康明斯(Cummins Inc.)与小松(Komatsu)在2025年签署谅解备忘录,共同开发适用于重型矿山设备的混合动力动力总成,并引入Wabtec作为驱动系统供应方。这一合作不仅是两家工业巨头在产品层面的联手,更反映出全球矿业向低碳、高效与电气化转型的产业大潮。对于矿山运营商、设备制造商、供应链参与者和投资者而言,理解混合动力动力总成在矿区的技术要求、经济效益和部署路径,已成为制定中长期战略的关键要素。本文将从技术原理、工程挑战、商业模式、市场机遇与风险等多维度展开分析,帮助读者把握这一变革带来的机遇与挑战。 混合动力动力总成的基本模式可以分为串联、并联与混合分配型,每种架构在矿山工况下具有不同的适用性。对于大型铲运、推土与载重运输车辆,作业常伴随高负载、频繁启停与显著的牵引力波动,这些特点使得能量回收与瞬时功率支持成为提升燃油效率与延长设备寿命的关键。
串联系统通过发动机为发电机供能,电机驱动车轮,便于能量管理与回收控制;并联系统则在机械传动与电驱间分配动力,保留传统机械效率优势;而混合分配型则尝试兼顾两者优点,适应复杂工况。康明斯在发动机、发电与电控集成方面拥有深厚积累,小松在重型机械设计与整机耐久性优化上具备领先能力,两者的协同意味着在结构空间、热管理与防尘防震设计上能更快取得工程化突破。 矿山现场的恶劣工况对混合动力系统提出了独特挑战。首先是热管理与散热问题。矿区常见的高温与长时间满载工况,会引起电池、功率电子与电机温度上升,传统散热系统需重新设计以保证长期可靠性。其次是防护与维护性要求。
矿山粉尘、泥浆以及冲击振动对电气组件构成威胁,模块化与易换电设计将直接影响停机时间与运维成本。第三是能量回收与再利用的实现难度。载重车辆在下坡或制动时产生的大量动能若能有效回收并存储,将显著降低燃料消耗;但这需要高效的能量管理系统与容量适当的存储单元。最后是车辆总体重量与载荷平衡。电池与电驱系统增加质量,必须通过材料优化或车体设计调整来维持或提升有效载荷。 从商业价值角度看,混合动力动力总成的普及取决于总拥有成本(TCO)与碳足迹的双重衡量。
矿业公司在评估新技术时关心的不仅是燃油节省,还要考量设备停机时间、维修频率、零部件供应保障与残值影响。混合动力车辆在燃油消耗、维护成本和排放方面具有潜在优势,尤其是在燃料成本高、排放监管严格或对企业社会责任(ESG)要求高的地区。随着碳定价、排放限额与客户对低碳原材料溢价的推进,矿业公司有更强动机采用更清洁的设备。此外,混合系统可作为过渡技术,为未来向纯电动或氢燃料电池化转型积累经验和基础设施。康明斯的Destination Zero战略与小松的电气化路线图正是在这种宏观驱动力下得以对接。 合作中各方的角色分工值得关注。
康明斯长期以来在发动机、燃料系统、电控及混合动力平台方面积累了大量专利与工程经验,其Accelera业务单元专注于电气化技术,将为混合动力系统提供关键的动力与能量管理模块。小松作为整机OEM,负责将动力总成集成进铲运机、自卸卡车与挖掘设备等,优化整车性能与操控特性。Wabtec引入则表明驱动系统、传动与制动控制将成为系统性能的核心,Wabtec在铁路与重载驱动系统领域的经验可用于解决高功率电驱的稳定性与再生制动问题。三方合作有望形成从发动机、电控、驱动到整机集成的闭环能力,加快原型验证与产业化步伐。 在市场布局上,不同地区的采矿业特性将影响混合动力解决方案的优先级。澳大利亚与拉美的露天矿多以重载运输为主,下降段再生能量丰富,适合率先部署回收能力强的混合驱动卡车。
非洲与俄语圈国家的矿山在基础设施与维修能力方面存在差异,模块化与可替换的动力包更具吸引力。中国与东南亚的矿资源开采偏向混合规模,整合与示范项目可能更快落地于大型国有矿山与行业龙头处。制造本地化也是实现规模化的关键,尤其是在电池、电机与功率电子等供应链方面的建立与可靠性验证。此外,矿山运营商与金融机构之间可能会探索基于服务的采购模式,例如按使用时间付费或按吨位计费的动力包租赁,以降低初期投入门槛并共享技术更新风险。 长期看,混合动力只是矿山电气化路线中的一步。氢能、燃料电池与纯电动车辆在某些场景下体现出不同的优势。
燃料电池在续航与加注时间上胜出,适合远距与高负荷运行;纯电动系统在噪声与局部排放控制方面最优,但需要成熟的充电或交换电池基础设施。混合动力的优势在于兼顾现有燃料网络与电气化收益,为运营商提供更低风险的替代路径。康明斯在低碳燃料与氢能方面的投入也意味着未来动力总成可实现多燃料兼容性,从而延长产品生命周期并降低技术淘汰风险。 对于投资者而言,康明斯与小松的合作具有多重意义。首先,它体现出大型设备制造领域对电气化转型的商业化信心,可能带动相关供应链厂商的需求增长。其次,短期内康明斯的财务表现仍受传统发动机业务周期性波动影响,但其在新兴电气化业务线的布局有望提供中长期增长驱动力。
康明斯在2025年提高股息并持续回购,显示出其现金流稳健与管理层对资本配置的自信。然而投资者应关注技术商业化速度、项目示范效果、原材料价格波动(尤其是电池材料)以及全球采矿投资周期的影响。 从监管与社会影响角度看,混合动力设备能够帮助矿山企业更好地满足日益严格的环境合规要求并提升社区接受度。降低现地燃烧排放与噪声污染有助于改善矿区周边环境与员工健康。与此同时,设备电气化将促使矿山运营在电力供应、微电网与能量管理方面进行更深层次规划,促进可再生能源与储能系统在矿区的应用。公共政策的支持、碳定价机制与绿色矿业认证体系的完善,将进一步推动混合动力与纯电化解决方案的采用速度。
技术验证与规模化落地仍需时间。短期内可预见的是双方将通过试点项目检验在不同车型与作业场景中的性能,逐步优化电池容量、功率分配策略与热管理方案。成功的示范将为后续量产提供数据支持并吸引第三方融资参与。供应链协同、售后服务网络与本地化生产能力将成为决定市场份额争夺胜负的关键因素。对于矿山企业而言,配套基础设施的建设、操作人员的培训与远程监控能力的提升也不可或缺。 综上所述,康明斯与小松围绕矿山设备混合动力动力总成的合作,既是技术层面的创新探索,也是产业链协同与商业模式重塑的起点。
随着示范项目推进与政策引导加强,混合动力有望在未来若干年内成为矿区设备电气化的主要过渡方案,为采矿业的低碳化、成本优化与运营安全带来实质性改变。行业参与者应把握窗口期,加速试点、完善运维体系并与供应链伙伴深度合作,以在全球矿业电气化浪潮中占据领先位置。 。
