[发明专利]一种智能矿用电机车

权利要求书

1.一种智能矿用电机车，包括电气设备和机械部分，其特征在于：所述电气设备包括牵引电动机、电机控制器、整车控制器和操控面板，所述电机控制器一对一控制牵引电动机，所述整车控制器接收驾驶员操作输入，所述整车控制器的信号输出端与电机控制器的信号输入端电性连接，所述操控面板用于驾驶员操作输入，所述整车控制器的信号输出端分别电性连接有传感器、液晶屏、档位、调速器、信号灯和喇叭；

所述机械部分包括车架(1)、车轮(2)、驾驶室(3)、电池箱(4)、调速器(5)、撒沙装置(6)、制动装置(7)、齿轮传动装置(8)、盘式永磁同步电机(9)、弹簧托架(10)、座椅(11)和连接缓冲装置(12)；

所述车架(1)的底部通过转轴设有四组车轮(2)，所述车架(1)的顶部左侧设有驾驶室(3)，所述车架(1)的顶部右侧通过车厢设有电池箱(4)，所述车架(1)的左侧头部和右侧尾部中央均设有连接缓冲装置(12)，所述驾驶室(3)的室内驾驶操作台右侧固定设有座椅(11)，所述驾驶室(3)的另一侧设有调速器(5)，所述驾驶室(3)的室内右侧中央设有制动装置(7)，所述制动装置(7)的顶部与调速器(5)的右侧连接，所述驾驶室(3)的右侧与车厢的连接处之间设有撒沙装置(6)，所述车架(1)的表面右侧与车厢的连接处之间分别螺接有两组弹簧托架(10)，两组所述弹簧托架(10)的左侧内腔中央均螺接有盘式永磁同步电机(9)，两组所述盘式永磁同步电机(9)的左侧动力输出端均设有齿轮传动装置(8)，所述齿轮传动装置(8)通过连接板与车架(1)螺接。

2.根据权利要求1所述的一种智能矿用电机车，其特征在于：所述牵引电动机为盘式永磁同步电机(9)。

3.根据权利要求1所述的一种智能矿用电机车，其特征在于，所述整车控制器通过自主化的软件控制系统集成完善的整车控制策略，所述整车控制策略包括驱动控制策略、能量管理策略、安全控制策略、失效控制策略和故障诊断策略，所述驱动控制策略分别设计了参数设定和算法模型，所述参数设定通过整车控制器配套的上位机进行设定，所述整车控制器通过串口通信与上位机连接，上位机运行在电脑上。

4.根据权利要求3所述的一种智能矿用电机车，其特征在于：所述算法模型计算流程如下：

第一步，采集油门信号并计算得出期望输出力矩；

第二步，根据转速与电池电压，计算出当前电机力矩输出限制；

第三步，若发动机制动开启，根据转速计算出发动机制动力矩；

第四步，采集刹车信号，根据转速计算出制动力矩；

第五步，模型实际力矩输出为油门力矩减去发动机制动，减去刹车制动力矩，并不超过电机力矩输出限制。

5.根据权利要求3所述的一种智能矿用电机车，其特征在于：所述能量管理策略是整车控制器对电机车能量的优化控制，包括工况控制、能量限制和节能模式。

6.根据权利要求3所述的一种智能矿用电机车，其特征在于：所述安全控制策略包括对电气系统高压电安全进行控制，实时检测和诊断高压电系统漏电、过压、过温、继电器连接状态或保险丝通断的工作状态，及时调整对高压电的控制，确保高压电路运行可靠，安全控制策略还包含特殊应用场景，配合必要的瓦斯断电仪保护装置，及时发现隐患，避免安全事故。

7.根据权利要求3所述的一种智能矿用电机车，其特征在于：所述失效控制策略包括针对整车故障的处理，所述整车控制器提供锁止状态，当系统出现任何一种影响到安全驾驶的故障时，系统自动进入到该状态，系统自动锁止，停止驱动力输出，轻微可控故障则系统进入降功率模式，严防轻微故障进一步加重，同时对故障的恢复进行控制，严格合理地控制锁止状态的退出。

8.根据权利要求3所述的一种智能矿用电机车，其特征在于：所述故障诊断策略结合组合仪表进行故障的显示与告警，直观直接，第一时间告知用户整车系统关键信息，主要包括总电压、总电流、车速、转速、温度、报警状态和通断状态，提供基于串行通信的上位机标定系统，方便系统详细安全检测，提供整车状态读取和参数设定。