國內防爆電動車技術現狀與發展趨勢＊

吳震，王茂輝，蘇洪明

（重慶工商職業學院 智能制造與汽車學院，重慶 401520）

前言

礦用防爆無軌膠輪車主要以防爆柴油機為主，用于井下人員、材料、小型設備的運輸。從20 世紀80 年代中國引進澳大利亞和英國的無軌支架搬運車開始，到目前為止無軌膠輪車已經發展到為多個系列幾十個品種，為我國煤礦產業發展做出了巨大貢獻[1]。但是，以柴油機為動力在相對封閉的礦井下工作帶來的廢氣和噪音嚴重污染礦井環境，對礦工身體健康帶來很大安全隱患，因此需要開發更加環保節能的礦用防爆電動車來取代防爆柴油機車[2]。

在2002 年至2012 年煤炭產業發展的“黃金十年”里，煤礦及相關產業企業更多的注意力集中在了資金流向和高速發展的GDP 上，忽略了產業或行業相關技術的升級換代。在本世紀第二個十年一開始，在煤炭產業產能過剩的背景下，在國家政策指向下，大量煤礦開始考慮轉型升級，煤礦輔助運輸行業由此開始新產品研發之路，防爆電動車設計研發由此開始興起。然而，在受到自身防爆特點和電動汽車技術困境雙重影響下，防爆電動車近十年的發展過程并不順利，產業化道路還很漫長，整車技術發展還有待進步。

1 防爆電動車產業化現狀

在2010 年前后國內才有幾家傳統的煤礦輔助運輸企業投入人力、財力在防爆電動車上，截止到2018 年5 月在安標中心網站上公布的取得“礦用防爆鋰離子蓄電池無軌膠輪車”安標證書的企業僅僅只有六家，而這五家企業所具備安標證書的防爆電動車主要集中在人車上，產品類型比較單一。這是因為：（1）作為礦用防爆特種車輛，安標申辦程序復雜，安全性能要求高于一切，防爆電動車的生產準入門檻較高，生產企業較少；（2）電動汽車技術在防爆車輛上的使用還存在很多問題，導致防爆電動車產品系統單一，產品種類太少。

從防爆電動車使用方面來看，各煤礦正在轉變思路，逐步接受防爆電動車進入煤礦輔助運輸行業，特別是大型煤礦比如神東集團等，一方面正在參與到防爆電動車的設計研發過程中來，另一方面已經采購部分防爆電動車取代防爆柴油機無軌膠輪車。但是無論如何，防爆電動車發展遠遠還達不到煤礦輔助運輸電動車輛產業化的要求。隨著煤礦行業轉型升級步伐加快，目前有更多的電動汽車公司、電動汽車零部件公司、電池企業、電機企業正在逐步參與防爆電動車的產業化道路中來，相信防爆電動車的發展很快會滿足煤礦輔助運輸行業市場需要。

2 防爆電動車整車設計概況

2.1 防爆電動車設計要求

防爆電動車專用的技術標準或設計規范尚未頒布，在產品設計研發過程中可將普通的電動汽車相關的產品標準和防爆柴油機的相關標準結合起來運用到防爆電動車的產品開發中。相關標準有：MT/T 989—2006《礦用防爆柴油機無軌膠輪車通用技術條件》、《礦用隔爆( 兼本安) 型離子蓄電池電源安全技術要求》( 試行)、QC /T 743—2006《電動汽車用鋰離子蓄電池》等。

2.2 整車布局

防爆電動車驅動原理為：防爆蓄電池→防爆電動機→減速器或分動箱→驅動橋→輪胎，因此整車布局與傳統汽車類似，將傳統汽車燃油箱替換為防爆蓄電池，發動機替換為防爆電動機，輔以電池管理系統、電機控制系統、礦井環境監測系統、井上井下通訊系統等。由驅動原理可知，防爆電動車核心部件“大三電”為：防爆電池、防爆電機、防爆電控。

3 防爆電動車發展趨勢

防爆電動車的發展應遵循市場規律，在順應普通電動汽車發展的同時，兼具自身特點，作者認為，防爆電動車的發展應該遵從以下幾個原則：

（1）從長期來看，所有種類的新能源汽車發展（包括防爆電動車在內）的主要技術方向應該是純電驅動的，包括純電動、燃料電池技術在內。

（2）在短期內，由于技術問題限制油電混合、插電式混合動力是普通的新能源汽車重要的過渡路線。防爆電動車也應該把混合動力汽車作為過渡手段，鑒于傳統的防爆車以柴油機為主，防爆混合動力汽車可以采用柴油機和電機混合驅動的方式，這種方式在歐洲混合動力汽車上已成功應用，可以借鑒。

（3）輕量化設計，防爆電動車應從車身強度、電機防爆、電池箱防爆等結構件上入手，運用有限元分析方法進行優化減重，改變傳統煤礦車輛“傻大笨粗”的形象，最終起到節能減排增加續航里程的效果。

（4）更長遠的考慮，防爆電動車要向家用汽車看齊，從舒適性、操作穩定性等人機工程學入手，提高其使用品質。

4 結語

本文介紹了防爆電動車發展現狀和設計特點，并根據這些內容對防爆電動車的當前發展和未來展望做了一些相關的分析探討，為參與防爆電動車設計研發、生產制造、管理等相關企業行業提供了一定的參考。新能源汽車的發展已到了瓶頸期，汽車續航里程等關鍵技術的突破指日可待，相信到那個時候防爆電動車發展的難題也會逐一得到解決。