[发明专利]非公路电动轮自卸车的动力系统及其控制方法

摘要

本发明涉及电动轮自卸车技术领域，具体的是一种非公路电动轮自卸车的动力系统及其控制方法。双能源自卸车以发动机作为能源部件，使用过程中的严重污染问题、不可再生性问题、能效问题依然存在。本发明所述自卸车设有动力系统，包括受电装置、电池组、架线设施、控制系统，控制系统包括：整车控制器、电机控制器、电池管理系统、充电机，通过控制方法实现在外部电源驱动电机工作的同时向电池组充电。本发明避免了燃油发动机的污染问题，简化结构、减轻自重，增大运载能力，可以节约能源和提高经济效益，实现了自卸车的纯电动驱动，充分利用了经济价廉、清洁无污染的电力资源，综合降低自卸车的运营成本。 1

主权项

1.非公路电动轮自卸车的动力系统，其特征在于：

所述自卸车设有动力系统，该动力系统包括受电装置、电池组；

受电装置安装在自卸车车体上，用于自卸车与外部电源的电连接，以传送电能；

电池组安装在自卸车车体上，用于接收、储存外部电源输送的电能，驱动电机工作。

2.根据权利要求1所述的非公路电动轮自卸车的动力系统，其特征在于：

所述受电装置包括：受电弓、支架组件、受电检测装置；

支架组件用于支撑、举升受电弓，使受电弓与外部电源相连接；

受电检测装置用于检测外部电源是否有电，将外部电源的电流、电压信号传递给自卸车。

3.根据权利要求2所述的非公路电动轮自卸车的动力系统，其特征在于：

所述动力系统包括架线设施，该架线设施安装在自卸车的行走轨迹上，作为外部电源用于向自卸车输送电力。

4.根据权利要求1、2或3任一权利要求所述的非公路电动轮自卸车的动力系统，其特征在于：

所述动力系统包括控制系统，用于监控车辆运行状态、收集信号、功能逻辑判断、发送执行指令，协调动力系统的部件的工作；

所述控制系统包括：整车控制器、电机控制器、电池管理系统；

整车控制器，作为自卸车的整车中央控制部件，采集司机驾驶信号，获取驱动电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，并向电机控制器和电池管理系统发送指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制；显示整车状态信息；具备完善的故障诊断和处理功能；

电机控制器，用于控制车辆牵引电机，该控制器控制电机运行，通过CAN接口接收外部控制信号，并反馈当前运行状态信息，根据控制需要切换转速、转矩的控制模式；具备内置过压、过流等故障检测与处理功能；

电池管理系统，智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态；所述电池管理系统监控电池组的状态。

5.根据权利要求4所述的非公路电动轮自卸车的动力系统，其特征在于：

所述控制系统包括充电机，用于向电池组充电。

6.根据权利要求5所述的非公路电动轮自卸车的动力系统，其特征在于：

所述充电机设有具备恒流稳压功能的电子元件及辅助电路，具备程控功能，采用CAN总线接口与整车控制器通信连接，能够实时调整充电功率。

7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的非公路电动轮自卸车的动力系统所采用的控制方法，其特征在于：

所述整车控制器监控受电装置是否与架线设施建立电连接，如是则采用架线设施的外部电源向牵引电机输送电力驱动其工作，否则采用电池组的电力驱动牵引电机工作。

8.根据权利要求7所述的非公路电动轮自卸车的动力系统所采用的控制方法，其特征在于：

所述控制方法中，外部电源驱动电机工作的同时，根据电池组的电力存储状态向电池组充电。

9.根据权利要求8所述的非公路电动轮自卸车的动力系统所采用的控制方法，其特征在于：

所述控制方法包括以下步骤：

所述整车控制器监测受电检测装置的上电信号，

如受电装置有电，则整车控制器向高压开关Ⅰ发送断开指令，切断电池组与电机控制器的动力线路，将高压开关Ⅱ闭合，牵引电机由架线设施的外部电源单独供电；

在受电装置有电、外部电源直接驱动牵引电机的情况下，整车控制器通过电池管理系统监测电池组的电能存储容量，如容量低于阈值，则整车控制器向高压开关Ⅲ发送闭合指令，连通充电机与电池组的动力线路，通过外部电源向电池组充电；

如受电装置无电，则整车控制器将高压开关Ⅰ发送闭合、高压开关2和高压开关3断开，切断外部电源与电机控制器的动力线路和充电机与电池组的充电线路，连通电池组与电机控制器的动力线路，牵引电机由电池组单独供电。

10.根据权利要求1、2、3、5、6、8或9所述的非公路电动轮自卸车的动力系统，其特征在于：

所述动力系统包括电力回收装置，该装置设在自卸车牵引电机与电池组之间，用于吸收自卸车在电制动刹车时反馈的电能，将电能储存到电池组内。