CN103909833B - 电动矿山车的运营方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动矿山车的运营方法，所述的电动矿山车采用电池包作为动力源，所述的电池包还可以被用于进行能量回收，电动矿山车循环行驶于固定的起点S和终点E之间的路径上，所述终点E的海拔高于起点S的海拔，路径长为L，在所述的路径上设置有N个充电站，N为大于等于1的自然数，所述的电动矿山车在路径上行驶时依次在N个充电站进行充电。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种车辆的运营方法，特别地，涉及一种电动矿山车的运营方法。
[背景技术]
在矿山领域，大型的矿山车辆是必不可少的运输工具,这些矿山车辆一般具有体型庞大，自重大，载重量大，价格高昂，使用成本高昂等特点。
目前市场上常见的矿山车辆（例如卡特彼勒，小松等）自重在200吨左右，载重量约为300～400吨，车辆发动机功率约为1500～2500kW。满载情况下百公里油耗约在700～800升。
这些矿山车辆的价格和使用成本同样也十分高昂，一般而言，一辆载重350吨左右的矿山车的价格约为400万美金（约合2000万元），而矿山车辆运行一天的油耗约在4～5吨，按目前的柴油价格（9000元/吨）来计算，一辆矿山车运行一天的油费约需要4万元。每年仅油费就需要1500万元左右。且从整个世界的能源环境看来，随着石油资源的日渐枯竭，油料价格在可预见的未来会逐步升高，也即是说：矿山车的每年消耗的油费会逐渐增加。
另一方面，由于矿山车其自身工作性质（载重大，在矿山区域行驶）的限制，其速度一般都比较低，一般而言，矿山车的速度不超过60km/h,多数时候行驶速度在40km/h以下。发动机（内燃机）在运行中将蕴含在燃料（汽油，柴油，乙醇）中的化学能转化为自由能，这个过程受制于热力学卡诺循环，从理论上而言，大部分的能量是以热能的形式被浪费掉，只有少量能量（一般而言<30%)以自由能的形式释放并驱动车辆，尤其是车辆在低速行驶的情况下，能量转化效率更加低下。也就是说，矿山车辆在实际的运行过程中，发动机的效率其实是比较低的，换言之，矿山车在运行时处在“费油”的状态。
有部分型号的矿山车辆，为了避免上述的发动机效率低下的问题，采用柴油机带动发电机发电，然后供电给位于车辆后轮轮毂内的电动机来驱动车辆，高转速的轮毂电动机经外侧的行星式轮边减速机降低转速，驱动后轮前进。这种设计可以部分解决上述问题，但是这种设计一方面受制于轮毂电机的技术不够成熟，另一方面，在这种设计中，能量来源仍然是内燃机，而内燃机的效率仍然受制于热力学卡诺循环，也就是说，这种设计仍然不能从根本上解决矿山车发动机效率低下的问题。
综合以上情况，目前，已经有了关于纯电动矿山车的设想，纯电动矿山车采用电池对矿山车进行驱动。但是，电动矿山车具有一个无法回避的特点：以目前的储能技术水平，即使对电动矿山车配备1000kWh的电池包，其能量也仅够两小时运行所需要。也就是说：电动矿山车的电池包配备无法满足其一日运行所需要。电动矿山车辆每天必须进行两次甚至更多次的充电。另一方面，矿山车辆运行的轨迹一般都是固定的，因此，合理安排其运行和充电的时间以及充电位置变得非常重要。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是：提供一种电动矿山车的运营方法，其可以使得电动矿山车高效节能地运行。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种电动矿山车的运营方法，所述的电动矿山车采用电池包作为动力源，所述的电池包还可以被用于进行能量回收，电动矿山车循环行驶于固定的起点（S）和终点（E）之间的路径上，所述终点（E）的海拔高于起点（S）的海拔，路径长为L，在所述的路径上设置有N个充电站，N为大于等于1的自然数，所述的电动矿山车在路径上行驶时依次在N个充电站进行充电。
作为优选的技术方案：当所述电动矿山车在距离终点最近的充电站进行充电时，所述电池包的SOC将被充电至不高于95％。
作为优选的技术方案：距离终点最近的充电站设置在距离终点大于2公里的位置。
作为优选的技术方案：所述的N为1， 所述的充电站设置在路径的中点，所述的电动矿山车在经过所述的充电站时进行充电。
作为优选的技术方案：所述的N为2，第一充电站设置在路径的中点，第二充电站设置在第一充电站和终点之间，所述的电动矿山车在经过所述的充电站时进行充电。
作为优选的技术方案：所述的N为3，第一充电站设置在距离起点（S）L/3处，第二充电站设置在距离起点（S）2L/3处，第三充电站设置在第二充电站和终点之间，所述的电动矿山车在经过所述的充电站时进行充电。
