松930E,在LTE网络上使用小松的FrontRunner AHS。
小松930E,在LTE网络上使用小松的FrontRunner AHS。
小松美国公司

更新至19年3月24日,来自卡特彼勒公司的额外评论。

如今,材料开采和电动汽车(ev)紧密交织在一起。采矿业必须电气化,电动汽车需要采矿提取的铜、钕、钴、铁和其他金属。

虽然道路车辆是最大的电动汽车市场,但许多技术进步和最高的盈利机会发生在其他行业,如采矿。对采矿市场及其密切相关的建筑和农业电动汽车的兴趣不断增加,这是IDTechEx最新研究报告的主题。”2019-2029年建筑、农业和采矿领域的电动汽车”。

IDTechEx报告预测,2029年建筑、农业和矿业电动汽车市场规模将从目前的小幅增长增至1320亿美元。五家市场领导者的市场份额-小松、卡特彼勒、约翰迪尔、日立工程机械和沃尔沃集团考虑到一些公司正在大力创新,而另一些公司则在“沉睡未来”。该报告为从投资者、研究人员和材料供应商到车辆和微电网制造商和运营商、系统集成商、设施管理人员和立法者的价值链中的所有人提供了全球技术和市场的独特、最新的分析和预测。该报告还考虑了无人驾驶汽车,以及无人驾驶汽车在建筑、农业和采矿业成为强劲趋势的原因。

考虑使用燃料电池。燃料电池混合动力电动汽车已经失去了大部分的机会窗口,因为开发商未能实现承诺的价格和性能目标,而且大部分氢气仍然来自化石燃料。尽管如此,对于大型电动汽车来说,由于快速的加油时间和潜在的更小的动力系统,允许车辆承载更多,更紧凑和更灵活,或具有更长的续航时间,因此仍有希望。

世界上95%以上的矿山都是露天开采,或称为“块状崩落法”的变体,即破坏矿体,使其在自身重量下逐渐坍塌。非常大的卡车把石头运上去,然后再运回来。

IDTechEx分析师首席执行官Raghu Das建议:“所需功率超过500千瓦,但电池纯电动版本将比柴油甚至燃料电池混合动力汽车有重大优势,因为它在下降过程中回收了大量的再生制动电能——30分钟约40千瓦,每个工作日可以‘免费’800千瓦时,而不是燃烧制动盘,这是一个巨大的胜利。”

为了证明这一点,两家瑞士公司最近对小松605-7进行了拆卸,并将柴油发动机换成了同步电动机,该电动机能够持续提供590千瓦(800马力)的功率,扭矩高达9,500牛米(7,006.8英尺-磅)。他们在底盘上安装了一个700千瓦时的锂离子电池,使用了1440个棱柱状锂-镍-锰-钴-氧化物(LiNiMnCo,或NMC)锂离子电池,以获得高能量和功率密度,并使电池组的总重量达到4.5吨。与柴油不同,电动汽车甚至可以在静止状态下提供最大扭矩。

达斯补充说,“第二大陆地纯电动汽车是比亚迪的双层巴士,电池组为547千瓦时(阅读更多21043804和特斯拉(阅读更多20983193很快就会有配备类似或更大电池的纯电动8级卡车。与此同时,采矿卡车原型车正在瑞士Chasseral山坡上Ciments Vigier SA公司经营的采石场中使用。这是一个重大采矿成功故事的开始。”

数百辆自动驾驶的大型柴油自卸车被部署在世界各地的矿山中,其中许多是小松的(了解更多,21044116),卡特彼勒目前在多个大洲的多个地点运营着超过195辆卡车。关于其自动驾驶汽车的努力,卡特彼勒声称“我们已经安全运输了超过12.6亿吨,行驶了超过4300万公里。”

预计自动采矿卡车将在清洁、拥有成本和性能方面取得优势。

2018年底,在位于图森的亚利桑那州试验场,小松矿业透露了其FrontRunner自动运输系统(AHS)技术的现状和未来计划(了解更多,21032573.它在7个地点拥有130多辆全自动采矿卡车。其中6个是完全自主开发的油田,分别是森科尔在阿尔伯塔省的油砂、Codelco在智利的铜矿,以及澳大利亚皮尔巴拉的里约热内卢个Tinto铁矿。他们都有完美的安全记录。小松预测,在适当的时候,只需要三个人就可以经营一个大型露天矿。

卡特彼勒的自动采矿卡车由789d、793f、797f和小松930e组成。卡特彼勒可以利用其Cat自主技术为小松930E矿用卡车调整硬件和软件,这是一项互操作性倡议,旨在推动矿业公司利用现有车队降低采矿成本。

深层采矿有自己的电力革命。矿井深处的空气通常对人是一种危险,采矿必须深入。研究表明,暴露在柴油尾气中的地下矿工患癌症的风险增加,柴油尾气被世界卫生组织列为1类致癌物。健康问题是一个大问题,在设备陈旧的长期运行的地下矿井中尤其严重,但人们一开始就不应该在那里。

因此,全球最大的金矿商加拿大黄金公司(Goldcorp Inc.)正在加拿大安大略省夏普劳(chappleau)地下260米(853英尺)建造世界上第一个新的全电动矿山,将于2020年完工。据估计,由于全电动地下矿山作业,每年将减少200万升柴油燃料,运营成本将减少超过900万加元(690万美元)。随着通风需求的减少,预计将减少约32,000 MWh的电力,并相应减少用于加热通风所需的丙烷。预计每年温室气体排放量将减少7000吨以上,即70%,因此安大略省政府将从其温室气体计划中贡献500万加元。

山特维克DD422IE自动电池/电动巨型铲车和MacLean Engineering 975 Omnia Bolter电池锚栓与巨大的山特维克LH514E电动载重铲车(lhd)一起使用。一台卡特彼勒12M3平地机由MEDATECH公司电池供电。岩石咀嚼机重达6万磅。(27215.5公斤),靠一根巨大的绳索不停地奔跑。它有一个75千瓦时的氯化镍钠电池来缓冲电力需求,并以电动模式将钻头从矿井的一个地方移动到另一个地方。

有关IDTechEx对电动汽车研究的进一步信息,请参阅www.IDTechEx.com/research/ev.IDTechEx通过其研究、咨询和活动服务指导您的战略业务决策,帮助您从新兴技术中获利。欲知详情,请浏览www.IDTechEx.com

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