“车辆启动！”指令下达，工作人员按下遥控按钮。全国首台百吨级纯电动双向行驶无人驾驶矿用自卸车AT150低沉启动，缓缓驶向国家电投内蒙古公司南露天煤矿排土场。
这台集大功率永磁轮毂电机、四轮独立油气悬架、半固态动力电池等多项国内首创技术于一身的“变形金刚”，标志着我国露天煤矿智能运输领域实现新突破。
厚积薄发
从技术积累到产品诞生
国家电投内蒙古公司南露天煤矿坐落于内蒙古自治区霍林郭勒市，是我国自行设计、自主施工建设的第一座千万吨级现代化露天煤矿，年产能为2000万吨。
随着国家“双碳”战略与矿山绿色转型的推进，近年来，南露天煤矿聚焦无人驾驶、纯电驱动、智能化改造等技术方向，旨在解决露天煤矿重型燃油设备高污染、高排放难题，实现安全高效绿色发展。
2021年7月，南露天煤矿投运世界首台百吨级电能替代自卸车；2023年5月，南露天煤矿投运国内首台百吨级氢燃料电池与锂电池混合动力矿用自卸车；2024年7月，南露天煤矿开工建设全标段无人驾驶技术试验项目。5G技术应用、无人驾驶、无人值守、远程操控、换电矿卡等一批具有示范意义的创新成果在此落地运行。
在一系列经验积累的基础上，2022年5月起，国家电投内蒙古公司以南露天煤矿为建设试点，与内蒙古北方重型汽车股份有限公司联合研发全国首台百吨级纯电动双向行驶无人驾驶矿用自卸车。
2024年11月，AT150样车抵达南露天煤矿。随后，车辆完成安装，进入调试阶段，顺利通过线控一致性、安全性能参数测试，开始试运行……截至目前，AT150运行时长1645小时，运行里程3462千米，设备出动率达91.3%。
今年7月30日，国家电投内蒙古公司宣告全国首台百吨级纯电动双向行驶无人驾驶矿用自卸车AT150在南露天煤矿成功投运。该车额定载重达136吨，集纯电驱动、双向行驶、无人驾驶等多项技术于一体，主要服务于露天矿山煤岩运输领域。
验收人员评价，该项目实现国内首次百吨级矿用自卸车换电与无人驾驶技术一体化应用，整体达到国际领先水平。AT150采用全电驱动、全轮转向、双向行驶架构，搭配专属纯电传动系统，集成充换一体动力电池箱、轮毂电机总成等核心模块，硬件配置在行业处于领先地位。
解码“变形金刚”
AT150核心技术突破
AT150究竟实现了哪些技术突破？其创新之处体现在哪里？
南露天煤矿矿长、党委副书记于海里告诉记者，AT150最重要的技术突破在于实现四轮转向、双向行驶等功能，而这些功能的发挥在于轮毂电机的创新应用。
轮毂电机是一种将电机、传动系统和制动系统直接集成于车轮内部的驱动技术，可省去大量传动部件、简化底盘结构，使动力直接作用于车轮，响应更迅速。AT150首次将大功率永磁轮毂电机应用于国内矿用自卸车，标志着重载驱动领域迎来颠覆性突破。
“实际上就是把驱动电机、减速箱和制动器集成到一个轮辋里——也就是车轮上支撑轮胎的金属圈，通过里面的轮毂直接驱动。”于海里指着AT150的车身介绍，这种设计显著节省了底盘空间。
在轮毂电机的加持下，AT150还实现了矿用自卸车的四轮驱动技术应用。这是能使车辆双向行驶的关键技术之一，当前轮或后轮打滑时，另外两个驱动轮还可以继续输出驱动力，维持车辆稳定驾驶。
“咱们家用车倒车时，通常是前轮转向、后轮随动；传统矿车装卸物料时，也得先倒车再开至指定位置，形成‘人’字形行驶轨迹——这无形中增加了轮胎磨损和油耗。AT150的四个轮胎均可独立转向，可实现原地转向、无需掉头，装满物料后直接直线驶离。”于海里说。