本发明的电动矿山车行驶在起点和终点之间，在起点和终点之间设置多个充电站，充电站的位置设置可以按照能量消耗的速率来设定，使得所述的电动矿山车可以在消耗一部分能量后，在预定位置得到能量补充。
另外，在距离终点最近的一个充电站进行充电时，将电池的SOC充电至不高于95％，这样，可以确保当电动矿山车返回时，电池包有容量对整个电动矿山车的重力势能进行能量回收，从而进一步达到节能的效果。
另外，也可以将距离终点最近的一个充电站设置在距离终点大于2公里的位置，从而使得即使电动矿山车在该充电站充电使得SOC达到100％后，行驶了两公里后，电池包消耗了一部分能量，从而当电动矿山车返回时，电池包有容量对整个电动矿山车的重力势能进行能量回收，进一步达到节能的效果。
【具体实施方式】
实施例1：
一种电动矿山车的运营方法，所述的电动矿山车采用电池包作为动力源，所述的电池包还可以被用于进行能量回收，电动矿山车循环行驶于固定的起点S和终点E之间的路径上，所述终点E的海拔高于起点S的海拔，E的海拔高于S的海拔为80米，路径长为L，L为9公里，在所述的路径上设置有3个充电站，3个充电站分别设置在距离S为3公里、6公里、9公里的位置。
所述的电动矿山车在路径上行驶时依次在3个充电站进行充电。
当所述电动矿山车在终点处的充电站进行充电时，所述电池包的SOC将被充电至不高于95％。
实施例2：
一种电动矿山车的运营方法，所述的电动矿山车采用电池包作为动力源，所述的电池包还可以被用于进行能量回收，电动矿山车循环行驶于固定的起点S和终点E之间的路径上，所述终点E的海拔高于起点S的海拔，E的海拔高于S的海拔为80米，路径长为L，L为9公里。
在所述的路径上设置有3个充电站，3个充电站分别设置在距离S为2.5公里、5公里、6.8公里的位置。
所述的电动矿山车在路径上行驶时依次在3个充电站进行充电。
距离终点最近的充电站设置在距离终点大于2公里的位置。
实施例3：
一种电动矿山车的运营方法，所述的电动矿山车采用电池包作为动力源，所述的电池包还可以被用于进行能量回收，电动矿山车循环行驶于固定的起点S和终点E之间的路径上，所述终点E的海拔高于起点S的海拔，E的海拔高于S的海拔为80米，路径长为L，L为9公里，在所述的路径上设置有2个充电站，2个充电站分别设置在距离S为4.5公里、9公里的位置。
所述的电动矿山车在路径上行驶时依次在2个充电站进行充电。
当所述电动矿山车在终点处的充电站进行充电时，所述电池包的SOC将被充电至不高于95％。
实施例4：
一种电动矿山车的运营方法，所述的电动矿山车采用电池包作为动力源，所述的电池包还可以被用于进行能量回收，电动矿山车循环行驶于固定的起点S和终点E之间的路径上，所述终点E的海拔高于起点S的海拔，E的海拔高于S的海拔为100米，路径长为L，L为15公里，在所述的路径上设置有2个充电站，2个充电站分别设置在距离S为7.5公里、12公里的位置。
所述的电动矿山车在路径上行驶时依次在2个充电站进行充电。
本发明的保护范围并不仅限于实施例，凡在本发明精神下所做的变化和改动，均应落在本发明保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电动矿山车的运营方法，所述的电动矿山车采用电池包作为动力源，所述的电池包还可以被用于进行能量回收，电动矿山车循环行驶于固定的起点(S)和终点(E)之间的路径上，所述终点(E)的海拔高于起点(S)的海拔，所述路径长为L，其特征在于：在所述的路径上设置有N个充电站，N为大于等于1的自然数，所述的电动矿山车在路径上行驶时依次在N个充电站进行充电，当所述电动矿山车在距离终点最近的充电站进行充电时，所述电池包的SOC将被充电至不高于95％，距离终点最近的充电站设置在距离终点大于2公里的位置。
2.如权利要求1所述的电动矿山车的运营方法，其特征在于：所述的N为1，所述的充电站设置在路径的中点，所述的电动矿山车在经过所述的充电站时进行充电。
3.如权利要求1所述的电动矿山车的运营方法，其特征在于：所述的N为2，第一充电站设置在路径的中点，第二充电站设置在第一充电站和终点之间，所述的电动矿山车在经过所述的充电站时进行充电。
4.如权利要求1所述的电动矿山车的运营方法，其特征在于：所述的N为3，第一充电站设置在距离起点(S)L/3处，第二充电站设置在距离起点(S)2L/3处，第三充电站设置在第二充电站和终点之间，所述的电动矿山车在经过所述的充电站时进行充电。
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