地下车辆中的充电连接器装置的制作方法

本发明涉及一种地下采矿车辆。

背景技术：

地下采矿车辆通常设有一个或多个内燃机，这些内燃机通常是柴油发动机。内燃机需要车辆车架上的大量空间，并且需要定期维护。内燃机还对矿中的消防安全产生不利影响，因为它具有热表面并且还需要在车辆和矿中存储和处理易燃燃料。此外，在地下矿井中，来自内燃机的废气必须从矿井中排出，这大大增加了地下采矿的总能量消耗。

也可以为地下采矿车辆提供一个或多个电动马达，使得至少地下采矿车辆的驱动马达是电驱动马达。电驱动马达的电力可以由设置在车辆中的可再充电电池供应。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新颖的地下采矿车辆。

本发明的特征在于独立权利要求中所公开的特征。

地下采矿车辆包括至少一个用于驱动车辆的电动马达和至少一个用于向电动马达供应电能的可再充电电池。此外，地下采矿车包括：至少一个充电系统，该充电系统包括至少一个充电电路和至少一个充电连接件，该充电连接件连接到充电系统，用于从车辆外部的电力源向充电系统供应电能，以对所述至少一个可再充电电池再充电；至少一个冷却系统，该冷却系统包括至少一个冷却回路和至少一个冷却剂供应连接件，该冷却剂供应连接件连接到冷却系统，用于从车辆外部的冷却剂源向冷却系统供应冷却剂，以冷却所述至少一个可再充电电池；以及至少一个检测元件，该检测元件用于检测冷却系统连接到外部冷却剂源。

本发明的优点在于，可以通过在电池再充电期间使用从车辆外部的冷却剂源供应的冷却剂来冷却可再充电电池，而无需将电池从车辆移除以进行再充电。此外，利用用于检测冷却系统连接到外部冷却剂源的检测元件，可以在来自车辆外部的冷却剂源的冷却剂供应管线仍连接到车辆中的可再充电电池的冷却系统的情况下，阻止车辆的意外启动。

从属权利要求中公开了本发明的一些实施例。

附图说明

在下文中，将参考附图通过优选实施例来更详细地描述本发明，在附图中

图1是地下采矿车辆的示意性侧视图；

图2是用于地下采矿车辆中的可再充电电池的充电系统的示意图；

图3是用于地下采矿车辆中的可再充电电池的冷却系统的示意图；

图4是用于检测可再充电电池的冷却系统连接到外部冷却剂源和可再充电电池的充电系统连接到外部电力源的实施例的示意图；

图5是用于检测可再充电电池的冷却系统连接到外部冷却剂源的实施例的示意性侧视图；并且

图6是用于检测可再充电电池的充电系统连接到外部电力源的实施例的示意性侧视图。

为了清楚起见，附图以简化的方式示出了本发明的一些实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

图1示意性地示出了地下采矿车辆1的侧视图，在下文，该地下采矿车辆1在本说明书中也可以被称为采矿车辆1或车辆1。车辆1包括车架2和放置在车架2上的舱室3或顶篷3。可以通过驱动设备4来移动车辆1。驱动设备4包括：一个或多个电动马达5，该一个或多个电动马达5提供了地下采矿车辆1的一个或多个驱动马达；以及动力传输装置6，如齿轮箱6a和驱动轴6b，用于将驱动动力传输到一个或多个车轮7。可替代地是，一个或多个电动马达5可以直接连接到一个或多个车轮7，来为一个或多个车轮7提供驱动动力。

地下采矿车辆1还包括至少一个可再充电电池8，用于向电动马达5提供电力，以移动车辆1。用箭头9示意性地示出了电池8与电动马达5之间的这种连接。可再充电电池8与电动马达5之间还可以有附加的电力电子器件，用于将由电池8供应的电力转换成适合于电动马达5的形式。此外，车辆1包括一个或多个充电连接件10，用于将车辆1连接到外部电力源，以对可再充电电池8再充电。此外，车辆1包括一个或多个冷却剂供应连接件11，用于将车辆1连接到外部冷却剂源，以在需要时在电池8的再充电期间冷却可再充电电池8。冷却剂供应连接件11包括：冷却剂入口连接件12或入口连接件12，用于流动到电池冷却系统中的冷却剂的入口流；以及冷却剂出口连接件13或出口连接件13，用于从电池冷却系统中流出的冷却剂的出口流。

