CN211139011U - 一种改造型电动力矿用车的电源系统 - Google Patents

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田振华
黄波
穆俊杰
杨若澜
兰茜
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Abstract

改造型电动力矿用车的电源系统，包括电池管理系统BMS、高压箱模块、电池包模块、主辅变流器、牵引电机、辅助设备和充电模块，所述电池箱组件与高压箱模块连接，所述主辅变流器分别与高压箱模块、辅助设备和牵引电机连接，所述充电模块与高压箱模块连接，所述电池管理系统BMS分别与高压箱模块、电池包模块连接，车辆牵引运行时，电池包模块的电能输送给高压箱，高压箱配电给主辅变流器，主辅变流器通过逆变电能后将交流电输送给牵引电机。车辆在制动运行时，牵引电机转变为发电机，将产生的交流电通过主辅变流器整流回馈给电池包模块。在电源系统没电时，可通过充电模块，由地面充电机进行直流充电，补充电能。

Description

一种改造型电动力矿用车的电源系统
技术领域
本实用新型涉及一种改造型电动力矿用车的电源系统。
背景技术
矿用车是一种应用于露天矿山、大型工程施工现场的一种非公路车辆，目前矿用车基本是采用柴油机作为动力驱动车辆运行的。
目前市场上有一部分车辆已运行8~10年，发动机和变速箱维修次数、维修时长及费用逐年增加，发动机和变速箱基本达到报废状态，但车架、货箱及其他机械结构件寿命还有将近5年寿命，基于此种状况，提出了矿用自卸车纯电改造方案。目前原车为由柴油机提供动力，柴油机通过变速箱、传动轴、差速器及轮边减速器给车轮传递动力，原车制动方式主要有空气制动、变速箱缓行制动两种。原车存在的问题包括：原车油耗较高，运行成本高；发动机、变速箱老化，检修成本高；整车制动性能不好，重载下坡时制动距离过长。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、采用模块化结构设计、便于供电模块的布置与故障维修的改造型电动力矿用车的电源系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型包括电池管理系统BMS、高压箱模块、电池包模块、主辅变流器、牵引电机、辅助设备和充电模块，所述电池包模块包括两组并联的电池箱组件，所述电池箱组件包括电池支架总成，在电池支架总成上设有若干个串联的标准电池包，所述标准电池包包括电池箱箱体，在电池箱箱体内设有若干个串联的电池模组，在电池箱箱体上设有正负极高压航插接口、箱间通讯接口和泄压阀，所述电池箱组件与高压箱模块连接，所述主辅变流器分别与高压箱模块、辅助设备和牵引电机连接，所述充电模块与高压箱模块连接，所述电池管理系统BMS分别与高压箱模块、电池包模块连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述电池管理系统BMS包括电池系统控制盒、电池管理主控模块和从控模块BMU，其中电池管理主控模块设在电池系统控制盒内，所述从控模块BMU设在电池包模块内，所述电池管理主控模块与从控模块BMU之间通过分布式控制拓扑结构连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述高压箱模块包括高压箱箱体，在高压箱箱体上设有高压连接器、空调连接器和PTC连接器，所述高压连接器包括高压箱电池正负连接器、充电正负连接器和放电正负连接器。
作为本实用新型的进一步改进，所述电池支架总成包括若干个电池支架横杆、电池支架纵杆和电池支架竖杆，所述电池支架横杆、电池支架纵杆和电池支架竖杆相互连接形成长方形的框体结构，在电池支架总成内设有若干个用于放置标准电池包的电池支架放置空间，所述电池箱箱体通过螺栓连接的方式与电池支架总成相固定。
本实用新型的有益效果：
并联的电池箱组件组合电池包模块，通过高压箱模块配电给整车用电设备；电池箱组件包括电池支架总成，电池支架总成上设有标准电池包，因此电池箱组件为模块化设计，方便电池包模块的布置与故障维修。
车辆牵引运行时，电池包模块的电能输送给高压箱，高压箱配电给主辅变流器，主辅变流器通过逆变电能后将交流电输送给牵引电机。车辆在制动运行时，牵引电机转变为发电机，将产生的交流电通过主辅变流器整流回馈给电池包模块。在电源系统没电时，可通过充电模块，由地面充电机进行直流充电，补充电能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型的各模块的连接图。
图2为本实用新型的电池箱组件的结构图。
具体实施方式
图1至图2为本实用新型的实施例：
包括电池管理系统BMS、高压箱模块1、电池包模块2、主辅变流器3、牵引电机4、辅助设备5和充电模块6；
所述电池包模块2包括两组并联的电池箱组件，所述电池箱组件包括电池支架总成7，所述电池支架总成7包括若干个电池支架横杆、电池支架纵杆和电池支架竖杆，所述电池支架横杆、电池支架纵杆和电池支架竖杆相互连接形成长方形的框体结构，在电池支架总成7内设有若干个用于放置标准电池包的电池支架放置空间，在电池支架总成7上设有若干个串联的标准电池包，所述标准电池包包括电池箱箱体8，所述电池箱箱体8通过螺栓连接的方式与电池支架总成7相固定，在电池箱箱体8内设有若干个串联的电池模组，在电池箱箱体8上设有正负极高压航插接口、箱间通讯接口和泄压阀；
所述高压箱模块1包括高压箱箱体9，在高压箱箱体9上设有高压连接器、空调连接器和PTC连接器，所述高压连接器包括高压箱电池正负连接器、充电正负连接器和放电正负连接器；
所述电池管理系统BMS包括电池系统控制盒、电池管理主控模块和从控模块BMU，其中电池管理主控模块设在电池系统控制盒内，所述从控模块BMU设在电池包模块2内，所述电池管理主控模块与从控模块BMU之间通过分布式控制拓扑结构连接；
所述电池箱组件与高压箱模块1连接，所述主辅变流器3分别与高压箱模块1、辅助设备5和牵引电机4连接，所述充电模块6与高压箱模块1连接，所述电池管理系统BMS分别与高压箱模块1、电池包模块2连接。
本实用新型的有益效果：
并联的电池箱组件组合电池包模块2，通过高压箱模块1配电给整车用电设备；电池箱组件包括电池支架总成7，电池支架总成7上设有标准电池包，因此电池箱组件为模块化设计，方便电池包模块2的布置与故障维修。
车辆牵引运行时，电池包模块2的电能输送给高压箱，高压箱配电给主辅变流器3，主辅变流器3通过逆变电能后将交流电输送给牵引电机4。车辆在制动运行时，牵引电机4转变为发电机，将产生的交流电通过主辅变流器3整流回馈给电池包模块2。在电源系统没电时，可通过充电模块6，由地面充电机进行直流充电，补充电能。
电池系统控制盒与高压箱箱体9分开设置，防止高压箱模块1对电池管理系统BMS的干扰，电池管理系统网络拓扑采用分布式控制拓扑，每个从控模块BMU将电池包模块2内信息传输给电池管理主控模块汇总分析。
电池箱箱体8内设有若干个串联的电池模组，分别由正负极高压航插接口对外送电；从控模块BMU对每个电池模组进行电压检测和温度检测，实现对每个电池模组单体实时监控的目的；箱间通讯接口将从控模块BMU采集分析到的电池模组单体的电压和温度信息传输给电池管理系统BMS。
电池箱组件采用电池支架总成7和标准电池包相连接的结构，方便实现电池支架总成7和标准电池包之间的拆装，模块化的结构可以便于供电模块的布置与故障维修。

