CN103009991B - 一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统 - Google Patents

一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统，包括发动机、发电机、蓄电池、照明信号灯、电喇叭、显示屏、操作箱、脚踏开关、控制装置和电动机，发动机与发电机机械连接，照明信号灯和电喇叭与蓄电池电连接，发电机、操作箱、脚踏开关、显示屏、蓄电池和电动机均与控制装置电连接，其特征在于，还包括耦合装置，发电机、控制装置和电动机与耦合装置机械连接，耦合装置与无轨胶轮车的驱动桥机械连接，耦合装置、控制装置和蓄电池分腔放置在同一个矿用隔爆外壳或矿用隔爆兼本安型外壳中。有益效果是混合动力无轨胶轮车驱动系统由于是发动机和蓄电池共同驱动，既有柴油发动机动力足、续航能力强的优点，也有蓄电池环保高效、机动灵活的优点，其多种操作模式适应了井下的复杂路况。

Description

一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统
技术领域
本发明涉及一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统，属于驱动装置技术领域。
背景技术
节能环保是当今运输领域的重要主题。纯电动车技术、燃料电池技术、混合动力技术和其他代用燃料技术等都是应运时代主题而生的新能源汽车技术。其中，混合动力技术是兼顾了节能环保和产业化可行性的最佳组合。
目前煤矿井下无轨胶轮车大多采用柴油发动机驱动，该驱动系统不仅对井下环境污染严重，在有爆炸性气体或者容易发生火灾的生产经营场所，还很容易发生爆炸或火灾。近年来，电动无轨胶轮车凭借其清洁环保、体积小、机动灵活等优点引起人们的青睐。但电动无轨胶轮车续航能力差，动力不足的问题也十分突出。此外单一的柴油机驱动或蓄电池驱动模式无法完全适应井下各种复杂的路况，当无轨胶轮车启动和低速行驶时，柴油机驱动模式的环境污染问题十分突出；当无轨胶轮车高速行驶、爬坡和电力不足时，蓄电池驱动的动力不足问题十分明显；当无轨胶轮车行驶时，伴随着制动、减速时的能量浪费问题也很严重。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统，既有传统的柴油发动机动力足、续航能力强的优点，也有电动机环保高效、机动灵活的优点，且有多种操作模式，能够适应井下各种复杂路况。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统，包括发动机、发电机、蓄电池、照明信号灯、电喇叭、显示屏、操作箱、脚踏开关、控制装置和电动机，发动机与发电机机械连接，照明信号灯和电喇叭与蓄电池电连接，发电机、操作箱、脚踏开关、显示屏、蓄电池和电动机均与控制装置电连接，还包括耦合装置，发电机、控制装置和电动机与耦合装置机械连接，耦合装置与无轨胶轮车的驱动桥机械连接，耦合装置、控制装置和蓄电池分腔放置在同一个矿用隔爆外壳或矿用隔爆兼本安型外壳中。
进一步的，蓄电池为锂离子蓄电池。
进一步的，发动机为防爆柴油机，发电机为防爆发电机。
本发明的有益效果是：混合动力无轨胶轮车驱动系统由于是发动机和蓄电池共同驱动，既有柴油发动机动力足、续航能力强的优点，也有蓄电池环保高效、机动灵活的优点，其多种操作模式适应了井下的复杂路况。
附图说明
图1为本发明的原理结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统，包括发动机、发电机、蓄电池、照明信号灯、电喇叭、显示屏、操作箱、脚踏开关、控制装置和电动机，发动机与发电机机械连接，照明信号灯和电喇叭与蓄电池电连接，发电机、操作箱、脚踏开关、显示屏、蓄电池和电动机均与控制装置电连接，还包括耦合装置，发电机、控制装置和电动机与耦合装置机械连接，耦合装置与无轨胶轮车的驱动桥机械连接。