地下采矿车辆1还包括一个或多个控制单元14，以控制车辆1的至少一些操作，如所述至少一个可再充电电池8的再充电以及所述至少一个可再充电电池8的冷却。

地下采矿车辆1可以是自卸车、装载机、凿岩钻台或任何其它采矿车辆。地下采矿车辆1可以配备有一个或多个采矿工作设备，采矿工作设备可以是以下采矿工作设备中的一个或多个：凿岩机、打锚机、混凝土喷射设备、缩放(scaling)设备、注入设备、炮眼装药器、装载设备、铲斗、箱、测量设备或者用于小量装药挖掘的钻孔、密封和推进剂进给设备。

图2是用于地下采矿车辆1中的可再充电电池8的充电系统15的示意图，用于对电池8再充电。充电系统15包括至少一个充电电路16，该充电电路16连接到电池8的正极接线柱(terminal)8a和电池8的负极接线柱8b。充电系统15还包括充电连接件10。充电系统15可以通过充电电缆18连接到车辆1外部的电力源17，该充电电缆18将从电力源17连接到车辆1中的充电连接件10。电力源17例如可以是连接到地下矿井的电力系统的具体充电站，并且该充电站仅意图用于对保持在车辆1中的可再充电电池8再充电。可替代地是，例如，电力源17可以是地下矿井的电力系统中的大电流输出。

图3是用于地下采矿车辆1中的可再充电电池8的冷却系统19的示意图。冷却系统19包括第一冷却回路20，其中冷却剂(即冷却介质)被布置为流动并接收来自电池8的过多热量，特别是在电池8的再充电期间。通过使用泵(为了清楚起见，图3中未示出)来使冷却剂在第一冷却回路20中循环。

冷却系统19还包括第二冷却回路22，其中冷却剂也被布置为流动并通过保持在第一冷却回路20与第二冷却回路22之间的第一热交换器21接收来自在第一冷却回路20中流动的冷却剂的过多热量。通过使用泵(为了清楚起见，图3中未示出)来使冷却剂在第二冷却回路22中循环。

冷却系统19还包括第二冷却回路22中的第二热交换器23以及冷却剂供应连接件11，冷却剂供应连接件11包括冷却剂入口连接件12和冷却剂出口连接件13。冷却系统19可以通过冷却剂供应管线25连接到车辆1外部的冷却剂源24，该冷却剂供应管线25将连接到车辆1中的冷却剂供应连接件11。冷却剂供应管线25包括冷却剂入口流管线25a，该冷却剂入口流管线25a将连接到冷却剂供应连接件11中的冷却剂入口连接件12，由外部冷却剂源24供应的冷却剂通过该冷却剂入口流管线25a供应到第二热交换器23。在第二热交换器23中，来自外部冷却剂源24的冷却剂流接收来自在第二冷却回路22中流动的冷却剂的过多热量。冷却剂供应管线25还包括冷却剂出口流管线25b，该冷却剂出口流管线25b将连接到冷却剂供应连接件11中的冷却剂出口连接件13，通过该冷却剂出口流管线25b，最初从外部冷却剂源24供应到第二热交换器23并在其中被加热的冷却剂返回到外部冷却剂源24。外部冷却剂源24包括泵(为了清楚起见，图3中同样未示出)，该泵用于在冷却剂供应管线25中提供冷却剂流。

在图3中公开的实施例中，其中的第一冷却回路20和第一热交换器21以及其中的第二冷却回路22和第二热交换器23因此属于作为地下采矿车辆1的一部分的冷却系统19。第二冷却回路22被布置用以在第一冷却回路20与由外部冷却剂源24和冷却剂供应管线25提供的冷却回路之间提供中间冷却回路。可替代地是，冷却剂供应管线25可以直接连接到第一热交换器21，由此采矿车辆1可以没有第二冷却回路22和其中的第二热交换器23。

冷却剂源24可以例如是用于采矿作业的储水器或地下矿井的水分配系统。

图4示意性地示出了用于检测可再充电电池8的冷却系统19连接到外部冷却剂源24和可再充电电池8的充电系统15连接到外部电力源17的实施例。

图4示出了充电连接件10，该充电连接件10被布置在车辆1的侧面处。图4还示出了盖26，用于在来自外部电力源17的充电电缆18未连接到充电连接件10时覆盖充电连接件10，正如图4中的情况一样。通过连接到盖26的手柄27来操作盖26，使得在来自外部电力源24的充电电缆18未连接到充电连接件10时(正如图4中的情况一样)，可以通过将手柄27向下转动到下部位置27a来关闭盖26。当来自外部电力源24的充电电缆18将要连接到充电连接件10时，通过将手柄27向上转动到上部位置27b来打开盖26。手柄的转动由曲线27'示意性地显示出。

