CN103660971B - 一种电动轮矿用自卸车四轮驱动*** - Google Patents

一种电动轮矿用自卸车四轮驱动*** Download PDF

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Abstract

本发明属于电动轮车辆驱动技术领域，公开了一种电动轮矿用自卸车四轮驱动***，包括：动力机组、蓄电池组、车载电脑ECU、牵引电机组、制动电阻箱、整流单元、驱动控制单元、制动控制单元、励磁控制单元以及四个电机控制单元；蓄电池分别向动力机组、车载电脑ECU以及驱动控制单元供电；车载电脑ECU分别与动力机组以及车辆驱动控制单元通信相连；励磁控制单元与动力机组相连；动力机组依次通过整流单元、驱动控制单元分别与制动控制单元以及四个电机控制单元相连；制动控制单元控制制动电阻箱分别通过四个电机控制单元驱动四个牵引电机驱动四车轮。本发明通过四轮单独驱动的模式实现动力分散，多轮承载，提升电机总功率和牵引扭矩，从而增强自救和环境适应能力。

Description

一种电动轮矿用自卸车四轮驱动***
技术领域
本发明涉及电动轮车辆驱动技术领域，特别涉及一种电动轮矿用自卸车四轮驱动***。
背景技术
传统的大型矿用自卸车均采用两轴六轮设计：前轴两轮转向，后轴四轮采用机械或电力驱动。后轴采用刚性轴结构，四个后轮分成两组分置于车架两边，采用两个电机分别对两组后轮进行驱动，即采用相当于两轮驱动的设计方式。
传统的矿用自卸车采用两个电机驱动的刚性轴结构连接，车辆后桥由一根整体式刚性车桥刚性相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架下方，车架承载了全部的载荷和货箱的重量，因此，压过障碍物的轮胎将承受双倍的载荷，而与其相连的、没压过障碍物的轮胎承受的载荷几乎为零，另外的轮胎组的载荷分布也会受到影响；由于车架较窄，车架承受了来自侧面载荷非常高的力矩，在拐弯时位于最外侧轮胎承受的载荷将显著增加；从而导致通过性差，自救和环境适应能力低，进而降低了运行安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提升矿用自卸车的通过性，自救和环境适应能力的驱动***。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动轮矿用自卸车四轮驱动***，包括：动力机组、电力驱动控制单元、蓄电池组、车载电脑ECU、牵引电机组以及制动电阻箱；所述电动驱动控制单元包括：整流单元、驱动控制单元DCU、制动控制单元、励磁控制单元以及四个电机控制单元；所述牵引电机组包括四个牵引电机；所述动力机组包括：发动机、发电机以及发动机控制器；所述蓄电池分别向所述发动机控制器、所述车载电脑ECU以及驱动控制单元DCU供电；所述车载电脑ECU分别与所述发动机控制器以及所述车辆驱动控制单元通信相连，分别控制动力输出和驱动机构动作；所述励磁控制单元与所述发电机相连，获取电能，驱动牵引电机运转；所述发电机通过整流单元向所述驱动控制单元DCU供电；所述驱动控制单元DCU分别与所述制动控制单元以及所述四个电机控制单元相连，控制电力驱动和制动操作；所述制动控制单元通过所述制动电阻箱与所述四个电机控制单元相连，执行制动动作；所述四个电机控制单元分别通过四个牵引电机驱动四个车轮。
进一步地，所述驱动控制单元通过公共直流母线分别与所述制动控制单元以及所述四个电机控制单元相连。
进一步地，所述整流单元包括：汽车整流器；所述汽车整流器将所述发电机输出的交流点转换成直流电以公共直流母线输出。
进一步地，所述车载电脑ECU通过CAN总线分别与所述发动机控制器以及所述车辆驱动控制单元通信。
本发明提供的电动轮矿用自卸车四轮驱动***采用四个独立控制的牵引电机实现四轮驱动，四轮承载，避免了统一驱动造成的点击输出功率低下的问题，有效提升电机总功率和牵引扭矩，从而提升通过性；针对矿用车的特点，独立智能驱动四轮运转，保障高通过性从而提升应对各类障碍和环境条件的能力；进而增强自救和环境适应能力，提升其运行安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电动轮矿用自卸车四轮驱动***结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种电动轮矿用