一种矿用防爆锂离子蓄电池胶轮运输车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤矿井下无轨辅助运输设备的技术领域，具体涉及一种矿用防爆锂离子蓄电池胶轮运输车。
【背景技术】
[0002]煤矿井下是个环境恶劣的狭小作业空间，煤炭采掘、巷道支护、煤炭输送、设备安装、辅助材料的运输都在这一狭小空间完成，给煤炭采掘作业、安全运输带来了很大困难，同时给井下环境带来很大压力。随着以防爆柴油机为动力的胶轮车的推广使用，由于国产防爆柴油机在高效和尾气处理技术上和国外产品相比差距较大，本身存在着排气污染和噪音污染，进一步造成了煤矿井下工作环境的恶化，对井下工作人员的健康造成很大危害，同时也埋下了一定程度上的安全隐患，以及在氧气稀薄环境中表现出的动力不足，成为无轨辅助运输发展的瓶颈和制约我国煤炭生产发展的薄弱环节。目前煤矿井下应用的辅助运输车，基本都保留了原有地面汽车的操纵和传动形式，在井下坡道起伏较大，几公里之内多次需上、下坡道，采用机械或液力机械的传动形式时，驾驶者在运行过程中频繁换挡和拉动离合，容易产生驾驶疲劳，给行车安全也造成一定影响。
[0003]防爆电机与储能装置相结合可以使辅助运输车辆配置更加灵活、运行更多的工况，减少井下巷道的污染排放，发展低污染、零排放、噪音低、绿色环保的新能源车辆是发展趋势，但是由于当前煤矿使用的特殊型铅酸蓄电池体积和重量过大，应用在防爆胶轮车上造成整机重量大、行驶里程短、充电时间长、电机匹配困难、电池放电率过大等问题，成为制约新能源车辆在煤矿井下发展的瓶颈。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对【背景技术】的不足，针对我国大型煤矿的巷道条件和使用工况，设计一种矿用防爆锂离子蓄电池胶轮运输车，集车身和底盘技术、电池技术、电机技术和控制器技术于一身，机动灵活、比能量比功率大、结构紧凑，零排放，清洁高效的新能源运输车辆，提升辅助运输行业的整体技术水平，提高煤矿辅运机械化程度，改善施工条件，提高劳动生产效率。
[0005]本发明采用如下的技术方案实现:
一种矿用防爆锂离子蓄电池胶轮运输车，包括车身、传动机构、液压机构、电气机构、驾驶操纵、车架及悬架机构以及轮边减速器机构，其特征在于所述的轮边减速器机构通过过桥与运输车的悬挂装置及车架相连接，轮边减速器机构嵌设于运输车后轮轮毂内、以车轴为中心从内到外有防爆电机II和带湿式制动的行星减速装置。
[0006]所述的车身通过连接机构联接车架；车架的中间内部前面为防爆电机I，防爆电机I后部连接液压栗；电机的前部右侧设有蓄能器I以及蓄能器II ;车架的前部设置有前轴及转向拉杆机构，前轴及转向拉杆机构的两端分别连接左前轮以及右前轮，前轮中设置有左前制动器、右前制动器；车架的后部连接两端分别连接，左后轮、右后轮两端设置有左轮边减速机构、右轮边减速机构；车架的上部从前至后分别设置蓄电池组1、蓄电池组II，蓄电池组III以及蓄电池组IV，车架的右侧中部从前向后分别设置有电控箱、插销连接器，车架的左侧中部从前向后分别为电控箱I1、液压油箱以及备用电源箱；车身的前部设置有驾驶操纵机构，驾驶操纵机构通过液压管路、电路与液压机构、行走机构、电气机构连接；驾驶操纵机构中设置有本安型显示器、急停按钮、雨刷电机、组合开关、方向盘、电动转向器以及电动油门踏板；车身的中部从前至后设置有驾驶室座椅、中前排座椅、中排座椅、中后排座椅以及后排座椅；前轴及转向拉杆机构的左右两端上部连接前左钢板弹簧悬架装置和右前钢板弹簧悬架装置；车架后部的两端上部连接左后钢板弹簧和副钢板弹簧悬挂装置以及右后钢板弹簧和副钢板弹簧悬挂装置。
[0007]所述的车身采用抗静电阻燃复合材料夹层结构，包括上下两层为CF碳纤维阻燃外层，中间填充高强度的FRP玻璃钢抗静电里料层，所述中间填充层采用多层多角度铺层；车身设置有左前门、右前门，左中前门、右中前门，左中后门、右中后门，左后门、右后门，每个车门均为全封闭结构，防爆钢化玻璃材质。
[0008]所述的驾驶操纵机构在驾驶员的前部设置有本安型显示器、急停按钮以及雨刷电机，驾驶操纵机构在方向操纵上从上到下设置有方向盘、组合开关以及电动转向器，驾驶操纵机构在车身前底部设置有电动油门踏板；驾驶操纵机构通过液压管路、电路与液压机构、行走机构以及电气机构连接。
[0009]所述的车架为主副一体式整体结构，车架呈长矩形，选用边梁式框架结构，由左右分开的两根槽型纵梁和横梁组成，分为主车架和副车架两部分，主车架的左部为左纵梁，右部为右纵梁，左右纵梁之间设有前护罩、前横梁、中横梁1、中横梁II和后横梁；主车架的左部设有电控箱II架、液压油箱架和电源箱架，主车架的右部设有电控箱I架和插销连接器架；副车架的左部为左副纵梁，右部为右副纵梁，左右左副纵梁之间设置有前梁以及后梁，在前梁和后梁之间从前到后先后排列有支梁1、支梁I1、支梁II1、支梁IV和支梁V(71)，所述车架主体均为焊接结构，主车架和副车架采用刚性连接。
