Au bord de la mine à ciel ouvert, un camion à benne à benne massif contourne le coin. Sans s’arrêter, il soulève deux pantographes et se connecte parfaitement aux lignes de chariot aérien, un peu comme un tramway, avant de se diriger vers la pleine charge. À la crête, il se déconnecte tout aussi bien et continue à travers la mine, le tout dans un mouvement fluide.

Pour une machine de sa taille, il est étonnamment silencieux, en particulier contre le bruit constant du site de la mine environnante. L’opération entière ne prend que quelques minutes, mais ce qui se passe ici marque un pas en avant majeur dans la technologie minière.

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Ce camion est le camion à benne à benne rigide à batterie complète rigide à batterie complète de la machinerie de construction d’Hitachi, vu en action par Technologie d’exploitation pendant Visite de juillet à la mine de cuivre Kansanshi en cuivre Kansanshi de Quantum (FQM) en Zambie. C’est un premier prototype de camion mondial, le seul du genre.

Le producteur de cuivre canadien FQM, en partenariat avec Hitachi Construction Machinery, a testé ce camion à benne basculante ultra-large avec une technologie de chariot intégré à Kansanshi depuis juin 2024.

L’essai est axé sur le test de la capacité du camion à gérer le transport de roche à grande échelle dans des conditions réelles, tout en évaluant les performances de ses cycles de charge et de décharge dynamiques.

La conception EH4000AC-3 Truck Truck

Le EH4000AC-3 Le camion à benne rigide rigide à batterie complet est un camion de transport ultra-large et à émission zéro développé en tant que banc d’essai technologique basé sur la plate-forme de modèle EH4000AC-3 existante de Hitachi Construction Machinery. Il dispose d’une option de charge de chariot et prend actuellement en charge une capacité de charge utile de test d’environ 200 tonnes (T), avec des plans pour correspondre à la capacité de son homologue diesel dans les itérations futures.

Comme l’entreprise basée au Japon l’a expliqué à Technologie d’exploitationla recharge des performances dépend des conditions, mais le camion est construit pour charger efficacement tout en transportant en montée sous une ligne de chariot / caténaire, comme démontré à la mine Kansanshi.

Le camion à benne basculante de la batterie du chariot tire des lignes de haut en tête via un pantographe, lui permettant de voyager et de charger simultanément. L’énergie supplémentaire est récupérée par freinage régénératif à l’aide du système de retardateur.

Tester dans des conditions réelles

“L’objectif de l’essai Proof of Concept (POC) est de tester le camion dans des conditions de« monde réel »pour s’assurer qu’il fonctionne comme il se doit sur un site mine réel avant de passer à la commercialisation du produit», a déclaré un porte-parole de Hitachi Construction Machinery Technologie d’exploitation.

Selon l’entreprise, la mine Kansanshi est un terrain d’essai parfait pour le camion à benne basculante du chariot à batterie. Le site gère déjà une grande flotte de camions EH4000AC-3 et EH3500ACII et a le type de conditions réelles nécessaires aux essais sur le terrain graves: routes longues, changements d’altitude et système de chariot établi.

Hitachi Construction Machinery travaille également en étroite collaboration avec FQM, dont l’expérience pratique avec l’électrification des puits et sa propre configuration quantique Electra-Haul permettent d’essayer le nouveau camion sans perturber la production.

Comme l’explique Hitachi Construction Machinery à Technologie d’exploitation: «Les sources de paysage et d’électricité en Zambie, ainsi que les implications opérationnelles expérimentées de FQM Trolley Truck et nos partenariats de longue date, étaient des aspects de prise de décision clés pour nous.».

La société a également souligné que le POC actuel correspond à la vitesse des camions diesel standard, avec des performances de développement futurs ciblant égales à des camions diesel Trolley, tout en maintenant la capacité de charge.

Du diesel à la batterie électrique complète

La conception de la batterie a commencé en 2020, le développement officiel lancé en 2021 à la suite d’un accord de partenariat avec ABB. Basée en Suisse, ABB est un leader mondial de la technologie spécialisée dans l’électrification, l’automatisation, la robotique et la numérisation industrielle. Dans le secteur minière, il joue un rôle clé dans la fourniture de systèmes d’assistants de chariot pour les camions de transport électrique, ainsi que les technologies de batterie et les infrastructures de charge.

Avec la technologie avancée des batteries d’ABB, Hitachi Construction Machinery est capable de convertir ses camions de transport des machines diesel aux machines entièrement électriques et basées sur la batterie.

