广州港航绿色低碳发展先进项目之四 南沙一二期：另辟蹊径，自主研发改造纯电动牵引车

　　南沙一二期作为中国广东省的重要内外贸易枢纽，一直以来都在努力改善升级港口运营模式，追求绿色可持续发展，坚持为世界提供绿色、高效、环保的港口服务。港口码头作为水路运输的重要节点、国内国际货物集疏运重要枢纽，在高负荷运转的同时，也饱受传统燃油港作车辆带来的空气污染和排放问题困扰。购置新的纯电动牵引车固然简便，但要实现大批量、短时间的资产更替，对于大多数港口企业来说相当困难。为了解决老码头清洁能源车辆更替的问题，南沙一二期决定探索将传统燃油牵引车改造为纯电动牵引车的研发与应用，通过开展技术创新，为减少港口空气污染和排放问题带来新的解决方案。

　　突出问题导向，大胆探索尝试

　　当前国内新能源车无论购置还是改造设备，受限于电池容量和安装空间有限，存在电池续航里程和工作时间短等问题，在纯电动牵引车投产使用前，南沙一二期使用的传统燃油牵引车存在着以下几个突出问题：

　　①因牵引车在重载起步时，发动机需求功率较高。同时，在空载工况发动机需求功率较小，故所配发动机功率比平均功率大几倍，增加购买成本、维护成本高；

　　②因装机发动机功率配置高，在空载、轻载时功率过剩而导致燃油经济性差、重载加速时功率不足而导致冒黑烟污染环境；

　　③没有配备制动能量回收系统，能源利用率低；

　　④因牵引车需长时间开机等候作业，传统牵引车为满足空调、大灯等用电需求，发动机必须处于运转状态，燃油损失严重；

　　⑤港口现用牵引车排放等级较低，不符合国家排放标准要求。

　　针对以上问题，纯电动牵引车研发项目组结合国内目前新能源车存在的问题与南沙一二期的实际情况，研发推出了改造纯电动牵引车。

（图1 改造前的传统燃油牵引车   图2 改造纯电动牵引车 ）

　　传统牵引车的改造，首先拆卸了原车架相关部件，如发动机、变速箱、油箱和低压整车线束及驾驶室内旧线束、电器件、仪表台，并将车架油污清洗干净后喷漆处理。其次，对改造纯电牵引车绘图和定制新钣金件，并对结构件定位焊接（主驱电机支架、电池支架、电附件支架）后喷漆处理。基本结构完成后开始装配相关部件，如纯电动力系统（HCU、油门刹车踏板、驱动电机、电机控制器等）、电动附件（空调、空气压缩机、转向泵、电机控制器、配电箱、蓄电瓶）动力电池组系统、散热系统、高低压线束、驱动电机、仪表总成等，最后布置各种散热器管路、气管、底盘线束、驾驶室内线束。部件安装完毕后将整机通电，连线安装控制系统程序，空载调试和重载调试，至此传统牵引车改造纯电动牵引车已完成。

　　坚信创新是绿色可持续发展的关键，实现技术飞跃

　　南沙一二期创新研发的纯电动牵引车突破了原新能源车电池组容量不足、续航能力差的瓶颈，进一步提升新能源车的整体工作效率，充电时间1-2小时(快速1小时)，续航20-22小时，充分提高了纯电动牵引车的电池使用率，减少了由于不足的续航能力导致的充电时间过长降低牵引车的作业效率的负面影响。

（图3 改造纯电动牵引车构造图）

　　据统计分析，2022年至2023上半年改造纯电动牵引车平均单箱电耗约为1.58 kwh/TEU（1.06元/标箱）。参考我国现阶段终端用户每使用1kWh电能，火力发电厂排放0.86kg二氧化碳（其他能源发电排小于此值）估算，改造纯电牵引车二氧化碳排放量为1.15kg/TEU。

　　传统燃油国三发动机牵引车平均单箱能耗约为0.89L/TEU（5.53元/标箱）。按16烷值计算一吨柴油产生二氧化碳3.115吨（1×192/226×44/12=3.115吨），柴油牵引车燃烧每升柴油，就要排放2.61kg的二氧化碳，即传统燃油车二氧化碳排放量为2.32kg/TEU。

　　目前，南沙一二期已投产使用的改造纯电动牵引车共100台，改造纯电动牵引车每运送一个标准柜相较于传统燃油牵引车可节约5元，投产至今改造纯电动牵引车共完成装卸4,884,072TEU，改造纯电动牵引车共节约2442万元。

　　传统牵引车排放目前是集装箱港口作业污染的主要来源，因此开展传统港口牵引车的节能改造对港口的有着特别重要的需求和意义。经改造后的纯电动牵引车能够减少牵引车污染物的排放达到100%。

（图4 改造后的纯电动牵引车）

　　南沙一二期坚信创新是绿色可持续发展的关键。南沙一二期纯电动牵引车的研发与应用不仅是技术上的飞跃，更是对可持续发展理念的坚实实践。在未来，南沙一二期将继续努力，不断创新，以更高的热情和决心，继续引领可持续发展的浪潮。