四轮转向技术可提升车辆行驶稳定性，有助于无人驾驶系统快速响应。同时，该技术可减小AT150转弯半径，有效减少轮胎磨损，延长车辆使用寿命。
此外，四轮独立悬架系统使AT150的车轮通过油气弹簧及导向机构，独立连接于车架两侧，可有效减少车身冲击，提升车轮附着性能。半固态动力电池则赋予车辆冷启动能力，在零下35摄氏度环境下仍可正常启动，同时显著降低漏液、起火、爆炸等安全风险。
在载满物料匀速行驶20余分钟后，AT150抵达排土场完成卸载。车身配备红、黄、绿信号灯，可实时显示运行状态并预警；通过周身安装的摄像头与雷达设备，车辆可自动感知运行位置，遇障碍物时主动避让。
“我们的主要任务是研发车体和换电站。”内蒙古北方重型汽车股份有限公司产品研究院院长王逢全介绍。为了让车辆实现无人驾驶，技术人员需提前在矿区采集地图，录入各条路径上的装载点、卸载点、充电站及维修点位等信息，并统一汇入调度系统。系统根据作业任务向车辆下发指令，指定装卸位置。同时监控电量，一旦电量不足，便可自动启动充电流程。
“AT150整车采用颠覆性设计，在结构与性能上实现双重突破。以动力系统为例，车辆将300千瓦轮毂电机、减速器等部件集成于有限空间内，同时需承受极大的弯扭应力，这本身就是巨大的技术挑战。此外，在四轮驱动前提下保证运行寿命，对结构设计也提出了严苛要求。”王逢全表示。
于海里介绍，该矿联合研发单位与科研院所，组建了近百人的技术研发团队，建立了高效的沟通协作机制，及时攻克各类难题，持续提升设备运行可靠性。在团队的持续攻坚下，AT150最终从构想走向现实。
投运见实效
绿色、安全、智能的全面跃升
AT150的成功投运，为南露天煤矿带来了什么？
经核算，该车单位产量能耗费用较同吨位传统柴油车降低65%。车辆采用模块化充换一体模式，满电续航不低于6小时，设备综合出动率达85%以上，可满足露天矿山高强度、全天候的生产需求。
此外，该车每年可大幅削减柴油消耗及二氧化碳、氮氧化物等污染物排放，有利于保护南露天煤矿周边脆弱的生态环境。
同时，AT150依托国内首套双向行驶无人驾驶决策系统，实现了从自动装载、自主行驶、精准卸料到自主避障、自动泊车的全闭环无人作业。
“AT150不仅将驾驶员从艰苦的作业环境中彻底解放出来，更通过全流程标准化的智能算法，有效规避了人为操作失误与违规风险，从设备管理端大幅提升了矿山的本质安全水平。”于海里表示。
除AT150外，南露天煤矿还研发出NTH150氢燃料电池矿用自卸车并搭载70兆帕高压车载氢系统，可满足矿山复杂工况下长期安全运行需求。
目前，该矿已实现5G专网全覆盖，能够满足全矿综合生产指挥与安全监管的传输需求；自主研发的全国首套履带式尾线电缆卷放装置，可实现电缆自动跟随收放，基本替代了人工作业。在露天矿山剥离全标段无人驾驶项目现场，45台大型无人驾驶自卸车已开展常态化作业。
与此同时，该矿正加速推进智能化管控升级——2026年将实现全矿区实景“一张图”管控，开创矿山虚拟与现实联动的智能管理新模式。
新型矿用自卸车AT150的投用，正深刻改变着南露天煤矿的生产格局，也为智能化建设注入新动能。于海里表示，后续将针对车辆运行中的实际缺陷持续优化调整，在数据融合、智能提速等方面进行完善。
