CN206938437U - 一种矿车并联电机混合动力装置及相应矿车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿车并联电机混合动力装置及相应矿车，所述并联电机混合动力装置包括变速箱、第一电动机、第一电动机驱动器、发电机、发电机控制器、发动机、油泵、油泵驱动电机、气罐、电动打气泵、蓄电池、充电机、高压配电箱、动力电池组、第二电动机、第二电动机驱动器、逆变器、后驱动桥。本实用新型动力装置采用并联电机混合动力系统，发动机功率大幅低于传统柴油车功率，能耗显著降低；本实用新型的动力装置造价低、可靠性高；本实用新型的矿车工作时间长、运营成本低、高效环保。

Description

一种矿车并联电机混合动力装置及相应矿车

技术领域

本实用新型涉及矿车制备领域，具体涉及一种矿车并联电机混合动力装置及相应矿车。

背景技术

国内矿业使用了大量的运输矿车，由于矿车运载量大、尺寸大，因此油耗非常高，矿车的油费占矿山运营成本的60％左右，一台矿车的油费每年可达上百万。因此降低矿车的油耗对于采矿企业实现利润增长具有非常现实的意义。

申请号为201220678088.9的中国实用新型专利提出了一种电动矿车，获得了一种无排放的采矿效率较好的矿车，但其不能提供较长的作业时间，也不具备较好的作业稳定性。

申请号为201410649041.3的中国发明专利提供了一种采矿车辆和用于采矿车辆的能量供给的方法，该专利可将矿车中的部件的数目最小化，但是其在如何平衡动力和能耗方面，并没有实质性贡献。

专利WO 2010/061058提出了一种在一个作业时储能并用于下一个作业的方法。不过，该专利需要将车辆与外部电网连接，不太适用于一般的矿区。

实用新型内容

针对现有技术的缺点，本实用新型的目的之一在于提供一种矿车并联电机混合动力装置，包括变速箱、第一电动机、第一电动机驱动器、发电机、发电机控制器、发动机、油泵、油泵驱动电机、气罐、电动打气泵、蓄电池、充电机、高压配电箱、动力电池组、第二电动机、第二电动机驱动器、逆变器、后驱动桥；

其中，第一电动机和第二电动机并联并与变速箱连接，第一电动机驱动器、第二电动机驱动器分别与第一电动机和第二电动机连接，第一电动机驱动器和第二电动机驱动器与高压配电箱连接；发动机与发电机连接，发电机与发电机控制器连接，发电机控制器与高压配电箱连接；动力电池组与高压配电箱连接；油泵与油泵驱动电机连接，油泵驱动电机与高压配电箱连接；气罐与电动打气泵连接，电动打气泵与逆变器连接，逆变器与高压配电箱连接；蓄电池与充电机连接，充电机与高压配电箱连接；后驱动桥与变速箱连接。

在具体连接时，变速箱输入为2轴，分别对应2个电动机，输出轴为单轴经传动轴连接到后驱动桥。

发动机不直接驱动车辆只发电。

高压配电箱保留充电接口，可以给动力电池组充电。

作为优选方案，所述发动机为柴油发动机、汽油发动机或天然气发动机。

所述蓄电池为24v蓄电池。

所述充电机为DC/DC充电机。

所述逆变器为DC/AC逆变器。

所述油泵为液压油泵。

所述油泵驱动电机中含有电机驱动器。

本实用新型的另外一个目的是提供具有上述动力装置的矿车，所述矿车还包括底盘、循环水泵、气泵、散热风扇、空调、油门踏板、刹车系统和档位等部件。

作为优选方案，所述矿车的刹车系统主要采用电动机回馈制动，刹车功率与前进功率相同；辅助使用气刹车。

所述矿车为双轴，采用油气悬挂。

本实用新型相对于现有技术的优点：

1、本实用新型的动力装置采用并联电机混合动力系统，发动机功率大幅低于传统柴油车功率，油耗显著降低；

2、本实用新型通过将2台电动机并联驱动，可提供与单台大功率电动机同样功率时，同时本实用新型所用电动机可采用市场上较为廉价的中大功率电机，大幅降低了造价；另外，两台电动机可靠性更高，当一台电动机出问题时另一台电动机仍可以工作；