[0010]所述的液压机构包括液压栗、液压油箱，液压栗由防爆电机I驱动，液压油箱的液压油由液压栗出后分为两路，一路进入电控转向器，液压油箱的另一路液压油由液压管进入双路充液阀、储能器I以及储能器II，储能器1、储能器II联接行车制动阀、左前制动器、右前制动器以及一体式湿式制动器，双路充液阀另一路联接压力变送器、储能器II1、手制动阀以及一体式湿式制动器；油液阀、油缸、储能器之间由液压管联接。
[0011]所述的电气机构包括与整车控制器VCM连接的电机驱动器DMCM、电池管理单元BMS以及显示单元IPM，电机驱动器DMCM包括蓄电池组1、蓄电池组I1、蓄电池组III以及蓄电池组IV，蓄电池组1、蓄电池组I1、蓄电池组II1、蓄电池组IV作为储能装置与电控箱II联接；防爆电机I1、防爆电机I和雨刷电机经电控箱II进入电控箱I，电控箱I连接各控制内容，控制内容包括左右前灯、刹车灯、左右后灯、甲烷传感器、甲烷断电仪、喇叭、声光语音、备用电源箱、急停按钮、电池管理单元BMS以及组合开关；充电机与蓄电池组1、蓄电池组I1、蓄电池组II1、蓄电池组IV及电控箱II联接；各电器元件之间由电缆联接；所述电池管理单元BMS采用CAN总线通讯协议控制策略ARM+电源+CAN型式，包括BMS从机、BMS主机、温度采集模块、系统显示模块及电流传感器。
[0012]所述的防爆电机II采用双定子永磁无刷结构，防爆电机II以中间壳为对称中心两侧分别设置一组定子与转子结构，分别为初级定子和初级转子以及次级定子和次级转子，在初级定子和初级转子中间设置有电磁绕组，次级定子和次级转子之间设置有磁极，每组定子和转子的磁极之间有夹角；初级定子和次级定子安装在车轴上、通过定子机架使定子与车轴连接固定成为两个都静止不动的机械整体。
[0013]所述的行星减速装置包括行星减速器，行星减速器采用齿圈固定式、包括太阳轮、行星齿轮、齿圈，动力从内侧的太阳轮输入，由行星齿轮输出，太阳轮通过花键安装在车轴II的外端并定位，车轴与车轴II通过花键连接在一起并采用法兰与过桥相联；行星齿轮分别与太阳轮和齿圈啮合；与齿圈啮合的齿圈固定架和端盖以及轮毂用螺钉固定在一起，轮毂通过一对大小锥轴承支撑在花键套上；从防爆电机II和车轴传过来的力矩经太阳轮、行星齿轮最后传到轮毂上，使驱动轮旋转，驱动车辆行驶；整个动力总成采用闭式传动，它的外侧由端盖封闭。
[0014]所述的湿式制动为一体式湿式制动器采用闭式油冷却湿式制动，包括刹车片、两组活塞以及弹簧，刹车片包括浸在循环油液里的对偶片和摩擦片，摩擦片与轮毂通过齿圈固定架连接一起转动，对偶片与静壳1、静壳II用花键连接，而静壳1、静壳II用螺栓与电机外壳相固定，通过过桥与悬挂装置及车架相连接；制动器内有两组活塞、包括一组小活塞和一组大活塞，其中一组小活塞采用弹簧制动和液压释放工作方式实现车辆驻车制动和紧急制动，小活塞安装在大活塞和静壳I之间，小活塞右端连接压盘，需要制动时，小活塞在弹簧作用下向右运动推动压盘压紧刹车片产生制动力矩，解除制动时，压力油经脚踏制动阀进入制动器油腔I，推动小活塞向左运动并压缩弹簧，使制动器松闸；另一组大活塞采用液压制动和弹簧释放工作方式实现车辆行车制动，大活塞安装在静壳I上，大活塞左端设置有制动弹簧组、右端连接压盘，需要制动时，压力油经脚踏制动阀进入制动器油腔II，大活塞在压力油的作用下向右运动推动压盘压压紧刹车片产生制动力矩，解除制动时，脚踏制动阀动作切断压力油，大活塞在制动弹簧组的作用下向左运动返回，使制动器松闸；两套功能共用一套制动弹簧组和刹车片，对偶片、摩擦片在油腔内接合。
[0015]本发明设置有轮边减速机构，采用轮毂电机减速驱动的机构型式，同时具有行车和驻车制动功能。该轮边减速机构省略了传统车辆所需的机械式操纵换档装置、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等，使驱动系统和整车结构简洁，有效可利用空间大，传动效率提高。该机构可以使电机运行在高转速下，具有较高的比功率和效率；体积小、重量轻，、爬坡性能好，能保证在车辆低速运行时获得较大的平稳转矩。
[0016]本发明车身采用抗静电阻燃复合材料夹层结构，在保证车辆强度和安全性能的前提下，尽可能降低车辆的整备质量，实现车身的轻量化，提高车辆的动力性和续航里程。车架采用主副一体式整体结构，边梁式框架式结构，不仅保证了自身的强度要求，同时考虑到其它总成安装的方