新能源矿卡及充电设施技术简述

在“双碳”目标驱动下，新能源矿卡（纯电动与混合动力矿用运输车）正成为矿山运输绿色化的核心力量。自然资源部持续推动矿区运输车辆电动化，并计划于2025年7月新疆矿博会上设立“电动矿卡与充电设施”专题展览，表明国家层面对矿区电动化的高度重视。

本文结合国内外典型新能源矿卡及补能设施产品与技术路线，围绕动力系统架构、电控与电池集成、充换电设施方案、应用场景及未来趋势进行梳理，为行业发展提供可参考的技术图谱。

中国典型新能源矿卡与技术路线

近年来，中国主机厂与电池企业协同发力。2025年3月6日，国家电投集团在内蒙古部署的10辆NTE130E型120 t级纯电动矿卡，配置磷酸铁锂电池与800V高压驱动系统，充电1 h可连续作业5 h，日运输量超2.1万m³，单位能耗成本较同级柴油车下降65%。湘电集团携手宁德时代推出的XEG220E 220 t级电动矿卡，采用CTP无模组电池技术，支持-30℃～60℃宽温区运行，年减碳超1500 t，每年节省运营成本约500万元。

三一重工、徐工、中联重科等在90～100 t级电动矿卡上，普遍采用双电机直驱＋AMT变速器组合，电池能量密度达180 Wh/kg，30 min快充可完成80%，具备高集成热管理与智能电控策略。政府针对关键零部件（如：磷酸铁锂电池、三元锂电池、电机控制器等）提供生产补贴，并完善矿区用电接入政策，进一步降低了采购与运营门槛。

欧美典型新能源矿卡产品与创新技术

欧洲方面，利勃海尔T234E车型载重100 t，装配四电机直驱系统，电池容量1 200 kWh，支持CCS2快充与再生制动回馈30%能量，还可选装无线感应补能模块，适应苛刻安全与排放法规。Epiroc与芬兰代理商也在同级别展开电动化部署，强调系统经认证的可靠性与经济性。

美洲方面，卡特彼勒794AC电驱卡车实现327 t超大载重，AC电传动＋行星齿轮内置减速设计，使制动功率提升34%、整车效率增长20%。BHP集团与卡特彼勒联合测试动态能量传输系统(DET)，可在行驶中持续供电，显著提高循环效率。此外，ABB eMine FastCharge平台提供600 kW级自动化直流充电，15 min内完成充电，具备矿区防尘防水与智能调度功能。

动力系统架构与关键技术

新能源矿卡动力系统可分为纯电动与混合动力2条主线。

纯电动矿卡多采用800 V及以上高压平台，双电机并联直驱，结合硅碳半导体逆变器与行星齿轮箱，实现高达8 kW/kg的电机功率密度与高效再生制动。电池方面，铝壳LFP与高能NMC/LMO电芯单体容量50~100 Ah，电压系统集成至800~1200 V，配备双回路绝缘监测与液冷热管理，确保寿命与安全。

混合动力矿卡则依据P1、P2、P4等架构，在发动机曲轴、变速器或车桥处布置电机，并辅以离合器/电控策略，可实现约20%的燃油节省，并通过微电网控制器对发电机组、光伏与储能进行统一调度，提升能源系统灵活性与可靠性。

矿区充电与换电设施方案

矿区充电设施需满足大功率、快节奏与高可靠性。主流方案包括600 kW级自动化直流充电桩（如ABB eMine FastCharge），15 min内完成一次循环补能；以及1~6 MW级集中式充电站，配套MV/LV变压器与储能系统，缓冲电网冲击，并通过高压液冷充电枪（CCS 2/HPC）实现兼容性。换电方面，宁德时代“75号标准电池”模块化方案可在5 min内完成电池更换，车队效率显著提升。此外，无线地面感应充电正被部分矿企试点，用于短时停车补能；集装箱化光储一体化充电站也在偏远矿区逐步推广，保障离网运行与应急备份。

应用场景与技术需求

新能源矿卡主要服务于露天煤矿、有色金属矿等高强度循环运输场景。高原、高寒、热带多尘等极端环境，对电池宽温区性能（-40℃~50℃）、电控与电机防护等级（IP67以上）、整车EMC/EMI和自动驾驶能力提出严苛要求。续航需求一般≥200 km/日循环，全天候无人化或半无人化调度成为发展趋势。在总拥有成本（TCO）考量下，能源成本、维修便利性及退役残值回收是运营方重点关注的指标。

未来发展趋势

高能量与高安全电池。固态电池、硅碳负极与锂金属技术将进一步提升能量密度与循环寿命；超快充与无线充电。向10 MW级及以上快充技术演进，并加速无线感应补能成熟；智能网联与自动化。依托5G/北斗及AI算法，实现矿区无人驾驶集群与远程运维；能源多元混合。氢燃料电池＋电池混动或插电式增程系统，将在长循环、大负载场景中发挥协同优势；标准化与平台化。推动电池、电机、电子架构和充电接口的行业标准统一，促进跨品牌、跨矿区互联互通。

结论

新能源矿卡及充电设施正开启矿山运输绿色化新篇章。中国在自主研发与示范应用层面已取得实质进展，欧美在技术创新与产业生态构建方面经验丰富。面向未来，应加快行业标准建设、加强产学研协同与政策支持，推动“充电即作业”“无人驾驶+智慧调度”落地，以实现矿业运输的可持续发展和高质量转型。