一种矿卡纯电动力的系统架构的制作方法

1.本实用新型属于矿山汽车技术领域，具体涉及一种矿卡纯电动力的系统架构。


背景技术：

2.矿山重卡的动力系统，其特点是功率大、容量大、高电压平台；由柴油供电的动力系统存在高耗能、高污染、运行成本高、维护费用多大的缺陷。将柴油动力系统改为纯电电力系统，可以环保节能、降低运行费用、减轻运维成本、提高经济效益。矿山重卡的纯电动力系统的应用需要解决，高电压平台电池单元系统和电控装置单元系统及高电压平台的充电系统，以及矿山重卡的纯电动力系统架构的设计，由于没有可参照的成熟技术与系统，需要解决对动力系统进行创新布局和系统架构优化设计。
3.为了满足电动轮的高电压与大电流的需求，矿山重卡的纯电动力系统，需要搭建和采用满足大功率、大容量、高电压平台的直流电池储能单元系统，通过电控装置系统的逆变单元输出供给宽范围、高电压的交流电，以及矿山重卡的辅助供电。
4.需要解决，由满足高压直流平台的多个电池组串簇通过直流高压舱并接在高压直流母线，构成高压直流平台。
5.需要设计解决，电控装置单元系统的直流端连接高压直流母线，并逆变输出为电动轮交流负荷供电，同时电控装置为电直流负荷提供辅助供电。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征是由电池簇通过相应的高压箱接入电池高压直流母线，电池高压直流母线通过直流通断及保护装置连接电控装置系统，由电控装置系统分别连接交流辅电供电端子、直流辅电供电端子、左电动轮供电端子和右电动轮供电端子，构成电池储能纯电供电的电力路径；同时直流充电端子连接电池高压直流母线，构成电池储能直流充电电力路径；以及由电控装置系统通过系统控制总线分别连接电池簇、高压箱、直流通断及保护装置、直流充电端子、交流辅电供电端子、直流辅电供电端子、车况信息采集端子、操控装置、电池管理系统bms，构成矿山重卡的纯电动力系统控制链路。
7.所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于电控装置系统由直流母线连接端子通过直流电力线分别连接dc/dc模块、dc/ac变流器模块、左逆变器模块、右逆变器模块；其特征还在于，dc/dc模块连接直流辅电供电端子、dc/ac变流器模块连接交流辅电供电端子、左逆变器模块通过左交流电力线连接左电动轮供电端子、右逆变器模块通过右交流电力线连接右电动轮供电端子；其特征还在于，控制器通过控制通信线分别连接直流母线连接端子、dc/dc模块、dc/ac变流器模块、左逆变器模块、右逆变器模块以及通信接口和车况信息采集通信端子。
8.所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于电池簇由第1电池簇、第2电池簇、第n电池簇多个电池簇构成，并且每个电池簇由多个电池单体串联连接。
9.所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于高压箱由第1高压箱、第2高压箱、第n高压箱多个高压箱构成，并且每一个高压箱对应一个电池簇。
10.所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于，电池管理系统bms连接相应电池簇的每一个电池单体，监测电池的电压和温度参数以及电池簇的电流参数。
11.本实用新型一种矿卡纯电动力的系统架构，对动力系统进行了创新布局和优化设计，通过多个大组串电池簇并接，搭建满足大功率、大容量、高电压平台的直流电池储能单元系统，通过电控装置系统的多个变流器单元输出供给不同需求的交流电和矿山重卡辅助用电的直流电；通过电控装置单元系统的直流端连接高压直流母线，并且电控装置单元系统的逆变单元直流端连接高压直流电力线，输出端连接电动轮交流负荷，同时电控装置的直流变换单元的直流输入端连接高压直流电力线，输出端连接辅助用电的电直流负荷，通过电控装置控制总线连接相应的受控功率变换单元以及受控开关，实现矿山重卡纯电供电的控制系统。
附图说明
12.图1是一种矿卡纯电动力的系统架构构成的原理示意框图。
13.图2是一种矿卡纯电动力的系统架构的电控装置系统构成原理示意框图。
具体实施方式
14.作为实施例子，结合附图对一种矿卡纯电动力的系统架构给予说明，但是，所描述的实施例是本实用新型应用于一种矿卡纯电动力的系统架构的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围；本实用新型的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
15.如图1所示，一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征是由电池簇(1)通过相应的高压箱(2)接入电池高压直流母线(5)，电池高压直流母线(5)通过直流通断及保护装置(4)连接电控装置系统(3)，由电控装置系统(3)分别连接交流辅电供电端子(8)、直流辅电供电端子(9)、左电动轮供电端子(101)和右电动轮供电端子(102)，构成电池储能纯电供电的电力路径；同时直流充电端子(6)连接电池高压直流母线(5)，构成电池储能直流充电电力路径；以及由电控装置系统(3)通过系统控制总线(7)分别连接电池簇(1)、高压箱(2)、直流通断及保护装置(4)、直流充电端子(6)、交流辅电供电端子(8)、直流辅电供电端子(9)、车况信息采集端子(50)、操控装置(60)、电池管理系统bms(1n1)，构成矿山重卡的纯电动力系统控制链路。
16.如图2所示，所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于电控装置系统(3)由直流母线连接端子(33)通过直流电力线分别连接dc/dc模块(34)、dc/ac变流器模块(35)、左逆变器模块(36)、右逆变器模块(37)；其特征还在于，dc/dc模块(34)连接直流辅电供电端子(44)、dc/ac变流器模块(35)连接交流辅电供电端子(45)、左逆变器模块(36)通过左交流电力线(42)连接左电动轮供电端子(38)、右逆变器模块(37)通过右交流电力线(43)连接右电动轮供电端子(39)；其特征还在于，控制器(31)通过控制通信线(32)分别连接直流母线连接端子(33)、dc/dc模块(34)、dc/ac变流器模块(35)、左逆变器模块(36)、右逆变器模
