[实用新型]一种煤矿井下无轨胶轮电动车的电源系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电动车电源技术领域，具体涉及一种煤矿井下无轨胶轮电动车复合电源系统。

背景技术

将电动汽车的概念引入煤矿井下防爆无轨胶轮车，可以研究煤矿井下无轨胶轮电动车的防爆、低污染、节能、高效率等关键技术，以克服柴油无轨胶轮车的缺点，实现煤矿运输的清洁、高效、安全，为煤矿井下无轨胶轮电动车在煤矿井下的应用提供科学依据和技术基础。

但是目前，蓄电池的比功率和比能量较小，还不能满足煤矿井下无轨胶轮电动车的功能需求；而超级电容的比能量较低，也不能满足煤矿井下无轨胶轮电动车续驶里程的需要。

蓄电池或超级电容任何一种能量源，都难以单独用作煤矿井下无轨胶轮电动车的能源。再加上蓄电池充/放电电流的限制，造成煤矿井下无轨胶轮电动车再生制动过程中所产生的再生制动能量不能充分利用。

如果能将超级电容与蓄电池组合构成复合电源系统，则可以充分利用超级电容比功率大、充/放电效率高的特点，将其用作再生制动回馈能量储存单元，不但可以大大提高再生制动效率，而且可以避免再生制动可能对蓄电池造成的损害，因此复合电源系统优势也较突出，但是从目前的市场上看，并没有有效的能利用在煤矿井下无轨胶轮电动车的复合电源。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服蓄电池或超级电容任何一种能量源，都难以单独用作煤矿井下无轨胶轮电动车的能源的问题，提供一种复合能源电动车的电源系统，该电源系统能很好地提高汽车的加速性能和爬坡性能，并且减少主电源的大电流放电时间，避免了主电源的损坏及容量的减少。

为此，本实用新型提供了一种煤矿井下无轨胶轮电动车的电源系统，包括功率转换器组、储能器件以及永磁直流电机，所述的储能器件包括蓄电池组和超级电容，所述的功率转换器组包括三个功率转换器，分别为串接在蓄电池组后的第一功率转换器、串接在超级电容后的第二功率转换器、串接在永磁直流电机前的第三功率转换器，第一功率转换器和第二功率转换器均连接第三功率转换器；

所述煤矿井下无轨胶轮电动车的电源系统还包括操作控制板，操作控制板分别连接控制第一功率转换器、第二功率转换器、第三功率转换器。

所述的第一功率转换器、第二功率转换器、第三功率转换器均为双向升降压DC/DC变换器。

所述的操作控制板为数字信号处理器。

所述的操作控制板通过第一绝缘栅双极型晶体管后分别与第一功率转换器、第二功率转换器导通，操作控制板通过第二绝缘栅双极型晶体管后与第三功率转换器导通。

所述的蓄电池组、超级电容分别与操作控制板导通传递电压和电流信号；所述的永磁直流电机与操作控制板导通传递电枢的电流信号。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型满足煤矿井下无轨胶轮电动车续驶里程和加速及爬坡性能的要求，实现功率要求和能量要求的分离。

2、本实用新型可在车辆制动和减速时回收能量，延长煤矿井下无轨胶轮电动车续驶里程。利用超级电容功率密度高、充电电流大的特点，将再生制动过程中回馈的电能储存在超级电容中，则可以大大提高再生制动的回馈电流，提高再生制动效率。此外，超级电容充放电效率很高，因此再生制动过程中回收到超级电容的能量将得到更有效的利用，使煤矿井下无轨胶轮电动车的续驶里程得到进一步提高。

3、本实用新型减少主电源的大电流放电时间，避免了主电源的损坏及容量的减少。利用超级电容的吸收特性来均衡电流，使煤矿井下无轨胶轮电动车在加速和爬坡过程的电池放电电流得到减少，从而提高电池的能量利用率和使用寿命，降低生产成本，改善煤矿井下无轨胶轮电动车的起步、加速和爬坡性能。

4、本实用新型提高了制动可靠性。制动及减速工况下不但能回收能量，提高汽车的运行能量效率，而且大大提高了再生制动的制动力矩，使制动系统的可靠性得到改善。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型系统结构示意图。

图2是正常行驶工况下的工作原理图。

图3是加速/爬坡工况下的工作原理图。

图4是制动行驶工况下的工作原理图。

附图标记说明：1、蓄电池组；2、超级电容；3、第一功率转换器；4、第二功率转换器；5、第三功率转换器；6、永磁直流电机；7、操作控制板；8、第一绝缘栅双极型晶体管；9、第二绝缘栅双极型晶体管。

具体实施方式

实施例1：