矿用电动轮自卸车及其动力系统和控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种矿用电动轮自卸车及其动力系统和控制方法，涉及自卸车动力技术领域，该自卸车动力系统包括：发电机组、蓄电池组和控制单元；控制单元与发电机组和蓄电池组分别连接；发电机组与蓄电池组连接以向蓄电池组充电；发电机组与蓄电池组并联后通过变频器与牵引电机连接，以向牵引电机供电；控制单元用于控制发电机组与蓄电池组的供电状态；在制动过程中蓄电池组通过变频器回收牵引电机产生的电能。本发明专利技术通过使用混合供电方式，可以调节蓄电池组和柴油发电机组输出电能的比例，而发电机组保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗和排放；并且可以吸收自卸车制动时反馈的能量，节约能源、提高经济效益。

Mine electric wheel dump truck and its power system and control method

The present invention provides an electric wheel dump truck and its power system and control method, relates to the technical field of self unloading power, the power system including: Truck generator, battery and control unit; the control unit and the power unit and the battery are connected; generating unit is connected with the storage battery to charge the batteries; generator and battery in parallel through the inverter is connected with the traction motor, traction motor power supply to the power supply; the control unit is used for state control of generator and battery; in the braking process of the accumulator battery through the inverter traction motor produces electrical energy recovery. The present invention by using a hybrid power supply mode, can adjust the batteries and diesel generator power output ratio, and the generator keeps working in the best performance in the region, so as to reduce fuel consumption and emissions; and can absorb the self feedback truck braking energy, save energy and improve economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
矿用电动轮自卸车及其动力系统和控制方法
本专利技术涉及自卸车动力
，尤其是涉及一种矿用电动轮自卸车及其动力系统和控制方法。
技术介绍
现有的矿用电动轮自卸车，大部分使用以下运行方式：1.牵引主系统采用柴油发动机向发电机提供动力，发电机将机械能转化为电能，通过交流-直流-交流变化，驱动牵引电机工作；牵引辅助系统也是采用交流-直流-交流系统，由柴油发动机带动发电机，再通过变频器控制交流电机，制动能量通过电阻栅消耗掉。2.采用辅助架线供电和柴油发动机作为双能源运行。在重载上坡时，采用辅助架线直接供电驱动，柴油发动机只作怠速运行；在平道行驶时则由柴油发动机驱动；在下坡时，电制动所产生的电力经辅助架线直接返回给电网。因此矿用电动轮自卸车采用柴油发动机、发电机通过变频器向牵引电机供电的方式，能耗高、污染严重，且制动能量通过热能白白消耗；采用辅助架线供电的方式受场地限制，灵活性差。针对现有技术中矿用电动轮自卸车的驱动方式存在的上述问题，目前尚未提出有效解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种矿用电动轮自卸车及其动力系统和控制方法，可以节约能源、提高经济效益。第一方面，本专利技术实施例提供了一种自卸车动力系统，包括：发电机组、蓄电池组和控制单元；控制单元与发电机组和蓄电池组分别连接；发电机组与蓄电池组连接以向蓄电池组充电；发电机组与蓄电池组并联后通过变频器与牵引电机连接，以向牵引电机供电；控制单元用于控制发电机组与蓄电池组的供电状态；在制动过程中蓄电池组通过变频器回收牵引电机产生的电能。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，控制单元在蓄电池组的电量高于阈值时，控制发电机组与蓄电池组共同向牵引电机供电；控制单元在蓄电池组的电量低于阈值时，控制发电机组单独向牵引电机供电。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，控制单元在蓄电池组的电量低于阈值时，控制发电机组向蓄电池组充电。结合第一方面及其第一、第二种可能的实施方式之一，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，发电机组包括发动机和主发电机，发动机用于带动主发电机发电。结合第一方面及其第一、第二种可能的实施方式之一，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，蓄电池组包括主蓄电池组和从蓄电池组；发电机组通过桥整流器和主蓄电池组连接；主蓄电池组通过稳压电路与从蓄电池组连接。结合第一方面及其第一、第二种可能的实施方式之一，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括辅助电路；蓄电池组通过高压柜与辅助电路连接。结合第一方面的第五种可能的实施方式之一，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，辅助电路与自卸车的辅助机构连接。结合第一方面及其第一、第二种可能的实施方式之一，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，发电机组与蓄电池组之间设置有桥整流器。第二方面，本专利技术实施例还提供一种矿用电动轮自卸车，包括第一方面及其各可能的实施方式之一提供的自卸车动力系统、多个牵引电机和多个轮边减速器；牵引电机与轮边减速器连接，以驱动矿用电动轮自卸车。第三方面，本专利技术实施例还提供一种自卸车动力系统的控制方法，该方法应用于第一方面及其各可能的实施方式之一提供的自卸车动力系统，包括：根据蓄电池组的电能剩余量确定动力系统的供电状态；供电状态包括：发电机组和蓄电池组共同供电以及发电机组单独供电；当发电机组和蓄电池组共同供电时，根据牵引电机的负载调整发电机组和蓄电池组输出的电能比例，以使发电机组的发动机转速在阈值范围内。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供的矿用电动轮自卸车及其动力系统和控制方法，通过使用混合供电方式，能持续不断地给在启动运行中的自卸车提供电能，并使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，调节蓄电池组和柴油发电机组输出电能的比例，而发电机组保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗和排放；并且可以吸收自卸车制动时反馈的能量，可以节约能源和提高经济效益。本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种自卸车动力系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种自卸车动力系统的连接示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种矿用电动轮自卸车的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种自卸车动力系统的控制方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前矿用电动轮自卸车的驱动方式存在能耗高或受场地限制，灵活性差的问题，基于此，本专利技术实施例提供的一种矿用电动轮自卸车及其动力系统和控制方法，可以节约能源、提高经济效益。为便于对本实施例进行理解，首先对本专利技术实施例所公开的一种自卸车动力系统进行详细介绍。实施例1本专利技术实施例1提供了一种自卸车动力系统，应用于矿用电动轮自卸车，包括发电机组、蓄电池组和控制单元。参见图1所示的自卸车动力系统的结构示意图，其中示出了控制单元10与发电机组11和蓄电池组12分别连接。其中，发电机组11还与蓄电池组12连接，以向蓄电池组12充电。作为可选的方式，发电机组与蓄电池组之间设置有桥整流器。发电机组11与蓄电池组12并联后通过变频器13与牵引电机14连接，发电机组11与蓄电池组12可以共同向牵引电机14供电，也可以分别供电。具体地，上述控制单元10用于控制发电机组与蓄电池组的供电状态，例如可以分别供电或者共同供电，在共同供电时还可以控制两者输出电能的比例。由于矿用电动轮自卸车的制动方式一般包括电制动，即制动时车轮带动连接的牵引电机，通过牵引电机的阻力进行制动，牵引电机在被带动旋转的过程中会产生电能，现有的方式是同过连接电阻栅，将产生的电能转化成热能消耗掉，造成能源的浪费。本专利技术实施例中的蓄电池组，在制动过程中可以回收牵引电机产生的电能，即牵引电机产生的电能通过上述变频器13再储存到蓄电池组12内，从而达到节约能源和提高经济效益的目的。具体地，上述发电机组一般包括发动机(例如柴油机、汽油机等内燃机)和主发电机，发动机用于带动主发电机发电。考虑到发动机一般具有最佳工作区域，即在某个转速区间内可以输出足够的功率且油耗较低，例如柴油机的转速在1200-1600转/分的区间内最有效，因此保持发电机组的发动机工作在最佳工作区域可以降低自卸车动力系统的能耗。但是在实际情景中，自卸车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自卸车动力系统，其特征在于，包括：发电机组、蓄电池组和控制单元；所述控制单元与所述发电机组和所述蓄电池组分别连接；所述发电机组与所述蓄电池组连接以向所述蓄电池组充电；所述发电机组与所述蓄电池组并联后通过变频器与牵引电机连接，以向所述牵引电机供电；所述控制单元用于控制所述发电机组与所述蓄电池组的供电状态；在制动过程中所述蓄电池组通过所述变频器回收所述牵引电机产生的电能。