图4还示出了冷却剂供应连接件11，该冷却剂供应连接件11在充电连接件10旁边并且包括冷却剂入口连接件12和冷却剂出口连接件13。当至少来自外部冷却剂源24的冷却剂供应管线25的冷却剂入口流管线25a连接到冷却剂入口连接件12时，通过冷却剂入口流管线25a连接到冷却剂入口连接件12来在物理上阻止手柄27向下转动到下部位置27a而关闭盖26。也可以提供替代实施例，其中如果至少来自外部冷却剂源24的冷却剂供应管线25的冷却剂出口流管线25b连接到冷却剂出口连接件12，则通过冷却剂出口流管线25b连接到冷却剂出口连接件13来在物理上阻止手柄27向下转动到下部位置27a而关闭盖26。

图4的车辆1还包括位置传感器28，该位置传感器28的实施方式可以是机械开关或电子传感器(如电容式传感器或电感式传感器)，该位置传感器28被布置用以响应于将手柄27转动到下部位置27a以关闭盖26以及响应于将手柄27转动到上部位置27b以打开盖27而改变其状态。

如果充电电缆18已从充电连接件10断开，以及如果来自外部冷却剂源24的冷却剂供应管线25的冷却剂入口流管线25a和/或冷却剂出口流管线25b已从冷却剂入口连接件12和冷却剂出口连接件13断开，即如果来自外部冷却剂源24的冷却剂供应管线25已从冷却剂供应连接件11断开，则在手柄27转动到下部位置27a时，手柄27将抵靠位置传感器28或靠近位置传感器28转动并且关闭盖26。当手柄27抵靠位置传感器28或靠近位置传感器28转动时，位置传感器28激活控制信号cl28并向控制单元14发送控制信号cl28，报告车辆1与外部电力源17和外部冷却剂源24断开，从而允许车辆1启动或移动。只要手柄27抵靠位置传感器28或靠近位置传感器28转动，则控制信号cl28就保持被激活。

如果控制信号cl28未被激活，即没有有效的控制信号cl28，则意味着手柄27未转动到下部位置27a，由此充电电缆18仍可以连接到充电连接件10，或者来自外部冷却剂源24的冷却剂供应管线25的冷却剂入口流管线25a和冷却剂出口流管线25b中的至少一个仍可以连接到冷却剂入口连接件12或冷却剂出口连接件13，即来自外部冷却剂源24的冷却剂供应管线25仍可以连接到冷却剂供应连接件11。可替代地是，有效的控制信号cl28的缺少可能源自位置传感器28的故障。在所有这些情况下，通过控制单元14响应于有效的控制信号cl28的缺少而阻止车辆1的启动。

位置传感器28提供了检测元件的实施例，该位置传感器28在图4的实施例中能够与盖26和手柄27以协作配合的方式检测可再充电电池8的充电系统15连接到外部电力源17以及可再充电电池8的冷却系统19连接到外部冷却剂源24中的至少一种情况，并且响应于该至少一个情况，向控制单元14提供控制信号cl28，以阻止车辆1启动。

在图4中公开的实施例中，控制单元14因此配置用以响应于检测元件(即位置传感器28)检测到地下采矿车辆1连接到外部冷却剂源24或检测到地下采矿车辆1连接到外部电力源17或检测地下采矿车辆1连接到外部冷却剂源24及外部电力源17而阻止地下采矿车辆1的启动。

作为将控制信号cl28发送到车辆1的控制单元14的替代或补充，指示可再充电电池8的充电系统15连接到外部电力源17和可再充电电池8的冷却系统19连接到外部冷却剂源24中的至少一种情况的控制信号cl28被报告给车辆1的操作者。

图5是用于检测可再充电电池8的冷却系统19连接到外部冷却剂源24的实施例的示意性侧视图。

图5公开了冷却剂入口连接件12的截面图，其中内部流动通道12'保持在车辆1中。此外，图5公开了冷却剂供应管线25的冷却剂入口流管线25a的头部29，该头部29连接到冷却剂入口连接件12。图5的实施例还公开了布置在冷却剂供应连接件11的冷却剂入口连接件12处的近距离传感器(proximitysensor)30。近距离传感器30被布置用以响应于冷却剂入口流管线25a连接到冷却剂入口连接件12而将指示冷却剂入口流管线25a连接到冷却剂入口连接件12的控制信号cl30激活，即响应于冷却剂供应管线25连接到冷却剂供应连接件11而将指示冷却剂供应管线25连接到冷却剂供应连接件11的控制信号cl30激活。

近距离传感器30可以例如是电容式传感器或电感式传感器，由此近距离传感器30被布置用以检测头部29连接到冷却剂入口连接件12的存在，这指示了冷却剂入口流管线25a连接到冷却剂入口连接件12，即冷却剂供应管线25连接到冷却剂供应连接件11

