【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆驱动，特别是涉及一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统。
技术介绍
1、矿用车辆是矿区作业中不可缺少的一环，但是传统的燃油驱动矿用车辆：柴油发动机通过燃烧燃油，推动活塞运动，驱动曲轴转动，最终通过传动系统将动力传递到车轮上。这一驱动方式，由于柴油发动机的热效率较低，需要消耗大量的燃油，存在矿用车辆在运行中有大量的污染气体排放，操作人员的作业环境不好等问题。目前，全球许多矿山正在采用电动化技术来替代传统的燃油驱动技术，这种技术不仅可以减少燃油的使用，提高矿山的生产效率和安全性，并且由于减少了变速箱、发动机等机械传动设备，还可以降低矿用车辆的维护成本。
2、考虑到矿用车辆所需牵引力较大，一般车辆采用的动力电池等储能介质供电无法实现矿用车辆长久供电。现有技术提出采用接触网+动力电池等储能介质双源供电的矿用车辆：在部分线路架设架控接触网，在有网区段由接触网为牵引逆变装置供电，在无网区采用动力电池为牵引逆变装置供电。然而，现有的接触网+动力电池等储能介质双源供电的矿用车辆，采用常见的2碳滑板受电弓实现接触网与矿用车辆高压电器箱的电气连接；从而为动力电池、牵引逆变装置、辅助电源装置供电，实际运行过程中存在灵活性低，且具有安全隐患的问题。例如：矿用车辆出现超出±l/2的横向偏移(l为接触网正极线和接触网负极线之间的间距)，矿用车辆就无法正常受流和回流；以及为减少电能传输损耗，接触网供电电压一般为额定dc1500v，电压变化范围dc1000-1800v；而动力供电电压一般为额定dc600v，变化范围dc
3、因此，需要一种灵活且安全的接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，以解决现有接触网+动力电池等储能介质双源供电的矿用车辆的接触网实时电压和动力电池实时电压差异较大以及横向可偏移范围较小从而导致车辆存在安全隐患以及灵活性低的问题。
2、为此，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，包括：多碳滑板受电弓、高压电器箱、dc/dc变换器、动力电池、牵引逆变装置、辅助电源装置；
4、有网区：矿用车辆通过多碳滑板受电弓将接触网接入高压电器箱输入端；
5、高压电器箱输出端连接dc/dc变换器输入端；
6、dc/dc变换器输出端连接动力电池、牵引逆变装置、辅助电源装置；
7、无网区，动力电池输出端连接牵引逆变装置、辅助电源装置。
8、进一步地，所述矿用车辆通过多碳滑板受电弓将接触网接入高压电器箱输入端，包括：
9、多碳滑板受电弓的多个碳滑板沿行车垂直方向阵列排布，碳滑板中心点之间的间距与接触网正极线和接触网负极线之间的间距相等；
10、保证有一个碳滑板与接触网正极线接触、另有一个碳滑板与接触网负极线接触。
11、进一步地，所述多碳滑板受电弓，包括3个以上的碳滑板。
12、进一步地，所述高压电器箱，包括：
13、用于实现对应线路的短路和接地保护的熔断器；
14、用于实现电压的正向导通和反向截止的防反二极管；
15、用于实现正负极之间的雷击和过电压保护的避雷器。
16、进一步地，任一碳滑板与接触网正极线接触，皆通过高压电器箱将高压电源正极引入dc/dc变换器的正极电源输入接口；
17、任一碳滑板与接触网负极线接触，皆通过高压电器箱将高压电源负极引入dc/dc变换器的负极电源输入接口。
18、进一步地，所述dc/dc变换器，包括输出电压传感器，用于实时追踪动力电池实时电压u1。
19、进一步地，所述dc/dc变换器用于将接触网的实时电压u0降压至为动力电池充电的电压u2；其中，u0＞u2＞u1。
20、进一步地，所述dc/dc变换器输出端连接动力电池、牵引逆变装置、辅助电源装置，包括：
21、dc/dc变换器正极电源输出接口，分别连接至动力电池的正极电源输入接口和牵引逆变装置、辅助电源装置的正极电源输入接口；
22、dc/dc变换器负极电源输出接口，分别连接至动力电池的负极电源输入接口和牵引逆变装置、辅助电源装置的负极电源输入接口。
23、进一步地，所述牵引逆变装置，用于将dc/dc变换器或动力电池输出的高压直流电变换为频率、电压可调的三相交流电，为牵引电机供电，驱动矿用车辆前进或倒退。
24、进一步地，所述辅助电源装置，用于对dc/dc变换器或动力电池输出的高压直流电进行变换为矿用车辆的中、低压负载供电，包括：
25、输出频率50hz、电压380v的三相交流电，为矿用车辆的空压机等交流负载供电；
26、输出直流低压电源，为矿用车辆的低压直流负载和低压蓄电池供电。
27、本专利技术的优点和积极效果：
28、本专利技术在设置接触网的区域，在为牵引电机供能的同时可为动力电池充电，节省了车辆在固定区域通过枪充或弓充的方式静态充电的时间，提升了作业效率；本专利技术在系统中引入了dc/dc变换器，从而在进、出有网区时，牵引逆变装置和辅助电源装置不会出现输入电压的较大波动，牵引电机转矩不会存在较大波动，车辆运行稳定性更高，动力电池不会存在充电过流，或电气闪络的隐患；本专利技术可支持3个或更多个碳滑板分别受电的工况，车辆允许的横向偏移量至少由±l/2提升为±l，系统鲁棒性更高，对司机的操作要求更低，对路面铺设、接触网架设的施工要求更低。
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1.一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，包括：多碳滑板受电弓、高压电器箱、DC/DC变换器、动力电池、牵引逆变装置、辅助电源装置；
2.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述矿用车辆通过多碳滑板受电弓将接触网接入高压电器箱输入端，包括：
3.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述多碳滑板受电弓，包括3个以上的碳滑板。
4.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述高压电器箱，包括：
5.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，任一碳滑板与接触网正极线接触，皆通过高压电器箱将高压电源正极引入DC/DC变换器的正极电源输入接口；
6.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述DC/DC变换器，包括输出电压传感器，用于实时追踪动力电池实时电压U1。
7.根
8.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述DC/DC变换器输出端连接动力电池、牵引逆变装置、辅助电源装置，包括：
9.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述牵引逆变装置，用于将DC/DC变换器或动力电池输出的高压直流电变换为频率、电压可调的三相交流电，为牵引电机供电，驱动矿用车辆前进或倒退。
10.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述辅助电源装置，用于对DC/DC变换器或动力电池输出的高压直流电进行变换为矿用车辆的中、低压负载供电，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，包括：多碳滑板受电弓、高压电器箱、dc/dc变换器、动力电池、牵引逆变装置、辅助电源装置；
2.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述矿用车辆通过多碳滑板受电弓将接触网接入高压电器箱输入端，包括：
3.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述多碳滑板受电弓，包括3个以上的碳滑板。
4.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述高压电器箱，包括：
5.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，任一碳滑板与接触网正极线接触，皆通过高压电器箱将高压电源正极引入dc/dc变换器的正极电源输入接口；
6.根据权利要求1所述的一种接触网-动力电池双源供电的矿用车辆高压电气系统，其特征在于，所述dc...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙佳伟，蔡华方，于泽麟，李鹤群，姜静，姜岐广，王智鹏，夏野，王振江，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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