自卸车四轮驱动***，包括：动力机组、电力驱动控制单元、蓄电池组、车载电脑ECU、牵引电机组以及制动电阻箱；电动驱动控制单元包括：整流单元、驱动控制单元DCU、制动控制单元、励磁控制单元以及四个电机控制单元；牵引电机组包括四个牵引电机；动力机组包括：发动机、发电机以及发动机控制器；蓄电池分别向所述发动机控制器、车载电脑ECU以及驱动控制单元DCU供电，维持其正常运转；车载电脑ECU分别与发动机控制器以及车辆驱动控制单元通信相连，分别根据运转参数，控制车辆发动机预计牵引电机的运转；励磁控制单元与发电机相连，驱动发电机动作；发电机通过整流单元向驱动控制单元DCU供电，将发电机输出的三项交流电整流成直流输出；驱动控制单元DCU分别与制动控制单元以及四个电机控制单元相连，从而将直流斩波为各自所需的交流输出驱动各自的电机，从而实现对整车的电力驱动控制；制动控制单元通过制动电阻箱与四个电机控制单元相连，实现电力制动；四个电机控制单元分别通过四个牵引电机驱动四个车轮，直接执行控制动作，以适应各种地面环境，充分的保证运行安全性。
为了适应本实施例提供的多电机驱动***，提升控制精度，优选的驱动控制单元DCU采用公共直流母线输出，向制动控制单元以及四个电机控制单元供电；同时，制动过程中产生的将驱动电机再生发电而引起的母线上升部分电压通过制动电阻箱转变成热量释放；驱动电机因再生发电过程所形成的制动力矩，从而实现整车电缓行制动。
整流单元用于将发电机产生的交流电转化为直流电利用，采用汽车整流器，减轻怠速抖动的现象，使其变得更加平稳。
车载电脑ECU通过CAN总线分别与所述发动机控制器以及车辆驱动控制单元通信，保障控制信号的流畅传递。
本实施例采用柴油机带动一台三相交流同步发电机发电，交流电经汽车整流器转换成直流电，并以公共直流母线的形式输出。车载电脑ECU依据控制原理输出目标扭矩到驱动控制单元DCU；驱动控制单元DCU采集当前四个牵引电机的转速、相电流等参数，计算各电机控制需求与当前运行状态，形成当前各电动轮的控制要求，并分别控制四个电机控制单元将直流斩波为各自所需的交流输出，驱动各自的牵引电机，从而实现对整车的电力驱动控制；当需要制动时，整车控制器发出制动允许信号和制动转矩，DCU控制各电机电缓行制动。
本发明实施例提供的电动轮矿用自卸车四轮驱动***采用独立的牵引电机实现四轮驱动，四轮承载，避免了统一驱动造成的点击输出功率低下的问题，有效提升电机总功率和牵引扭矩，从而提升通过性；针对矿用车的特点，独立智能驱动四轮运转，保障高通过性从而提升应对各类障碍和环境条件的能力；进而增强自救和环境适应能力，提升其运行安全性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种电动轮矿用自卸车四轮驱动***，包括：动力机组、电力驱动控制单元、蓄电池组、车载电脑ECU、牵引电机组以及制动电阻箱；其特征在于，所述电力驱动控制单元包括：整流单元、驱动控制单元DCU、制动控制单元、励磁控制单元以及四个电机控制单元；所述牵引电机组包括四个牵引电机；所述动力机组包括：发动机、发电机以及发动机控制器；所述蓄电池分别向所述发动机控制器、所述车载电脑ECU以及驱动控制单元DCU供电；所述车载电脑ECU分别与所述发动机控制器以及所述驱动控制单元DCU通信相连，分别控制动力输出和驱动机构动作；所述励磁控制单元与所述发电机相连，获取电能，驱动所述牵引电机运转；所述发电机通过整流单元向所述驱动控制单元DCU供电；所述驱动控制单元DCU分别与所述制动控制单元以及所述四个电机控制单元相连，控制电力驱动和制动操作；所述制动控制单元通过所述制动电阻箱与所述四个电机控制单元相连，执行制动动作；所述四个电机控制单元分别通过四个牵引电机驱动四个车轮。
2.如权利要求1所述的电动轮矿用自卸车四轮驱动***，其特征在于：所述驱动控制单元通过公共直流母线分别与所述制动控制单元以及所述四个电机控制单元相连。
3.如权利要求2所述的电动轮矿用自卸车四轮驱动***，其特征在于，所述整流单元包括：汽车整流器；所述汽车整流器将所述发电机输出的交流电转换成直流电以直流母线输出。
4.如权利要求1所述的电动轮矿用自卸车四轮驱动***，其特征在于：所述车载电脑ECU通过CAN总线分别与所述发动机控制器以及所述驱动控制单元DCU通信。
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