JBT 15172-2025 土方机械 非公路电传动矿用自卸车牵引系统能耗 试验方法标准立项发展报告

土方机械非公路电传动矿用自卸车牵引系统能耗试验方法标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:Earth-movingmachinery-Testmethodforenergyconsumptionoftractionsystemofnon-roadelectricdriveminingdumptruck摘要关键词中文关键词：土方机械；非公路电传动；矿用自卸车；牵引系统；能耗试验方法；标准立项；绿色矿山EnglishKeywords:Earth-movingmachinery;Non-roadelectricdrive;Miningdumptruck;Tractionsystem;Energyconsumptiontestmethod;Standardinitiation;Greenmining正文1.引言在全球能源转型与“双碳”战略目标驱动下，矿山行业正经历深刻的绿色变革。非公路电传动矿用自卸车作为大型露天矿山物料运输的主力装备，其牵引系统（包含发电机、牵引电机、变频器、传动轴等关键部件）的能效表现直接决定了整车运营成本、碳排放水平及矿山经济效益。然而，在JB/T15172-2025标准发布之前，我国乃至全球范围内，针对该类车辆牵引系统能耗的测试，普遍存在测试工况不统一、数据采集精度不足、能耗计算方法各异等问题。这不仅阻碍了先进节能技术的推广，也使得用户在选择产品时缺乏客观、可比的数据依据。因此，由全国土方机械标准化技术委员会（SAC/TC334）组织，联合行业龙头企业及科研院所，共同制定了本标准。本标准作为我国土方机械领域首次针对电传动系统能耗试验方法进行规范的标准，其立项与实施具有里程碑式的意义。它不仅统一了从试验准备、工况模拟、数据采集到结果评价的全流程技术规范，也为后续制定更广泛的能耗限值标准奠定了坚实基础。2.标准编制背景与原则2.1行业需求迫切当前，国内主流矿用自卸车制造企业均推出了电传动车型，但各厂家的宣称能耗值多基于内控或特定条件测试。井下或露天矿的复杂运行环境（如坡度变化、载荷波动、扬尘高温）使得车辆实际能耗与实验室数据存在巨大差异。2.2政策法规驱动依据《“十四五”工业绿色发展规划》及《关于促进砂石行业健康有序发展的指导意见》等文件要求，矿山装备需强化能耗核算与准入机制。本标准正是响应国家加强重点用能设备能效监管的政策导向，为实施节能监察提供技术依据。2.3编制基本原则标准制定遵循“科学严谨、统一规范、可操作性、国际接轨”的原则。具体表现为：-科学严谨：深入分析电传动系统损耗机理，建立精确的功率流模型。-统一规范：统一试验条件，明确环境温度、路面摩擦系数、风速等边界，消除干扰因素。-可操作性：简化复杂测试流程，兼顾实验室与现场测试的适用性。-国际接轨：参考ISO9249《土方机械发动机试验规范》及SAEJ1349等国际标准，结合我国电传动技术特色进行创新。3.主要技术内容解析本标准共分为前言、范围、规范性引用文件、术语和定义、试验条件、试验方法、数据处理、试验报告等八个章节，以及若干资料性附录。核心内容如下：3.1术语与定义标准明确了“牵引系统”、“牵引能耗”、“制动能量回收率”、“等效行驶里程能耗”等关键术语。例如，“牵引系统能耗”被定义为：在特定工况下，由动力源（通常指柴油发电机组或电池组）输入至牵引系统的净电能与车辆完成运输任务消耗的机械功之间的平衡关系。这一定义精准剥离了辅助系统（如空调、液压转向）的消耗，聚焦于行走驱动本身。3.2试验条件标准对试验环境做出严格限定：-温度与湿度：环境温度在-10℃至40℃，相对湿度低于95%。-路面条件：选用标准的沥青或混凝土路面，坡度小于1%，附着系数不低于0.7。-车辆状态：轮胎气压、整车重量（空载或额定载荷）需符合作业指导书要求。