露天矿山是一个以采掘为中心，运输为纽带的大型生产系统，电动轮矿车是运输环节的主要生产工具。

　　典型的电动轮矿车采用“柴油发电+电动轮驱动”的电力传动系统架构，柴油发动机是车辆动力系统的唯一来源，存在燃油消耗巨大、碳排放高等缺点。电动轮矿车电力传动技术长期被通用电气、西门子等国外企业所垄断，是矿山装备领域的“卡脖子”技术。随着电动轮矿车服役时间的增加，其高昂的维修成本、滞后的服务日益成为困扰露天矿山企业经营管理的一大难题。

　　近日，北京科技大学杨珏教授团队联合中煤平朔、中科院科研人员在系统分析电动轮矿车电力传动系统研究现状、特点和不足基础上，提出了大型电动轮矿车从节能减排至完全零排放的技术路线。成果以《大型电动轮矿车节能及零排放技术路线研究》为题于9月14日在《煤炭学报》进行了网络首发。北京科技大学李勇老师为第一作者。

　　研究发现，在大型电动轮矿车的工作过程中，伴随着复杂的多源能量产生、存储、转化、消耗机制，其节能减排空间巨大，主要涉及电能转化与高效率利用、机械能回收与再生利用、柴油燃烧发电三个环节。

　　首先，在电能转化与高效率利用环节，结合露天矿山工况特点，采用智能网联技术和双向功率流电力传动技术，可实现电力传动系统双向功率流控制和能量优化管理，从而提高运行效率，降低碳排放。

　　其次，在机械能回收与再生利用环节，根据电动轮矿车在矿山工况中的整车机械能、储能系统电化学能、制动电阻栅热能的时空转换规律，采用功率型锂离子电池技术，以及锂电池与超级电容混合储能技术，可实现制动机械能的回收和再生利用，从而显著降低碳排放。

　　最后，在柴油燃烧发电环节，采用氢燃料电池发电技术替代柴油发电技术，并通过煤制氢、可再生能源制氢方式就近获取氢能源，可形成露天矿山氢能源高效利用内循环，具有完全零排放、质量能量密度高、发电效率高等优点，是电动轮矿车乃至露天矿山运输环节实现零排放的理想解决方案和中长期技术路线。

　　这项研究得到了广东省基础与应用基础研究基金项目、中国博士后科学基金项目、中央高校基本科研业务费专项的资金支持。

　　电动轮矿车节能及零排放技术路线

　　采用不同传动系统的代表车型

　　车载储能式制动能量回收与利用系统示意图

　　不同技术体系锂离子电池比能量和比功率性能