[實(shí)用新型]一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的電源系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520237394.2
• 申請(qǐng)日: 2015-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN204586542U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張傳偉;黨蒙;文建平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L11/18
• 分類號(hào): B60L11/18
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電動(dòng)車電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車復(fù)合電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

將電動(dòng)汽車的概念引入煤礦井下防爆無軌膠輪車，可以研究煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的防爆、低污染、節(jié)能、高效率等關(guān)鍵技術(shù)，以克服柴油無軌膠輪車的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)煤礦運(yùn)輸?shù)那鍧崱⒏咝А踩瑸槊旱V井下無軌膠輪電動(dòng)車在煤礦井下的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。

但是目前，蓄電池的比功率和比能量較小，還不能滿足煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的功能需求；而超級(jí)電容的比能量較低，也不能滿足煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車?yán)m(xù)駛里程的需要。

蓄電池或超級(jí)電容任何一種能量源，都難以單獨(dú)用作煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的能源。再加上蓄電池充/放電電流的限制，造成煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車再生制動(dòng)過程中所產(chǎn)生的再生制動(dòng)能量不能充分利用。

如果能將超級(jí)電容與蓄電池組合構(gòu)成復(fù)合電源系統(tǒng)，則可以充分利用超級(jí)電容比功率大、充/放電效率高的特點(diǎn)，將其用作再生制動(dòng)回饋能量?jī)?chǔ)存單元，不但可以大大提高再生制動(dòng)效率，而且可以避免再生制動(dòng)可能對(duì)蓄電池造成的損害，因此復(fù)合電源系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)也較突出，但是從目前的市場(chǎng)上看，并沒有有效的能利用在煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的復(fù)合電源。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服蓄電池或超級(jí)電容任何一種能量源，都難以單獨(dú)用作煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的能源的問題，提供一種復(fù)合能源電動(dòng)車的電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)能很好地提高汽車的加速性能和爬坡性能，并且減少主電源的大電流放電時(shí)間，避免了主電源的損壞及容量的減少。

為此，本實(shí)用新型提供了一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的電源系統(tǒng)，包括功率轉(zhuǎn)換器組、儲(chǔ)能器件以及永磁直流電機(jī)，所述的儲(chǔ)能器件包括蓄電池組和超級(jí)電容，所述的功率轉(zhuǎn)換器組包括三個(gè)功率轉(zhuǎn)換器，分別為串接在蓄電池組后的第一功率轉(zhuǎn)換器、串接在超級(jí)電容后的第二功率轉(zhuǎn)換器、串接在永磁直流電機(jī)前的第三功率轉(zhuǎn)換器，第一功率轉(zhuǎn)換器和第二功率轉(zhuǎn)換器均連接第三功率轉(zhuǎn)換器；

所述煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的電源系統(tǒng)還包括操作控制板，操作控制板分別連接控制第一功率轉(zhuǎn)換器、第二功率轉(zhuǎn)換器、第三功率轉(zhuǎn)換器。

所述的第一功率轉(zhuǎn)換器、第二功率轉(zhuǎn)換器、第三功率轉(zhuǎn)換器均為雙向升降壓DC/DC變換器。

所述的操作控制板為數(shù)字信號(hào)處理器。

所述的操作控制板通過第一絕緣柵雙極型晶體管后分別與第一功率轉(zhuǎn)換器、第二功率轉(zhuǎn)換器導(dǎo)通，操作控制板通過第二絕緣柵雙極型晶體管后與第三功率轉(zhuǎn)換器導(dǎo)通。

所述的蓄電池組、超級(jí)電容分別與操作控制板導(dǎo)通傳遞電壓和電流信號(hào)；所述的永磁直流電機(jī)與操作控制板導(dǎo)通傳遞電樞的電流信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型滿足煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車?yán)m(xù)駛里程和加速及爬坡性能的要求，實(shí)現(xiàn)功率要求和能量要求的分離。

2、本實(shí)用新型可在車輛制動(dòng)和減速時(shí)回收能量，延長(zhǎng)煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車?yán)m(xù)駛里程。利用超級(jí)電容功率密度高、充電電流大的特點(diǎn)，將再生制動(dòng)過程中回饋的電能儲(chǔ)存在超級(jí)電容中，則可以大大提高再生制動(dòng)的回饋電流，提高再生制動(dòng)效率。此外，超級(jí)電容充放電效率很高，因此再生制動(dòng)過程中回收到超級(jí)電容的能量將得到更有效的利用，使煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的續(xù)駛里程得到進(jìn)一步提高。

3、本實(shí)用新型減少主電源的大電流放電時(shí)間，避免了主電源的損壞及容量的減少。利用超級(jí)電容的吸收特性來均衡電流，使煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車在加速和爬坡過程的電池放電電流得到減少，從而提高電池的能量利用率和使用壽命，降低生產(chǎn)成本，改善煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的起步、加速和爬坡性能。

4、本實(shí)用新型提高了制動(dòng)可靠性。制動(dòng)及減速工況下不但能回收能量，提高汽車的運(yùn)行能量效率，而且大大提高了再生制動(dòng)的制動(dòng)力矩，使制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性得到改善。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是正常行駛工況下的工作原理圖。

圖3是加速/爬坡工況下的工作原理圖。

圖4是制動(dòng)行駛工況下的工作原理圖。

附圖標(biāo)記說明：1、蓄電池組；2、超級(jí)電容；3、第一功率轉(zhuǎn)換器；4、第二功率轉(zhuǎn)換器；5、第三功率轉(zhuǎn)換器；6、永磁直流電機(jī)；7、操作控制板；8、第一絕緣柵雙極型晶體管；9、第二絕緣柵雙極型晶體管。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：