CN110356253A - 一种纯电动非公路刚性自卸车电控*** - Google Patents

一种纯电动非公路刚性自卸车电控*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，包括电池组、超级电容启动电源单元、电池管理***、整车控制器、牵引电机I及其控制器I、牵引电机II及其控制器II、驱动电机I、及其控制器I、驱动电机II及其控制器II、转向传感器、电制动接触器I、电制动接触器II、充电***和高压控制箱；电池组与高压控制箱通过高压安全开关连接；高压控制箱与电池组、牵引电机控制器I、牵引电机控制器II、驱动电机控制器I、驱动电机控制器II、转向传感器、电制动接触器I、电制动接触器II、电源转换器I、电源转换器II、电源转换器III、24V备用电源、充电***通过线缆连接：本发明具有布局合理、节能环保且续航里程长的优点。

Description

一种纯电动非公路刚性自卸车电控***
技术领域
本发明属于矿用汽车领域，具体涉及一种纯电动非公路刚性自卸车电控***。
背景技术
随着能源危机和人们对环保意识的不断增强，新能源环保汽车正在全球范围内掀起一场汽车技术革命，而矿山企业选用的采矿内燃设备悉数为柴油动力，能源消耗量及排放污染严重性不言而喻，企业也迫切需要走出一条可持续发展的新路子。随之纯电动刚性自卸车成为也正在成为这些矿山企业的首选。
目前市场上运营的非公路电动矿用汽车完全是在传统矿用汽车的基础上改进和发展的，电气***是以24V为主，而纯电动非公路刚性自卸车的电控***为高压***和24V低压***并行，一些辅助***的电源要通过电池组降压输出而得到，甚至于需要不同电压等级的动力源，因此纯电动非公路刚性自卸车的电控***要比传统矿用汽车的电控***复杂。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种可匹配中、大吨位的纯电动非公路刚性自卸车电控***。
本发明的目的是这样实现的：一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，包括电池组、超级电容启动电源单元、电池管理***、整车控制器、牵引电机I、牵引电机控制器I、牵引电机II、牵引电机控制器II、驱动电机I、驱动电机控制器I、驱动电机II、驱动电机控制器II、转向传感器、电制动接触器I、电制动接触器II、充电***和高压控制箱；所述电池组由偶数个回路并联连接输出；电池组与高压控制箱通过高压安全开关连接；所述高压控制箱与电池组、牵引电机控制器I、牵引电机控制器II、驱动电机控制器I、驱动电机控制器II、转向传感器、电制动接触器I、电制动接触器II、电源转换器I、电源转换器II、电源转换器III、24V备用电源、充电***通过线缆连接。
所述的整车控制器分别与电池管理***、驱动电机控制器I、驱动电机控制器II、汽车电电器附件、牵引接触器和转向传感器、电制动接触器及转向传感器连接；
所述电池管理***与整车控制器、充电***、热管理***和冷却***连接。
所述超级电容启动电源单元与电池组输出端并联连接，与电能回收***连接。
所述驱动电机包括驱动电机I和驱动电机II，驱动电机I与驱动电机控制器I连接，驱动电机II与驱动电机控制器II连接，且驱动电机I和驱动电机II均与高压控制箱连接。
所述牵引电机I和所述牵引电机控制器I以及牵引电机II和牵引电机控制器II均为水冷方式，与温度控制器连接。
所述驱动电机Ⅰ和驱动电机控制器Ⅰ均为水冷方式，与温度控制器连接。
所述充电***配置了弓充电和充电枪两种接口。
所述加电踏板、电制动踏板和方向选择开关与整车控制器连接。
本发明的有益效果是：
1、优化了整车结构布局，电池容量配置大幅度增加，与同吨位混合动力非公路刚性自卸车的电池组容量相比可增加3.24倍容量，很大程度的提高了车辆的续航里程；
2、超级电容启动电源的介入，增加了车辆在重车起车、坡道起车、泥泞路况起车以及其它恶劣路况下的驱动电机启动转矩，降低电池组电能消耗，减少了充电次数，延长了电池使用寿命，提高了车辆加速和启动性能。
3、在车辆下坡路段时应用电制动工况，车辆进入减速状态的同时牵引电机进入发电状态，在减少机械制动***部件的磨损，延长***使用寿命的同时，将回收电能回充到电池组中，提高了能源利用率。
4、配置的充电弓充电方式，可一键操作完成充电对接和脱离，可同时采用弓充和枪充两种方式同时充电，也可在快充和慢充之间选择充电模式。
附图说明
图1为本发明的***组成示意图。