Claims (4)

1.一种改造型电动力矿用车的电源系统，包括电池管理系统BMS、高压箱模块、电池包模块、主辅变流器、牵引电机、辅助设备和充电模块，其特征在于：所述电池包模块包括两组并联的电池箱组件，所述电池箱组件包括电池支架总成，在电池支架总成上设有若干个串联的标准电池包，所述标准电池包包括电池箱箱体，在电池箱箱体内设有若干个串联的电池模组，在电池箱箱体上设有正负极高压航插接口、箱间通讯接口和泄压阀，所述电池箱组件与高压箱模块连接，所述主辅变流器分别与高压箱模块、辅助设备和牵引电机连接，所述充电模块与高压箱模块连接，所述电池管理系统BMS分别与高压箱模块、电池包模块连接。
2.按权利要求1所述的改造型电动力矿用车的电源系统，其特征在于：所述电池管理系统BMS包括电池系统控制盒、电池管理主控模块和从控模块BMU，其中电池管理主控模块设在电池系统控制盒内，所述从控模块BMU设在电池包模块内，所述电池管理主控模块与从控模块BMU之间通过分布式控制拓扑结构连接。
3.按权利要求1所述的改造型电动力矿用车的电源系统，其特征在于：所述高压箱模块包括高压箱箱体，在高压箱箱体上设有高压连接器、空调连接器和PTC连接器，所述高压连接器包括高压箱电池正负连接器、充电正负连接器和放电正负连接器。
4.按权利要求1所述的改造型电动力矿用车的电源系统，其特征在于：所述电池支架总成包括若干个电池支架横杆、电池支架纵杆和电池支架竖杆，所述电池支架横杆、电池支架纵杆和电池支架竖杆相互连接形成长方形的框体结构，在电池支架总成内设有若干个用于放置标准电池包的电池支架放置空间，所述电池箱箱体通过螺栓连接的方式与电池支架总成相固定。
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