块(37)以及断开3通信接口(40)和车况信息采集通信端子(46)。
17.所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于电池簇(1)由第1电池簇(11)、第2电池簇(12)、第n电池簇(1n)多个电池簇构成，并且每个电池簇由多个电池单体串联连接。
18.所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于高压箱(2)由第1高压箱(21)、第2高压箱(22)、第n高压箱(2n)多个高压箱构成，并且每一个高压箱对应一个电池簇。
19.所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于电池管理系统bms(1n1)连接相应电池簇的每一个电池单体，监测电池的电压和温度参数以及电池簇的电流参数。
20.作为实施例子，所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于，纯电动力系统的运行特点是：
21.在行驶模式时，电控装置系统(3)通过电池管理系统bms，监测的电池电量soc值在电池电量的设定范围内，则按照操控装置(60)的操控指令提供电力；监测的电池电量soc值不在电池电量的设定范围内，则发出报警提示；
22.在充电模式时，实时监测和确认电池电量soc值在电池允许充电的设定范围内；接受充电电力并继续进行充电，并在充电过程实时监测电池的工作状态及相应参数，发现异常时，发出报警提示并停止接受充电。
23.本实用新型一种矿卡纯电动力的系统架构，对动力系统的架构进行了创新布局和优化设计，通过多个大电池组串的电池簇并联，搭建满足大功率、大容量、高电压平台的直流电池储能单元系统，通过电控装置系统的多个变流器单元输出供给不同需求的交流电和矿山重卡辅助用电的直流电；采用由多个电池组串簇通过直流高压舱并接在高压直流母线，构成高压直流平台；通过电控装置单元系统的直流端连接高压直流母线，由电控装置单元系统的逆变单元连接电动轮交流负荷，同时电控装置的直流变换单元连接辅助用电的电直流负荷，通过电控装置控制总线连接相应的受控功率变换单元以及受控开关，实现安全、高效的矿山重卡纯电供电系统架构的有效解决方案。
24.以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的技术方案，设计出各种变形的布局、组配、公式、参数并不需要花费创造性劳动，在不脱离本实用新型的原理和构思架构情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征是由电池簇通过相应的高压箱接入电池高压直流母线，电池高压直流母线通过直流通断及保护装置连接电控装置系统，由电控装置系统分别连接交流辅电供电端子、直流辅电供电端子、左电动轮供电端子和右电动轮供电端子，构成电池储能纯电供电的电力路径；同时直流充电端子连接电池高压直流母线，构成电池储能直流充电电力路径；以及由电控装置系统通过系统控制总线分别连接电池簇、高压箱、直流通断及保护装置、直流充电端子、交流辅电供电端子、直流辅电供电端子、车况信息采集端子、操控装置、电池管理系统bms，构成矿山重卡的纯电动力系统控制链路。2.根据权利要求1所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于电控装置系统由直流母线连接端子通过直流电力线分别连接dc/dc模块、dc/ac变流器模块、左逆变器模块、右逆变器模块；其特征还在于，dc/dc模块连接直流辅电供电端子、dc/ac变流器模块连接交流辅电供电端子、左逆变器模块通过左交流电力线连接左电动轮供电端子、右逆变器模块通过右交流电力线连接右电动轮供电端子；其特征还在于，控制器通过控制通信线分别连接直流母线连接端子、dc/dc模块、dc/ac变流器模块、左逆变器模块、右逆变器模块以及通信接口和车况信息采集通信端子。3.根据权利要求1所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于电池簇由第1电池簇、第2电池簇、第n电池簇多个电池簇构成，并且每个电池簇由多个电池单体串联连接。4.根据权利要求1所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于高压箱由第1高压箱、第2高压箱、第n高压箱多个高压箱构成，并且每一个高压箱对应一个电池簇。5.根据权利要求1所述一种矿卡纯电动力的系统架构，其特征在于，电池管理系统bms连接相应电池簇的每一个电池单体，监测电池的电压和温度参数以及电池簇的电流参数。

技术总结
本实用新型一种矿卡纯电动力的系统架构，对动力系统的架构进行了创新布局和优化设计，通过多个大电池组串的电池簇并联，搭建满足大功率、大容量、高电压平台的直流电池储能单元系统，通过电控装置系统的多个变流器单元输出供给不同需求的交流电和矿山重卡辅助用电的直流电；采用由多个电池组串簇通过直流高压舱并接在高压直流母线，构成高压直流平台；通过电控装置单元系统的直流端连接高压直流母线，由电控装置单元系统的逆变单元连接电动轮交流负荷，同时电控装置的直流变换单元连接辅助用电的电直流负荷，通过电控装置控制总线连接相应的受控功率变换单元以及受控开关，实现安全、高效的矿山重卡纯电供电系统架构的有效解决方案。决方案。决方案。


技术研发人员：周锡卫
受保护的技术使用者：周锡卫
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/7/4