用于电动矿山车的混合制动装置的制作方法

本实用新型涉及矿山设备领域，特别涉及一种用于电动矿山车的混合制动装置。

背景技术：

相关技术中的纯电动矿山车主要采取制动电阻栅和机械电磁阀配合的方式，驾驶员踩踏电缓速踏板时，通过控制使电动轮马达工作于发电机模式，从而将纯电动矿山车的机械能转化为电能，然后通过电阻栅以热能的形式耗散，从而将纯电动矿山车的车速降低；之后再通过踩制动踏板使机械电磁阀工作，将卡车的动能转化为制动时制动盘与摩擦衬块摩擦的热能，最终使车辆制动停车。

由于现有的纯电动矿山车的制动方式无法对制动时产生的热量加以利用，因此造成的能量损耗较大，无法满足用户对于纯电动矿山车的高续驶里程和低耗电量的需求，不环保也不经济。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种用于电动矿山车的混合制动装置，该混合制动装置可以在对电动矿山车制动的同时将电动矿山车转化为电能存储起来，进而提高了电动矿山车的续航里程，降低了电动矿山车的能耗。

根据本实用新型的用于电动矿山车的混合制动装置，包括：轮马达驱动系统，所述轮马达驱动系统包括：电动轮和轮速传感器，所述轮速传感器用于检测所述电动轮的转速；中央控制系统，所述中央控制系统的输入端与所述轮速传感器的输出端相连；制动系统，所述制动系统包括：驱动电机，所述驱动电机的输入端与所述中央控制系统的输出端相连；信号输入系统，所述信号输入系统包括：电缓行踏板，所述电缓行踏板的输出端与所述中央控制系统的输入端相连；能量回馈系统，所述能量回馈系统包括：动力电池，所述动力电池的输入端与所述驱动电机相连。

根据本实用新型的用于电动矿山车的混合制动装置，可以在对矿山车制动的同时将矿山车的动能转变为电能并存储起来，进而提高了电动矿山车的续航里程，降低了电动矿山车的能耗，提高了整车的经济性、环保性，且至少在一定程度上降低了车辆的使用成本。

根据本实用新型的用于电动矿山车的制动装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述制动系统还包括：制动机构，所述信号输入系统还包括：制动踏板，所述制动踏板的输出端与所述制动机构的输入端相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述中央控制系统包括：整车控制器和驱动电机控制器，所述整车控制器的输出端与所述驱动电机控制器的输入端相连，所述轮速传感器的输出端和所述电缓行踏板的输出端分别与所述整车控制器的输入端相连，所述驱动电机的输入端与所述驱动电机控制器的输入端相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述电动轮与所述驱动电机联动。

根据本实用新型的一个实施例，所述制动机构为液压制动机构，所述制动机构用于将所述电动矿山车的制动盘和制动块接触以实现所述电动矿山车的快速制动。

根据本实用新型的一个实施例，所述驱动电机与所述动力电池之间设置有所述驱动电机控制器，所述驱动电机控制器用于对所述驱动电机产生的电流进行调压整流。

根据本实用新型的一个实施例，所述整车控制器根据所述电动矿山车的车速来选择制动模式：

当所述电动矿山车的车速大于预设值时，所述驱动电机为发电机模式，使所述电动矿山车减速，同时产生并存储电能；

当所述电动矿山车的车速大于预设值时，所述驱动电机不工作，所述制动机构工作以降低所述电动矿山车的车速。

根据本实用新型的一个实施例，当所述电动矿山车的车速小于预设值时，所述整车控制器提醒操作人员踩踏所述制动踏板。

根据本实用新型的一个实施例，所述预设值V满足：4km/h≤V≤6km/h。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的混合制动装置的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的制动方法的流程图。

附图标记：

混合制动装置100，

轮马达驱动系统110，电动轮111，轮速传感器112，

中央控制系统120，整车控制系统121，驱动电机控制器122，

制动系统130，驱动电机131，制动机构132，

信号输入系统140，电缓行踏板141，制动踏板142，

能量回馈系统150，动力电池151。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

相关技术中的纯电动矿山车主要采取制动电阻栅和机械电磁阀配合的方式，驾驶员踩踏电缓速踏板时，通过控制使电动轮马达工作于发电机模式，从而将纯电动矿山车的机械能转化为电能，然后通过电阻栅以热能的形式耗散，从而将纯电动矿山车的车速降低；之后再通过踩制动踏板使机械电磁阀工作，将卡车的动能转化为制动时制动盘与摩擦衬块摩擦的热能，最终使车辆制动停车。