【技术特征摘要】
1.一种自卸车动力系统，其特征在于，包括：发电机组、蓄电池组和控制单元；所述控制单元与所述发电机组和所述蓄电池组分别连接；所述发电机组与所述蓄电池组连接以向所述蓄电池组充电；所述发电机组与所述蓄电池组并联后通过变频器与牵引电机连接，以向所述牵引电机供电；所述控制单元用于控制所述发电机组与所述蓄电池组的供电状态；在制动过程中所述蓄电池组通过所述变频器回收所述牵引电机产生的电能。2.根据权利要求1所述的自卸车动力系统，其特征在于，所述控制单元在所述蓄电池组的电量高于阈值时，控制所述发电机组与所述蓄电池组共同向所述牵引电机供电；所述控制单元在所述蓄电池组的电量低于阈值时，控制所述发电机组单独向所述牵引电机供电。3.根据权利要求1所述的自卸车动力系统，其特征在于，所述控制单元在所述蓄电池组的电量低于阈值时，控制所述发电机组向所述蓄电池组充电。4.根据权利要求1-3任一项所述的自卸车动力系统，其特征在于，所述发电机组包括发动机和主发电机，所述发动机用于带动所述主发电机发电。5.根据权利要求1-3任一项所述的自卸车动力系统，其特征在于，所述蓄电池组包括主蓄电池组和从蓄电池组；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军礼，张华平，曹志春，闫清东，陈绍珍，李洲，方小锐，
申请(专利权)人：紫程宁波电动重型卡车有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33