一种非公路车辆供电系统、供电方法及非公路车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种非公路车辆供电系统、供电方法及非公路车辆，此供电系统包括发电机、整流模块、逆变模块、第一DC/DC模块、第一蓄电池、第二DC/DC模块和第二蓄电池；发电机的输出端与整流模块的输入端相连，整流模块的输出端与逆变模块的输入端相连，逆变模块的输出端与电机相连；第一蓄电池通过第一DC/DC模块与整流模块的输出端相连，用于在非公路车辆处于制动状态时吸收制动能量，并在非公路车辆处于牵引状态时输出能量；第一蓄电池通过第二DC/DC模块与第二蓄电池相连，用于在第二蓄电池馈电时，向第二蓄电池进行充电。本发明专利技术具有节能、保证非公路车辆运行可靠性和最优运行效率等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种非公路车辆供电系统、供电方法及非公路车辆


[0001]本专利技术主要涉及非公路车辆
，具体涉及一种非公路车辆供电系统、供电方法及非公路车辆。

技术介绍

[0002]非公路车辆，如矿用自卸车，由于载重大等特点，广泛应用于大型矿山领域，但自卸车大型柴油机油耗惊人，造成极大的大气污染物排放。混合动力自卸车将是未来一段时间重点应用的技术，即可响应节能减排政策，又能保证动力的需求。
[0003]目前运行的自卸车大多为液力传动，当发电机损坏后车辆无法运行。有部分采用高压蓄电池进行临时供电以使车辆能尽快运行到检修库，但是在较低的温度区域，矿车交接班期间或车辆在户外停放时间较长，若出现24V蓄电池馈电，车辆将无法启动，严重影响车辆运行。另外常规矿用自卸车，电机制动时的能量通过制动电阻消耗，没有充分利用电机制动能量。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构简单、节能、提高非公路车辆运行稳定可靠性的非公路车辆供电系统、供电方法及非公路车辆。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种非公路车辆供电系统，包括发电机、整流模块、逆变模块、第一DC/DC模块、第一蓄电池、第二DC/DC模块和第二蓄电池；所述发电机的输出端与所述整流模块的输入端相连，所述整流模块的输出端与所述逆变模块的输入端相连，所述逆变模块的输出端用于与电机相连；所述第一蓄电池通过所述第一DC/DC模块与所述整流模块的输出端相连，用于在非公路车辆处于制动状态时吸收制动能量，并在非公路车辆处于牵引状态时输出能量；所述第一蓄电池通过第二DC/DC模块与所述第二蓄电池相连，用于在第二蓄电池馈电时，向所述第二蓄电池进行充电；其中第二蓄电池用于向非公路车辆的控制系统供电。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：
[0008]所述第二蓄电池为24V蓄电池。
[0009]所述整流模块为AC/DC整流器；所述逆变模块为DC/AC逆变器。
[0010]本专利技术还公开了一种非公路车辆，包括车辆本体和如上所述的非公路车辆供电系统，所述供电系统中的逆变模块的输出端与车辆本体中的电机相连。
[0011]本专利技术还公开了一种基于如上所述非公路车辆供电系统的供电方法，包括：
[0012]在非公路车辆处于电制动工况时，所述电机回馈能量，通过第一DC/DC模块对第一蓄电池进行充电，所述第一蓄电池对制动能量进行吸收存储；
[0013]在非公路车辆处于牵引工况时，当发电机转速低于预定转速时，所述第一DC/DC模块处于待机模式，所述第一蓄电池向非公路车辆的辅变风机提供能量；
[0014]当发电机转速大于或等于预定转速，且电机处于恒功区时，此时发电机无法满足电机最大牵引功率输出，所述第一DC/DC模块处于恒压模式，所述第一蓄电池向电机提供能量以稳定中间直流母线电压，并限制第一蓄电池侧电流；
[0015]当发电机转速大于或等于预定转速，且电机不处于恒功区时，所述第一DC/DC模块处于恒压模式，所述第一蓄电池向电机提供能量以稳定中间直流母线电压以调节供电系统的动态波动。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进：
[0017]所述预定转速为1200～1600rpm。
[0018]在非公路车辆处于怠速时，所述发电机输出能量，通过第一DC/DC模块对第一蓄电池进行充电，所述第一蓄电池对发电机输出的功率进行吸收存储以提高发电机的输出效率。
[0019]在第二蓄电池馈电时，所述第一蓄电池通过第二DC/DC模块向所述第二蓄电池进行充电，第二蓄电池再向非公路车辆的控制系统供电以实现自启动。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0021]本专利技术在第二蓄电池因为矿车交接班期间或车辆在户外停放时间较长等特殊情况而馈电时，第一蓄电池通过第二DC/DC模块进行电压转换后向第二蓄电池进行充电，从而维持非公路车辆的自启动，保证非公路车辆整体运行的可靠性；在非公路车辆处于制动运行时，第一蓄电池能够吸收制动能量，从而避免制动能量的浪费；在非公路车辆处于牵引状态时，第一蓄电池将吸收的制动能量单独或者与发电机共同输出至电机，提高非公路车辆供电系统运行的可靠性；上述供电系统整体结构简单且操作简便。