ABB intègre la technologie du lithium titanate oxyde (LTO) dans son portefeuille de batteries, offrant des avantages clés pour des applications à haute demande comme les systèmes d’assistants de chariot.

«Les batteries LTO offrent une densité de puissance exceptionnellement élevée, permettant une charge rapide à des taux allant jusqu’à 10c, ce qui est particulièrement bénéfique pour les environnements de charge dynamique», explique Thierry Jenelten, Global Segment Manager Mobile E-Power at ABB Technologie d’exploitation. Un taux de 10c signifie que la batterie peut être complètement chargée (ou déchargée) en 1 / 10e d’heure ou six minutes.

«Avec une durée de vie à cycle long allant jusqu’à 40 000 cycles complets de charge, les batteries LTO assurent également un faible coût total de possession au cours de leur durée de vie. De plus, ABB utilise les cellules les plus sûres disponibles sur le marché, sans risque de transport à l’entrée thermique, ce qui les rend idéaux pour les applications critiques telles que l’exploitation minière, le rail, la marine et le transport public électrique», a ajouté Jenelten.

Selon Hitachi Construction Machinery, la batterie a le potentiel d’une durée de vie prolongée en fonction des circuits de transport gérés et des modèles d’utilisation de la batterie tels que l’état de charge et la profondeur de décharge.

Comme ABB décrit, la technologie de la batterie utilisée dans ce projet n’a pas été développée exclusivement pour ce camion. Au lieu de cela, il est déjà prouvé dans d’autres applications exigeantes telles que les chemins de fer, les bus électriques, les navires marins et les systèmes de stockage stationnaires.

Apprentissage de Electric Trolley Truck Trial

Après plus d’un an de procès à Kansanshi, Hitachi Construction Machinery et ABB commencent à tirer des conclusions. Un porte-parole d’Hitachi a décrit deux idées clés: «Premièrement, les freins électriques régénératifs fournissent plus d’énergie que prévu précédemment, et comment le camion est opéré pendant cette période peut avoir un impact significatif sur l’approvisionnement en énergie libre.» Cette récupération d’énergie façonne maintenant la façon dont le camion est optimisé en temps réel.

“Deuxièmement, une variation pour les pourcentages de charge et de conduite sera effectuée à l’avenir pour permettre des voies de charge plus courte et fournir plus de polyvalence aux opérations du client”, ont-ils ajouté, soulignant une plus grande adaptabilité à travers différentes mines.

En ce qui concerne les avantages, Hitachi met en évidence la sécurité et la capacité de chargement rapide de la batterie: «La batterie Super Charge Ion est connue pour ses capacités de charge rapide… [It] offre un avantage significatif dans la vitesse de charge et la sécurité par rapport aux autres technologies lithium-ion », explique le porte-parole.

ABB souligne également les performances du monde réel. «Le principal avantage de cette batterie est sa densité exceptionnellement haute puissance et son taux C, qui permettent la charge pendant que le camion fonctionne sous la ligne de chariot», explique Jenelten.

Le résultat: une batterie qui charge rapidement, fonctionne en toute sécurité et répond aux exigences lourdes de l’exploitation minière, tout en gardant le camion en mouvement.

Il y a encore des défis, cependant. ABB note: «Le principal défi réside dans l’équilibre de la capacité de la batterie, de l’autonomie des camions et de la charge utile pour atteindre le coût par tonne le plus bas possible.»

Hitachi ajoute: «Bien qu’idéal pour les applications de chariot, l’augmentation des performances de la gestion de l’alimentation permettra des exigences dynamiques statiques et plus courtes sur d’autres opérations client.»

En bref, rendre le système efficace dans une variété de conditions de mine, sans compromettre les coûts ou les performances, reste un objectif clé.

Quelle est la prochaine étape pour Kansanshi?

Le camion devrait rester à Kansanshi jusqu’à au moins la fin de 2025. «Les arrangements futurs doivent être discutés avec FQM en tant que partenaires pour ce POC», a déclaré Hitachi Construction Machinery.

En août, FQM a lancé ses 1,25 milliard de dollars (1,73 milliard de dollars C) Expansion de Kansanshi S3 En Zambie, prolongeant la durée de vie des mines et soutenant l’objectif du pays de tripler la production de cuivre d’ici 2030. Avec Cobre Panamá inactif depuis novembre 2023, la Zambie est devenue la principale source de revenus du FQM. La société opère également en Mauritanie, en Australie, en Turquie, en Finlande et au Panama, avec des projets en cours en Argentine, au Pérou et en Espagne.