CN202806420U

CN202806420U - 电动矿山车

Info

Publication number: CN202806420U
Application number: CN201220321494XU
Authority: CN
Inventors: 吴扬; 邱梅清
Original assignee: Microvast Power Systems Huzhou Co Ltd
Current assignee: Microvast Power Systems Huzhou Co Ltd
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-07-02

Abstract

一种电动矿山车，它包括车身，车轮，电动机，在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包为所述的电动机提供能量，所述的电动机驱动车轮，本实用新型技术方案所提供的矿山车辆在运行过程中，几乎没有能量浪费，从而使得能量转化效率高，另一方面，由于几乎没有能量浪费，也降低了矿山车辆的运行成本。

Description

电动矿山车

【技术领域】

本实用新型涉及一种矿山车辆，特别地，涉及一种采用电力驱动的矿山运输车辆。

【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。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是：目前矿山车辆中普遍存在在能量转化效率低下以及由此所导致的高昂使用成本。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电动矿山车，它包括车身，车轮，用于驱动车辆的电动机，在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包与所述的电动机相连接。

当电池包储存的能量耗尽时，可以通过外部充电机对电池包进行充电。

作为优选的实施方式，所述的电池包由多个锂离子电池模块构成，所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。

作为优选的实施方式，所述的锂离子电池单体可以在超过3C倍率的情况下进行持续地充放电。

作为优选的实施方式，所述的电池包储存能量为1000kWh~5000kWh。

作为优选的实施方式，所述的锂离子电池单体在100％DOD（depth of discharging：放电深度）的放电－充电循环情况下，循环寿命大于5000次。

作为优选的实施方式，所述的锂离子电池单体为钛酸锂电池，所述的钛酸锂电池即以尖晶石态的钛酸锂或其它钛锂复合氧化物为负极材料的锂离子电池。

由于本实用新型技术方案中，使用电池包进行供电，电池包储存的能量全部为自由能，而电池包的能量释放过程无需卡诺循环，能量输出的效率理论值为100％，所以，本实用新型技术方案所提供的矿山车辆在运行过程中，几乎没有能量浪费，从而使得能量转化效率高，另一方面，由于几乎没有能量浪费，也降低了矿山车辆的运行成本。

以一辆额定功率为1000kW的矿山车为例，每天运行18～20小时，大约需消耗4万元的油料，而如果采用本实用新型技术方案，由于1000kW是满载输出功率，实际运行中约有30%~40％的时间是空载，实际上平均输出功率约在500～600kW,以600kW计算，每小时消耗电能600kWh(即600度电），以每天20小时计算，每天耗电12000kWh（12000度电），以白天（峰电）和夜晚（谷电）的平均工业用电价格为0.7元/kWh计算，每天消耗的电能需要8400元。则对比传统矿山车，一辆电动矿山车每年可以节约燃料（能量）成本900万元左右。

另一方面，若考虑在上述电动矿山车中设置储能为1000kWh的电池包（可供两小时行驶），若以9000元/kWh的储能市价考虑，则该电池包的价格约在900万元，以一个电池包使用2年计算，每年的电池包折旧费用约为450万元。

可见，采用了本实用新型技术方案后，即使以一个电池包使用两年计算（实际中锂离子电池包的寿命可以达到3年甚至更多），一辆矿山车每年仍然可以综合节省400～500万元的使用费用。

【附图说明】

图1为本实用新型一实施例的电动矿山车的示意图；其中：

1.矿山车； 2.车轮； 3. 电池包。

【具体实施方式】

实施例1：

一种电动矿山车，它包括车身，车轮，电动机，在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包为所述的电动机提供能量，所述的电动机驱动车轮。

实施例2：

一种电动矿山车，它包括车身，车轮，电动机，在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包为所述的电动机提供能量，所述的电动机驱动车轮。所述的电池包由多个锂离子电池模块构成，所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。

实施例3：

一种电动矿山车，它包括车身，车轮，电动机，在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包为所述的电动机提供能量，所述的电动机驱动车轮。所述的电池包储存能量为1000kWh。

实施例4：

一种电动矿山车，它包括车身，车轮，电动机，在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包为所述的电动机提供能量，所述的电动机驱动车轮。所述的电池包储存能量为2000kWh。

实施例5：

一种电动矿山车1，它包括车身，车轮，电动机，在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包为所述的电动机提供能量，所述的电动机驱动车轮。所述的电池包由多个锂离子电池模块构成，所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。所述的电池包储存能量为1000kWh。

实施例6：

一种电动矿山车，它包括车身，车轮，电动机，在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包为所述的电动机提供能量，所述的电动机驱动车轮。所述的电池包由多个锂离子电池模块构成，所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。所述的电池包储存能量为5000kWh。

实施例7：

如图1所示意：一种电动矿山车，它包括车身，车轮2，电动机，在所述的车身内设置有电池包3，所述的电池包3为所述的电动机提供能量，所述的电动机驱动车轮。所述的电池包3由多个锂离子电池模块构成，所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。所述的电池包储存能量为1500kWh。

在本实施例中，所述的锂离子电池单体为钛酸锂电池（即负极材料为具有尖晶石结构的钛酸锂）并具有在超过3C的情况下进行充电和放电的能力。

在实际使用中，储能1500kWh的电池包可以供矿山车行驶2小时左右，当电量耗尽后，进行快速充电（>5C),这样就可以在10分钟左右的时间内充电完毕，所以，采用了具有快速充放能力的电池包，可以保证矿山车每天的运行时间在22小时以上（充电时间小于2小时）。这样就与传统的矿山车的每天运行时间相当。

实施例8：

一种电动矿山车，它包括车身，车轮，电动机，柴油机，发电机。在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包为所述的电动机提供能量，所述的电动机驱动车轮。当电池包能量耗尽且不便补充时，可由柴油机驱动发电机给电动机提供能量。

本发实用新型保护范围并不仅限于实施例，凡在本实用新型精神下所做的变化和改动，均应落在本实用新型保护范围之内。

Claims

1.一种电动矿山车，它包括车身，车轮，用于驱动车辆的电动机，其特征在于：在所述的车身内设置有电池包，所述的电池包与所述的电动机相连接。

2.如权利要求1所述的电动矿山车，其特征在于：所述的电池包由多个锂离子电池模块构成，所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。