需求领域：制造业;先进制造
背景＆内容：随着产业技术升级的需求,现有传统燃油动力的防爆无轨胶轮运输车辆已不能满足矿产行业发展的要求.相比于传统燃油防爆车型,电动化防爆车辆在整车高可靠性、高安全性、零排放以及智能化等性能上具有显著优势、市场需求明显呈现.在过去5年当中,国内已有近8家矿用车辆生产企业开展了电动化防爆车辆的研发、试制和试运行工作.但受制于研发实力、行业现有关键零部件技术状态等条件的约束,现有产品的性能与客户实际需求存在较大差距,与电控相关的核心技术更是亟待突破.国外同类型的整车产品,以欧洲为代表,技术相对较为成熟,产品可靠性较高,但由于其成本太高(3倍于国内同类型产品)、且产品型号单一,目前尚未批量化进入国内市场.湖北塞弗精工科技有限公司,是国内行业排名前五、湖北省最大的矿用无轨胶轮运输车整车生产企业.凭借在矿用车辆行业10余年的积累,充分了解行业的真实需求.在此前提下,公司基于现有研发和生产体系,已于2019年启动了金属与非金属矿用电动化(非防爆类)车辆的研发和试制工作,并于2020年启动了防爆矿用电动车辆的研发和试制工作.下一步,公司拟于2021年启动车辆智能化相关技术的研发.目前,已有客户明确提出智能化、无人化车辆的购买需求.
需解决的主要技术难题：1、具有防爆功能的锂离子动力电池组(1)具有安标认证的高性能电芯.由于矿用车辆的电动化起步较晚,国内大部分主流电芯企业均没有符合标准的电芯产品.基于该认识,我公司已提前布局,联合行业内一家优质企业合作研发相关电芯产品,该产品预计于2020年年底取得电芯安标认证.(2)动力电池防爆成组技术研究.由于矿用隔爆电池包须分腔隔爆成组,导致电器系统的可靠性设计技术难度大幅增加,相关电子元器件、机械结构以及散热系统均需要重新设计和研发.(3)电池组轻量化技术.相比于非防爆型产品,同等电量的矿用隔爆型锂离子动力电池组的重量增加了一倍.在满足隔爆要求的前提下,开展新材料、新工艺、新结构应用的技术开发,是解决隔爆型锂离子动力电池组轻量化的关键工作.2、防爆式整车制动系统及电动液压站.电动液压站将有效解决电动化车辆液压系统构架及液压集中、精确分配问题.现阶段,矿用车辆制动系统多数采用全液压湿式制动(行车、驻车),暂无成熟的电动化防爆型液压站产品.3、电动化四轮驱动与扭矩协调控制、差速控制技术.矿用车辆工况特殊,经常面临井下特殊工况(最大坡度14°、最大坡长5km),车辆驱动及电制动过程正负向力矩须精确、有效分配,电动化四驱技术是该类车辆产品必然选择.其中,差速控制技术、扭矩协调控制技术是研发的重点和难点.4、防爆驱动控制器.目前,基于隔爆要求形成的驱动控制器冷却回路无法满足法规认证防爆要求,需要进行相关技术研发.5、工况自适应能量管理技术.矿井内,下长坡、上长坡的极限工况普遍存在.如何基于动力电池组的性能和实时工作状态、在满足驾驶员的驾驶意图、自动识别并适应工况的特点,实现对整车的能效优化管理,是提高整车经济性的关键手段.6、故障智能诊断技术.利用大数据挖掘和机器学习的相关算法,通过对历史运行故障数据的建模与分析,构建故障预警模型.车辆运行时,通过识别特征参数,可以对车辆即将发生的故障进行预警,从而提高车辆的安全性.