由于现有的纯电动矿山车的制动方式无法对制动时产生的热量加以利用，因此造成的能量损耗较大，无法满足用户对于纯电动矿山车的高续驶里程和低耗电量的需求，不环保也不经济。

为此本实用新型提出了一种电动矿山车的混合制动装置，从而对制动时车辆的动能及下坡时车辆的势能进行回收利用，来达到提高续航里程，降低综合耗电量的目的，提高车辆使用的经济性和环保性。

下面结合图1至图2对本实用新型实施例的用于电动矿山车的混合制动装置100进行详细描述。

根据本实用新型实施例的用于电动矿山车的混合制动装置100可以包括轮马达驱动系统110、中央控制系统120、制动系统130、信号输入系统140和能量回馈系统150。

其中，轮马达驱动系统110包括电动轮111和轮速传感器112，轮速传感器112可以用于检测电动轮111的转速并以此得出车辆的实时车速。

中央控制系统120为车辆的控制中心，中央控制系统120的输入端与轮速传感器112的输出端相连，轮速传感器112检测到的车速值可以输送给中央控制系统120。

制动系统130包括驱动电机131，驱动电机131的输入端与中央控制系统120的输出端相连。中央控制系统120可以根据轮速传感器112检测到的车速值来控制驱动电机131的工作模式。例如，当车辆的速度大于预设值时，中央控制系统120可以控制驱动电机131为发电机模式，进而驱动电机131可以将车辆的动能转变为电能。

信号输入系统140为操作人员的输入设备，操作人员可以通过信号输入系统140来控制混合制动装置100的制动模式。

信号输入系统140包括电缓行踏板141，电缓行踏板141的输出端与中央控制系统120的输入端相连。可以理解的是，电缓行踏板141包括电缓行踏板本体和用于检测电缓行踏板本体状态的电缓行踏板传感器，电缓行踏板传感器的输出端可以与中央控制系统120的输入端相连以将电缓行踏板本体的运动状态发送至中央控制系统120。

能量回馈系统150包括动力电池151，动力电池151的输入端与驱动电机131相连。在驱动电机131的工作模式为发电模式时，驱动电机131产生的电量可以流至动力电池151并可以在动力电池151中存储。

下面详细描述混合制动装置100的回馈制动工况。

当轮速传感器112检测到车辆的车速大于预设值时，轮速传感器112可以将车速信号传递至中央控制系统120，且中央控制系统120可以提醒操作人员踩踏电缓行踏板141；操作人员踩踏电缓行踏板141，中央控制系统120检测到电缓行踏板141的动作后，中央控制系统120控制驱动电机131变更为发电机模式，此时电动轮111带动驱动电机131转动，驱动电机131将车辆的动能转变为电能，并存储在动力电池151内。

根据本实用新型实施例的用于电动矿山车的混合制动装置100，可以在对矿山车制动的同时将矿山车的动能转变为电能并存储起来，进而提高了电动矿山车的续航里程，降低了电动矿山车的能耗，提高了整车的经济性、环保性，且至少在一定程度上降低了车辆的使用成本。

在本实用新型的一些实施例中，制动系统130还包括制动机构132，信号输入系统140还包括制动踏板142，制动踏板142的输出端与制动机构132的输入端相连。

可以理解的是，制动踏板142包括制动踏板本体和用于检测制动踏板本体状态的制动踏板传感器，制动踏板传感器的输出端可以与制动机构132相连并将制动踏板142的工作状态发送至制动机构132。当操作人员踩踏制动踏板142时，制动机构132工作，制动盘和制动块接触并相对运动以实现对电动矿山车的快速制动。

具体地，中央控制系统120包括整车控制器121和驱动电机控制器122，整车控制器121的输出端与驱动电机控制器122的输入端相连，轮速传感器112的输出端和电缓行踏板141的输出端分别与整车控制器121的输入端相连，驱动电机131的输入端与驱动电机控制器122的输入端相连。