在该实施例中，响应于冷却剂入口流管线25a的头部29连接到冷却剂入口连接件12而激活控制信号cl30，但利用合适的电子器件，控制信号cl30的状态可以倒过来，即：使得当冷却剂入口流管线25的头部29从冷却剂入口连接件12断开时激活控制信号cl30。在这种情况下，控制信号cl30的非有效状态指示冷却剂入口流管线25a连接到冷却剂入口连接件12，或者指示在检测元件、即近距离传感器30中存在故障。

当检测到冷却剂供应管线25连接到冷却剂供应连接件11时，控制单元14被配置用以响应于接收到指示冷却剂供应管线25连接到冷却剂供应连接件11的控制信号cl30而阻止车辆1的启动。

如同图5的装置的装置也可以结合冷却剂出口流连接件13使用，用于检测冷却剂供应管线25的冷却剂出口流管线25b是否连接到冷却剂供应连接件11的冷却剂出口连接件13。

也可以用一种其中近距离传感器为机械开关的装置替换图5的装置，该替换装置被布置为与冷却剂供应连接件11关联，即与冷却剂入口连接件12和冷却剂出口连接件13中的至少一个关联。在该实施例中，机械开关的状态被布置用以响应于冷却剂入口流管线25a和冷却剂出口流管线25b中的所述至少一个的头部连接到冷却剂入口连接件12或冷却剂出口连接件13而改变。

在图5中公开的实施例中，控制单元14因此被配置用以响应于检测元件(即近距离传感器30)检测到地下采矿车辆1连接到外部冷却剂源24而阻止地下采矿车辆1的启动。

作为将控制信号cl30发送到车辆1的控制单元14的替代或补充，指示可再充电电池8的冷却系统19连接到外部冷却剂源24的控制信号cl30被报告给车辆1的操作者。

图6示意性地示出了用于检测可再充电电池8的充电系统15连接到外部电力源17的实施例的侧视图。图6示出了可再充电电池8、充电电路16和充电连接件10。利用触头箱来实现充电连接件10。从外部电力源17通过充电电缆18和处于充电电缆18的末端处的插口31对电池8充电，插口31连接到充电连接件10。插口31具有插脚32，该插脚32被布置用以闭合充电电路16，以对电池8再充电。

图6的实施例还包括与充电连接件10和充电电路16中的至少一个关联的互锁电路33，该互锁电路33用于检测电池8的再充电是有效的或者检测充电电缆18连接到充电连接件10。互锁电路33被配置用以响应于充电电缆18连接到车辆1中的充电连接件10而向控制单元14提供控制信号cl33，由此控制单元14被配置用以阻止车辆1的启动。因此，互锁电路33提供了一种检测元件，以响应于充电电缆18连接到充电连接件10、即响应于外部电力源17连接到可再充电电池8的充电系统15而提供指示充电电缆18连接到车辆1中的充电连接件10的控制信号。

在图6的实施例中，响应于充电电缆18的插口31连接到充电连接件10而激活控制信号cl33，但利用合适的电子器件，控制信号cl33的状态可以倒过来，即：使得当充电电缆18的插口31从充电连接件10断开时，激活控制信号cl33。在那种情况下，控制信号cl33的非有效状态或者控制信号cl33的缺少指示充电电缆18的插口31连接到充电连接件10，或者指示在意图用以检测可再充电电池8的充电系统15连接到外部电力源17的检测元件中存在故障。

在图6中公开的实施例中，控制单元14因此被配置用以响应于检测元件(即互锁电路33)检测到地下采矿车辆1连接到外部电力源17而阻止地下采矿车辆1的启动。

作为将控制信号cl33发送到车辆1的控制单元14的替代或补充，指示可再充电电池8的充电系统15连接到外部电力源17的控制信号cl33被报告给车辆1的操作者。

该解决方案的优点在于，在电池的再充电期间，可以通过使用由车辆外部的冷却剂源供应的冷却剂来冷却可再充电电池8，而无需将电池从车辆移除以进行再充电。

此外，可以检测并向地下采矿车辆1的操作者报告可再充电电池8的冷却系统19连接到外部冷却剂源24，并且附加地是，还可以检测并向地下采矿车辆1的操作者报告可再充电电池8的充电系统15连接到外部电力源17。这防止操作者意外地启动车辆，由此不会对车辆1、充电电缆18、外部电力源17、冷却剂供应管线25或外部冷却剂源24造成损坏。根据实施例，采矿车辆1的控制单元可以被配置用以响应于可再充电电池8的充电系统15连接到外部电力源17以及可再充电电池8的冷却系统19连接到外部冷却剂源24中的所述至少一种情况而自动阻止车辆1的启动。

对于本领域技术人员将显而易见的是，随着技术的进步，本发明构思可以以各种方式实施。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求书的范围内变化。