该驱动系统可以实现四种驱动方式，第一种是发动机带动发电机将动力通过耦合装置传递给无轨胶轮车，此时发电机处于不工作状态；第二种是蓄电池通过控制装置启动电动机通过耦合装置将动力传给无轨胶轮车；第三种是发动机和蓄电池同时工作，使动力在耦合装置处合成后传到无轨胶轮车；第四种是发动机带动发电机发出电通过控制装置启动电动机在耦合装置处将动力传递给无轨胶轮车；对于第三种驱动模式，当发电机处于工作状态时将发出的电通过控制装置传递给蓄电池，处于不工作状态时将发动机的动能全部传给耦合装置；对于第四种驱动模式，发电机发出的电可以全用来带动电动机也可以把一部分电能用来为蓄电池充电。
显示屏与控制装置相连，显示无轨胶轮车的速度、行驶里程、动力源电压、工作模式等工作参数；操作箱与控制装置相连，用于控制发动机、发电机、耦合装置、电动机的工作状态；脚踏开关与控制装置相连，在发动机运行时主要是控制油门的大小；蓄电池与控制装置相连，向控制装置提供电能；蓄电池与照明信号灯相连，用于给照明信号灯提供电能；蓄电池与电喇叭相连，用于给电喇叭提供电能。
当无轨胶轮车启动和低速驾驶时，通过操作箱和控制装置，采用第二种驱动方式即蓄电池通过控制装置启动电动机通过耦合装置将动力传给无轨胶轮车，只靠电动机来启动和运行，不发生燃油消耗，依靠蓄电池作为动力源输出。
当无轨胶轮车正常行驶时，通过操作箱和控制装置控制耦合装置，可交替采用第一种模式即发动机带动发电机将动力通过耦合装置传递给无轨胶轮车和第二种模式即蓄电池通过控制装置启动电动机通过耦合装置将动力传给无轨胶轮车，交替使用发动机和电动机，使燃油消耗保持很低的水平。
当无轨胶轮车高速行驶和爬陡坡时，可采用第三种模式即发动机和蓄电池同时工作最终将动力通过耦合装置传递给无轨胶轮车，提供更高的输出功率，并且可通过控制装置自动调节电动机的输出从而使发动机处于稳定的工作状态，达到节能的目的。
当无轨胶轮车蓄电池电力不足时，可采用第四种驱动模式即发动机带动发电机发出电通过控制装置启动电动机在耦合装置处将动力传递给无轨胶轮车，在行驶的同时，发电机发出的电一部分可以用来为蓄电池充电。
当无轨胶轮车在制动、减速、下坡时，电动机可作为发电机，可以把损耗的动能转化成电能贮存在蓄电池中。
本发明在实际运行时，控制装置可根据车况和路况等信息采取不同的控制策略，使无轨胶轮车获得最佳的驱动性能。
为了达到节省空间和安全防护的目的，耦合装置、控制装置和蓄电池分腔放置在同一个矿用隔爆外壳或矿用隔爆兼本安型外壳中。
蓄电池为锂离子蓄电池，锂离子蓄电池质量小，性能好，能提高矿用混合动力无轨胶轮车的驱动性能。
为了提高矿用混合动力无轨胶轮车的安全性，发动机为防爆柴油机，发电机为防爆发电机。

Claims (3)

1.一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统，包括发动机、发电机、蓄电池、照明信号灯、电喇叭、显示屏、操作箱、脚踏开关、控制装置和电动机，发动机与发电机机械连接，照明信号灯和电喇叭与蓄电池电连接，发电机、操作箱、脚踏开关、显示屏、蓄电池和电动机均与控制装置电连接，其特征在于，还包括耦合装置，发电机、控制装置和电动机与耦合装置机械连接，耦合装置与无轨胶轮车的驱动桥机械连接，耦合装置、控制装置和蓄电池分腔放置在同一个矿用隔爆外壳或矿用隔爆兼本安型外壳中。
2. 根据权利要求1所述的一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统，其特征在于，所述的蓄电池为锂离子蓄电池。
3. 根据权利要求1所述的一种矿用混合动力无轨胶轮车驱动系统，其特征在于，所述的发动机为防爆柴油机，发电机为防爆发电机。
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