图中：1-电池组；2-牵引电机控制器I；3-牵引电机控制器II ；4-电池管理***；5-电源转换器Ⅰ；6-电源转换器Ⅱ；7-电源转换器Ⅲ；8-驱动电机控制器Ⅰ；9-驱动电机控制器Ⅱ；10-驱动电机Ⅰ；11-驱动电机Ⅱ；12-充电***；13-汽车电器附件；14-整车控制器；15-牵引电机I；16-牵引电机II；17-车轮a；18-车轮b；19-车轮c；20-车轮d；21-车轮e；22-车轮f；23-转向传感器；24-电制动接触器I；25-牵引接触器I；26-牵引接触器II；27-电制动接触器II；28-高压安全开关；29-驱动电机Ⅱ接触器；30-驱动电机Ⅰ接触器；31-冷却***；32-热管理***；33-温度控制器；34-超级电容启动电源单元；35-加电踏板；36-方向选择开关；37-电制动踏板；38-高压控制箱；39-24V备用电源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例：如图1所示，所述电池组1和超级电容启动电源单元34并联连接，高压输出端连接高压安全开关28的输入端，高压安全开关28的输出端与牵引电机I15、牵引电机II16的牵引接触器I25、牵引接触器II26和电制动接触器I24、电制动接触器II27输入端连接；高压安全开关28可以手动或自动断开电池组1动力输出回路，保证***在***过载时自动断开以保护电池组1，检修作业时可手动断开切断动力输出回路，保证人身安全。
牵引接触器I25、牵引接触器II26和电制动接触器I24、电制动接触器II27输出端与牵引电机控制器I2、牵引电机控制器II3高压输入端连接，牵引接触器I25、牵引接触器II26均采用24V双极高压接触器，分别控制牵引电机I15和牵引电机II16的牵引回路，采用此结构，可减少了牵引***的部件数量，***运行更加可靠稳定。
所述电池组1、高压安全开关28输出端与电源转换器Ⅰ5、电源转换器Ⅱ6、电源转换器Ⅲ7的输入端连接，电源转换器Ⅰ5、电源转换器Ⅱ6、电源转换器Ⅲ7的输出端分别与驱动电机Ⅰ10、驱动电机Ⅱ11的控制器和低压***连接。
所述电源转换器I5、电源转换器Ⅱ6、电源转换器Ⅲ7分别给车载空调***、驾驶室内24V低压***以及举升操作电磁阀、停车制动电磁阀、牵引接触器I25、牵引接触器II26和电制动接触器I24、电制动接触器II27的24V电磁阀供电。
所述24V备用电源39与高压控制箱38连接，在电池管理***4发生故障时，24V备用电源可以为紧急制动及无线通讯***供电进行紧急工况操作，来保证车辆停靠安全地点；其充电由电池组1完成，长期处于满电状态。
所述牵引电机控制器I2、牵引电机控制器II3的低压供电线路正极由牵引电机控制器的继电器控制，驱动电机I10和驱动电机II11的低压供电线路正极由驱动电机的继电器控制。
综合仪表、整车控制器14、电池管理***4、牵引电机控制器I2、牵引电机控制器II3和驱动电机控制器I8、驱动电机控制器II9之间通过CAN总线交换数据；电池管理***4与充电***12通过另一路CAN总线进行数据交换。
所述电制动接触器I24、电制动接触器II27为常闭状态，踏下加速踏板时，电制动接触器I24和电制动接触器II27断开，牵引接触器I25和牵引接触器II26吸合，牵引电机I15和牵引电机II16进入牵引工况；松开加速踏板时，车辆进入滑行状态，此时牵引电机I15和牵引电机II16断开，电制动接触器I24和电制动接触器II27自动吸合，电机进入发电状态，能量回收至电池组1；进入下坡路段时，踏下电制动踏板37，电制动接触器I24和电制动接触器II27吸合，牵引电机I15和牵引电机II16即可进入发电状态并实施电制动工况；车辆在运行过程中，牵引电机控制器I2、牵引电机控制器II3或电池管理***4发出的CAN信息出现错误或故障，整车控制器14会将降低牵引电机I15和牵引电机II16输出转矩的命令发送给牵引电机控制器I2和牵引电机控制器II3，并切断牵引接触器I25、牵引接触器II26，保证车辆和人员安全。
所述充电***12配置的弓充电和充电枪两种接口，弓充可以一键启动完成充电对接，也可以通过无线WIFI操作充电端和车载受电端接合与脱离，在快充时执行此操作可以提高充电安全性，对驾驶员或充电管理人员是极大地保护；枪充操作可以进行慢充和快充选择。
所述电池组1的热管理***32母线正极端与DC/DC输入端连接，负极端与DC/DC负极端连接；电压***进线端与24V供电线路的正极连接，当电池组1温度高于***需求值时，电池管理***4发出高温信号，整车控制器14开启冷却***31为电池组1降温；当电池组1温度低于***需求值时，电池管理***4发出低温信号，启动加热***，当***温度达到***需求值时，整车控制器14发出切断加热信号停止加热。
所述转向传感器23输出端与牵引电机控制器I2和牵引电机控制器II3的输入端链接，供电由24V***供电；转向传感器23转角信号输入给驱动器判断当前角位置和电机电流，根据角位置信号得到当前转速，通过这些信号，进行运算来控制功率管 IGBT 的通断，以此得到两牵引电机I15和II16所需要的电流，进而控制两牵引电机I15和II16的转矩和转速实现车辆的转向。
所述牵引电机I15和牵引电机II16为水冷方式，运行过程中水温超过规定值时，整车控制器14发出指令打开温度控制器33，冷却***31开始循环冷却；当温度低于设定值时，整车控制器14发出断开温度控制器33指令，关闭冷却***31循环。
所述转向和制动操作由方向盘立柱侧安装的位置传感器唤醒，方向盘90s不转动时，***切断并停止工作，稍动方向盘一个角度即会启动***工作信号，整车控制器14向牵引电机控制器I2和牵引电机控制器II3发出加大或减少驱动转矩的信号，完成转向；这个唤醒动作开始即会激活制动***的停车制动回路，整车控制器14向提车制动电磁阀发出开启指令，解除制动。