-预热程序：为保证电驱系统热态效率，要求在额定功率下运行至少30分钟。3.3试验方法这是标准的核心部分，设计了三种典型测试模式：1.空载匀速能耗试验：车辆在平直路面以10km/h、20km/h、30km/h等固定速度点匀速行驶，测量其牵引电机输入电功率与车轮输出功率。此方法用于评估系统空载损耗及机械传动效率。2.满载加速/减速能耗试验：车辆满载后，模拟从静止加速至最高车速的90%，然后自然减速或按设定制动功率减速。重点测量再生制动回馈的能量比例。标准要求至少完成3个完整循环，取平均值。3.循环工况能耗试验：这是最具实用性的方法。标准参照典型矿山作业流程，构建了一个包含“重载上坡-平路行驶-空车下坡-装载等待”的标准化循环工况。循环总时长600秒，模拟了往返运输全程。通过高精度功率分析仪记录变频器直流母线侧的电流电压，结合车辆CAN总线数据（车速、扭矩、电池SOC）进行综合能耗计算。3.4数据处理与评价指标-牵引系统效率：η=（车辆机械输出功）/（系统输入电能）×100%。车辆机械输出功通过修正后的滚阻和风阻系数反算。-比能耗：Ed=总能耗/（额定载重×运输距离），单位kWh/(t·km)。这是比较不同载重级别车辆能耗的核心指标。-制动能量回收率：R=制动回收电能/（初始动能+势能变化量）。该指标反映了电传动系统在降速过程中的能量利用水平。4.标准主要参与单位介绍本标准的归口单位是全国土方机械标准化技术委员会（SAC/TC334），该委员会成立于国家标准化管理委员会，秘书处设在天津工程机械研究院有限公司。作为中国土方机械领域最权威的标准化技术组织，SAC/TC334负责组织、协调、管理和监督本专业领域的国家标准和行业标准制修订工作。其成员单位涵盖了徐工集团、三一重工、柳工、厦工、山推等国内几乎所有主流土方机械制造企业，以及北方重工、中联重科等矿用特种车辆企业，同时还吸收了天津大学、吉林大学、长安大学等高校研究院所。在本标准的起草过程中，中国重型汽车集团有限公司（中国重汽）的矿用车研究院发挥了关键的技术主导作用。中国重汽是我国最早涉足非公路矿用自卸车的企业之一，其研发的“电驱”系列产品长期占据国内大型矿山市场份额前列。中国重汽矿用车研究院拥有国内领先的“动力总成多功能试验台架”，能够模拟-40°C至60°C的极端环境，并配备了高精度的测功机与数据采集系统。在标准制定期间，该研究院提供了多达300余组在不同载荷、不同坡度下的实车测试数据，验证了标准中“循环工况能耗试验法”的可重复性与准确性。此外，中国重汽提出的“基于直流母线功率积分的能耗核算方法”被标准采纳，该方法有效规避了电机与变频器之间的谐波干扰，使得能耗测量精度提升至0.5%以内。中国重汽的技术专家作为标准主要起草人，深度参与了所有技术条款的讨论与定稿，其完善的试验验证体系为标准的科学性提供了坚实保障。5.标准实施的意义与影响-引导技术创新：标准明确了能耗量化指标，倒逼企业优化变流器控制算法、提升电机永磁体效能、改进机械传动润滑技术，从而驱动行业向高效率、低损耗方向持续迭代。-规范市场秩序：统一了“能耗”这一关键参数的标定口径，避免了企业采用不同计算方式“注水”数据，增强了产品比较的公信力。-支撑政府监管：为矿山安全监察局、环保等部门进行能效核查提供了法定依据，有助于淘汰高能耗、落后工艺的车辆。-促进国际贸易：标准内容与国际主流技术规范具有兼容性，有助于减少我国产品在出口澳洲、南美、非洲等矿产区时的技术壁垒，拓展国际市场。结论JB/T15172-2025《土方机械非公路电传动矿用自卸车牵引系统能耗试验方法》的发布，标志着我国非公路电传动矿用自卸车进入了精细化、定量化的能耗管理新阶段。该标准通过构建科学的试验体系，首次以国家行业标准的形式界定了牵引系统的能效评价方法，为产业升级提供了坚实的“度量衡”。展望未来，随着车联网（V2X）技术和数字孪生技术的快速发展，下一步的标准演进方向可能向“动态在线能耗监测与评价”延