3、本实用新型的矿车采用了混合动力，可以满足矿车每天20 个小时以上的工作需求，期间无需充电；由于本实用新型矿车保留了充电能力，并且回收了大部分的制动能量，发动机始终工作在经济油耗区间，因此相对传统柴油车混合动力节省了50％以上的燃油，可以大大节约矿区运营成本，同时还能减少90％以上的固体颗粒物排放，是一款高效环保的车辆。

4、本实用新型的矿车主要采用电制动，其制动功率与驱动功率相同，可大量回收车辆制动能量提高了车辆节油率，同时基本不需要传统气刹的参与减少了刹车片的损耗。

附图说明

图1为本实用新型矿车并联电机混合动力装置框图；

图中，1、变速箱，2、第一电动机，3、第一电动机驱动器，4、发电机控制器，5、发电机，6、发动机，7、油泵，8、油泵驱动电机， 9、气罐，10、电动打气泵，11、蓄电池，12、充电机，13、高压配电箱，14、动力电池组，15、第二电动机驱动器，16、第二电动机，17、逆变器，18、后驱动桥。

具体实施方式

下面对照附图，通过对本实用新型的最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

如图1所示，本实用新型的一种矿车并联电机混合动力装置，包括变速箱1、第一电动机2、第一电动机驱动器3、发电机5、发电机控制器4、发动机6、油泵7、油泵驱动电机8、气罐9、电动打气泵10、蓄电池11、充电机12、高压配电箱13、动力电池组14、第二电动机16、第二电动机驱动器15、逆变器17、后驱动桥18；

其中，第一电动机2和第二电动机16并联并与变速箱1连接，第一电动机驱动器3、第二电动机驱动器15分别与第一电动机2和第二电动机16连接，第一电动机驱动器3和第二电动机驱动器15 与高压配电箱13连接；发动机6与发电机5连接，发电机5与发电机控制器4连接，发电机控制器4与高压配电箱13连接；动力电池组14与高压配电箱13连接；油泵7与油泵驱动电机8连接，油泵驱动电机8与高压配电箱13连接；气罐9与电动打气泵10连接，电动打气泵10与逆变器17连接，逆变器17与高压配电箱13连接；蓄电池11与充电机12连接，充电机12与高压配电箱13连接；后驱动桥18与变速箱1连接。

所述发动机6为柴油发动机。

所述蓄电池11为24v蓄电池。

所述充电机12为DC/DC充电机。

所述逆变器17为DC/AC逆变器。

所述油泵7为液压油泵。

所述油泵驱动电机8中含有电机驱动器。

变速箱1，输入为2轴，分别对应2个电动机，输出轴为单轴经传动轴连接到后驱动桥18。

高压配电箱13保留充电接口，可以给动力电池组充电。

第一电动机2和第二电动机16的功率和型号相同。

采用大功率液压电机带动液压油泵，同时满足液压转向和液压举升需求。

利用DC/DC给24v蓄电池充电，利用DC/AC给电动气泵供电。

利用上述动力装置制备矿车时，还增添底盘、循环水泵、气泵、散热风扇、空调、油门踏板、刹车系统和档位等部件。

所用的刹车系统主要采用电动机回馈制动，刹车功率与前进功率相同；辅助使用气刹车。

所述矿车为双轴，采用油气悬挂。

由上述说明可知，本实用新型通过将2台电动机并联驱动，可提供与单台大功率电动机同样功率时，同时本实用新型所用电动机可采用市场上较为廉价的中大功率电机，大幅降低了造价；另外，两台电动机可靠性更高，当一台电动机出问题时另一台电动机仍可以工作；