[0022]本专利技术的供电方法，通过不同工况下的合理能量管理策略，不仅使得整个供电系统更加节能，同时也能保障非公路车辆运行的稳定可靠性和输出效率。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的供电系统在实施例的方框结构图。
[0024]图例说明：1、发电机；2、整流模块；3、逆变模块；4、电机；5、第一DC/DC模块；6、第一蓄电池；7、第二DC/DC模块；8、第二蓄电池。
具体实施方式
[0025]以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
[0026]如图1所示，本专利技术实施例的非公路车辆供电系统，包括发电机1、整流模块2(如整流器)、逆变模块3(如逆变器)、第一蓄电池6、第一DC/DC模块5、第二蓄电池8和第二DC/DC模块7；发电机1的输出端与整流模块2的输入端相连，整流模块2的输出端与逆变模块3的输入端相连，逆变模块3的输出端与电机4相连；其中发电机1提供整车动力，整流模块2则将三相交流电转换成直流电，逆变模块3则将整流模块2输出的直流电转换成频率和幅值可调的交流电，进而驱动牵引电机4；第一蓄电池6通过第一DC/DC模块5与整流模块2的输出端相连，用于在非公路车辆处于制动状态时吸收制动能量，并在非公路车辆处于牵引状态时输出能量；第一蓄电池6通过第二DC/DC模块7与第二蓄电池8相连，用于在第二蓄电池8馈电时，向第二蓄电池8进行充电以维持非公路车辆的自启动；其中第二蓄电池8为24v蓄电池，用于向
非公路车辆的控制系统供电；另外在第一蓄电池6与第二DC/DC模块设有开关K1，通过控制K1的开关以实现第二蓄电池8的充电。
[0027]在正常运行况时，发电机1输出的交流电经整流模块2整流后变成直流电，经过逆变模块3逆变成频率和幅值可调的三相交流电，再输出给牵引电机4，用来驱动牵引电机4，其中第一蓄电池6和发电机1按照系统功率分配提供相应的动力；在电机4制动时，制动能量通过第一DC/DC模块5给第一蓄电池6充电；当发电机1故障时，第一蓄电池6给牵引电机4供电，第一蓄电池6经过第一DC/DC模块5升压，提供直流电源经逆变模块3给牵引电机4供电，驱动电动轮车缓慢进库。
[0028]本专利技术的非公路车辆供电系统，在第二蓄电池8因为矿车交接班期间或车辆在户外停放时间较长等特殊情况而馈电时，第一蓄电池6通过第二DC/DC模块7进行电压转换(降压)后向第二蓄电池8进行充电，从而维持非公路车辆的自启动，保证非公路车辆整体运行的可靠性；在非公路车辆处于制动运行时，第一蓄电池6能够吸收制动能量，避免制动能量的浪费；在非公路车辆处于牵引状态时，第一蓄电池6将吸收的制动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非公路车辆供电系统，其特征在于，包括发电机(1)、整流模块(2)、逆变模块(3)、第一DC/DC模块(5)、第一蓄电池(6)、第二DC/DC模块(7)和第二蓄电池(8)；所述发电机(1)的输出端与所述整流模块(2)的输入端相连，所述整流模块(2)的输出端与所述逆变模块(3)的输入端相连，所述逆变模块(3)的输出端用于与电机(4)相连；所述第一蓄电池(6)通过所述第一DC/DC模块(5)与所述整流模块(2)的输出端相连，用于在非公路车辆处于制动状态时吸收制动能量，并在非公路车辆处于牵引状态时输出能量；所述第一蓄电池(6)通过第二DC/DC模块(7)与所述第二蓄电池(8)相连，用于在第二蓄电池(8)馈电时，向所述第二蓄电池(8)进行充电。2.根据权利要求1所述的非公路车辆供电系统，其特征在于，所述第一蓄电池(6)与第二DC/DC模块(7)之间设有开关模块。3.根据权利要求2所述的非公路车辆供电系统，其特征在于，所述开关模块为继电器开关K1。4.根据权利要求1或2或3所述的非公路车辆供电系统，其特征在于，所述第二蓄电池(8)为24V蓄电池。5.根据权利要求1或2或3所述的非公路车辆供电系统，其特征在于，所述整流模块(2)为AC/DC整流器；所述逆变模块(3)为DC/AC逆变器。6.一种非公路车辆，包括车辆本体，其特征在于，还包括如权利要求1～5中任意一项所述的非公路车辆供电系统，所述供电系统中的逆变模块(3)的输出端与车辆本体中的电机(4)相连。7.一种基于权利要求1～5中任意一项所述的非公路车辆供电系统的供电方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婷，龚毅，黄启钊，张文进，邱文俊，孟文辉，刘辉荣，俞鹏程，艾伍轶，郭宁平，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：