当轮速传感器112检测车辆的车速大于预设值时，轮速传感器112可以将车速信号传递至整车控制器121，且整车控制器121可以提醒操作人员踩踏电缓行踏板141；操作人员踩踏电缓行踏板141，整车控制器121检测到电缓行踏板141的动作并将该信号传递给驱动电机控制器122，驱动电机控制器122控制驱动电机131变更为发电机模式，此时电动轮111带动驱动电机131工作，驱动电机131将车辆的动能转变为电能，并存储在动力电池151内。

在本实用新型的一些实施例中，电动轮111与驱动电机131联动。具体地，驱动电机131与电动轮111直接相连。当电动矿山车正常行驶时，驱动电机131带动电动轮111转动进而实现电动矿山车的正常行驶；当电动矿山车需要进行制动时，驱动电机131可以为发电模式，电动轮111带动驱动电机131工作，进而将电动矿山车的动能转变为电能。

本实用新型实施例的制动机构132为液压制动机构，制动机构132用于将电动矿山车的制动盘和制动块接触以实现电动矿山车的快速制动。

在本实用新型的一些实施例中，驱动电机131与动力电池151之间设置有驱动电机控制器122，驱动电机控制器122用于对驱动电机131产生的电流进行调压整流。换言之，驱动电机131产生的电流并非直接进入到动力电池151内，而是首先要经过驱动电机控制器122的调压整流。

本实用新型上述实施例的用于电动矿山车的混合制动装置100包括两种制动方式：第一种为车速高于预设值时，驱动电机131为发电机模式，将电动矿山车的动能转变为电能并存储起来以实现对电力矿山车的制动；第二种为车速低于预设值时，直接利用制动机构132对动力矿山车进行机械制动，通过摩擦块与制动盘之间的相对运动，摩擦生热，将电动矿山车剩余的机械能迅速转化为热能耗散，从而使电动矿山车快速停车。

操作人员可以根据电动矿山车的车速判断对电缓行踏板141或制动踏板142进行踩踏；

当踩踏电缓行踏板141时，根据电动矿山车的车速来调整驱动电机131的工作模式；

当踩踏制动踏板142时，制动机构132工作以实现对电动矿山车的快速制动。

在车速大于预设值时，可以控制驱动电机131，使得驱动电机131为发电机模式，将车辆的动能转化为电能；当车速小于预设值时，驱动电机131为普通模式(停止工作)，制动机构132工作以完成对电动矿山车的快速制动。

当操作人员踩踏电缓行踏板141时，且电动矿山车的车速大于等于预设值时，驱动电机131为发电机模式，在该模式下，车电动矿山车减速且驱动电机131可以将车辆的动能转化为电能；当电动矿山车的车速小于预设值时，驱动电机131不工作，制动机构132工作，制动块和制动盘接触以实现对电动矿山车的快速制动。

制动机构132工作时，制动块和制动盘彼此接触，车辆的动能可以转化为热能并散失掉。

在本实用新型的一些实施例中，预设值为V，预设值V满足：4km/h≤V≤6km/h。优选地，V＝5km/h。当电动矿山车的车速过低时，驱动电机131作为发电机产生的电量太少、发电效率低，且不能够对车辆进行快速制动。因此，当车速过低时，直接采用制动机构132进行制动，没有必要再将动力矿山车的动能转化为电能。

当电动矿山车的车速小于预设值时，整车控制器121可以提醒操作人员踩踏制动踏板142。例如，整车控制器121可以在仪表上提示“请踩制动踏板142”等提醒字样。

在车速由大于预设值降低到小于预设值的过程中，当车速小于预设值时，整车控制器121不响应电缓行踏板141的制动信号，驱动电机131不工作且为非发电机模式。同时整车控制器121可以提醒操作人员踩踏制动踏板142。例如，整车控制器121可以在仪表上提示“请踩制动踏板142”等提醒字样。

当踩下制动踏板142时，液压制动机构132进行液压机械会制动，并根据制动踏板142深度以不同的液压力使制动盘抱死从而使电动矿山车制动停车。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。