本实用新型的动力装置采用并联式混合动力系统，发动机功率大幅低于传统柴油车功率，能耗显著降低；

另外，本实用新型矿车主要采用电动机回馈制动，可以回收大量能量，提高节油率，适应矿区作业工况，有大量能量回收机会；同时不需要传统的缓速器，气刹只是驻车等情况下辅助使用，可以尽量减少气刹的使用，避免气刹磨耗和发热。

本实用新型采用了并联电机混合动力系统，配合功率密度的锂电池，可以使柴油发动机一直工作在经济油耗区，且动力电池可以回收矿车的制动能量。并且矿区的使用工况十分适合混合动力矿车发挥其优势，在上坡的时候可以靠发动机工作在经济区节油，下坡的时候可以靠制动回收能量，矿区几乎没有平路。因此本实用新型对于业主的节能增效有巨大的现实意义，并且符合国家节能减排，建设绿色矿区的指导思想。

以上内容是对本实用新型进行的示例性描述，本实用新型并不受到上述方式的限制，只要采取了本实用新型的构思，无论在形状或者结构上进行任何改进，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种矿车并联电机混合动力装置，其特征在于，包括变速箱(1)、第一电动机(2)、第一电动机驱动器(3)、发电机(5)、发电机控制器(4)、发动机(6)、油泵(7)、油泵驱动电机(8)、气罐(9)、电动打气泵(10)、蓄电池(11)、充电机(12)、高压配电箱(13)、动力电池组(14)、第二电动机(16)、第二电动机驱动器(15)、逆变器(17)、后驱动桥(18)；

其中，第一电动机(2)和第二电动机(16)并联并与变速箱(1)连接，第一电动机驱动器(3)、第二电动机驱动器(15)分别与第一电动机(2)和第二电动机(16)连接，第一电动机驱动器(3)和第二电动机驱动器(15)与高压配电箱(13)连接；发动机(6)与发电机(5)连接，发电机(5)与发电机控制器(4)连接，发电机控制器(4)与高压配电箱(13)连接；动力电池组(14)与高压配电箱(13)连接；油泵(7)与油泵驱动电机(8)连接，油泵驱动电机(8)与高压配电箱(13)连接；气罐(9)与电动打气泵(10)连接，电动打气泵(10)与逆变器(17)连接，逆变器(17)与高压配电箱(13)连接；蓄电池(11)与充电机(12)连接，充电机(12)与高压配电箱(13)连接；后驱动桥(18)与变速箱(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿车并联电机混合动力装置，其特征在于，所述发动机(6)为柴油发动机、汽油发动机或天然气发动机。

3.根据权利要求1所述的一种矿车并联电机混合动力装置，其特征在于，所述蓄电池(11)为24v蓄电池。

4.根据权利要求1所述的一种矿车并联电机混合动力装置，其特征在于，所述充电机(12)为DC/DC充电机。

5.根据权利要求1所述的一种矿车并联电机混合动力装置，其特征在于，所述逆变器(17)为DC/AC逆变器。

6.根据权利要求1所述的一种矿车并联电机混合动力装置，其特征在于，所述油泵(7)为液压油泵。

7.根据权利要求1所述的一种矿车并联电机混合动力装置，其特征在于，所述油泵驱动电机(8)中含有电机驱动器。

8.装备有如权利要求1～7任一项所述矿车并联电机混合动力装置的矿车，其特征在于，所述矿车还包括底盘、循环水泵、气泵、散热风扇、空调、油门踏板、刹车系统和档位。

9.根据权利要求8所述的矿车，其特征在于，刹车系统主要采用电动机回馈制动，刹车功率与前进功率相同；辅助使用气刹车。

10.根据权利要求9所述的矿车，其特征在于，所述矿车为双轴，采用油气悬挂。