Claims (9)

1.一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，其特征在于：包括电池组、超级电容启动电源单元、电池管理***、整车控制器、牵引电机I、牵引电机控制器I、牵引电机II、牵引电机控制器II、驱动电机I、驱动电机控制器I、驱动电机II、驱动电机控制器II、转向传感器、电制动接触器I、电制动接触器II、充电***和高压控制箱；所述电池组由偶数个回路并联连接输出；电池组与高压控制箱通过高压安全开关连接；所述高压控制箱与电池组、牵引电机控制器I、牵引电机控制器II、驱动电机控制器I、驱动电机控制器II、转向传感器、电制动接触器I、电制动接触器II、电源转换器I、电源转换器II、电源转换器III、24V备用电源、充电***通过线缆连接。
2.按照权利1要求所述的一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，其特征在于：所述的整车控制器分别与电池管理***、驱动电机控制器I、驱动电机控制器II、牵引电机控制器I、牵引电机控制器II、汽车电电器附件、牵引接触器、电制动接触器及转向传感器连接。
3.按照权利1要求所述的一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，其特征在于：所述电池管理***与整车控制器、充电***、热管理***和冷却***连接。
4.按照权利1要求所述的一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，其特征在于：所述超级电容启动电源单元与电池组输出端并联连接，与电能回收***连接。
5.按照权利1要求所述的一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，其特征在于：所述驱动电机包括驱动电机I和驱动电机II，驱动电机I与驱动电机控制器I连接，驱动电机II与驱动电机控制器II连接，且驱动电机I和驱动电机II均与高压控制箱连接。
6.按照权利1要求所述的一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，其特征在于：所述牵引电机I和所述牵引电机控制器I以及牵引电机II和牵引电机控制器II均为水冷方式，与温度控制器连接。
7.按照权利1要求所述的一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，其特征在于：驱动电机Ⅰ和驱动电机控制器Ⅰ均为水冷方式，与温度控制器连接。
8.按照权利1要求所述的一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，其特征在于：所述充电***配置了弓充电和充电枪两种接口。
9.按照权利1要求所述的一种纯电动非公路刚性自卸车电控***，其特征在于：所述加电踏板、电制动踏板、方向选择开关与整车控制器连接。
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