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1、(10)申请公布号 CN 103522884 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103522884 A (21)申请号 201210228465.3 (22)申请日 2012.07.02 B60K 1/00(2006.01) B60L 11/18(2006.01) (71)申请人 微宏动力系统 ( 湖州 ) 有限公司 地址 313000 浙江省湖州市港南路 1555 号 香溢工业科技园 1 栋 (72)发明人 吴扬 邱梅清 (54) 发明名称 电动矿山车 (57) 摘要 一种电动矿山车， 它包括车身， 车轮， 电动机， 在所述的车身内设置有电池包， 所述的电池包为 所述的电动。
2、机提供能量， 所述的电动机驱动车轮， 本发明技术方案所提供的矿山车辆在运行过程 中， 几乎没有能量浪费， 从而使得能量转化效率 高， 另一方面， 由于几乎没有能量浪费， 也降低了 矿山车辆的运行成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103522884 A CN 103522884 A 1/1 页 2 1. 一种电动矿山车， 它包括车身， 车轮， 电动机， 其特征在于 ： 在所述的车身内设置有 电池包， 所述的电池包为所述的电动机。
3、提供能量， 所述的电动机驱动车轮。 2. 如权利要求 1 所述的电动矿山车， 其特征在于 ： 所述的电池包由多个锂离子电池模 块构成， 所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。 3. 如权利要求 2 所述的电动矿山车， 其特征在于 ： 所述的锂离子电池单体可以在超过 3C 倍率的情况下进行充放电。 4. 如权利要求 1 或 2 或 3 所述的电动矿山车， 其特征在于 ： 所述的电池包储存能量为 1000kWh5000kWh。 5. 如权利要求 3 所述的电动矿山车， 其特征在于 ： 所述的锂离子电池单体为钛酸锂电 池。 权 利 要 求 书 CN 103522884 A 2 1/3 页。
4、 3 电动矿山车 【技术领域】 0001 本发明涉及一种矿山车辆， 特别地， 涉及一种采用电力驱动的矿山运输车辆。 【背景技术】 0002 在矿山领域， 大型的矿山车辆是必不可少的运输工具 , 这些矿山车辆一般具有体 型庞大， 自重大， 载重量大， 价格高昂， 使用成本高昂等特点。 0003 目前市场上常见的矿山车辆 （例如卡特彼勒， 小松等） 自重在200吨左右， 载重量约 为 300 400 吨， 车辆发动机功率约为 1500 2500kW。满载情况下百公里油耗约在 700 800 升。 0004 这些矿山车辆的价格和使用成本同样也十分高昂， 一般而言， 一辆载重 350 吨左 右的矿山车。
5、的价格约为 400 万美金 （约合 2000 万元） ， 而矿山车辆运行一天的油耗约在 4 5 吨， 按目前的柴油价格 （9000 元 / 吨） 来计算， 一辆矿山车运行一天的油费约需要 4 万元。 每年仅油费就需要 1500 万元左右。且从整个世界的能源环境看来， 随着石油资源的日渐 枯竭， 油料价格在可预见的未来会逐步升高， 也即是说 ： 矿山车的每年消耗的油费会逐渐增 加。 0005 另一方面， 由于矿山车其自身工作性质 （载重大， 在矿山区域行驶） 的限制， 其速度 一般都比较低， 一般而言， 矿山车的速度不超过60km/h,多数时候行驶速度在40km/h以下。 发动机 （内燃机） 在。
6、运行中将蕴含在燃料 （汽油， 柴油， 乙醇） 中的化学能转化为自由能， 这个 过程受制于热力学卡诺循环， 从理论上而言， 大部分的能量是以热能的形式被浪费掉， 只有 少量能量 （一般而言 30%) 以自由能的形式释放并驱动车辆， 尤其是车辆在低速行驶的情 况下， 能量转化效率更加低下。也就是说， 矿山车辆在实际的运行过程中， 发动机的效率其 实是比较低的， 换言之， 矿山车在运行时处在 “费油” 的状态。 0006 有部分型号的矿山车辆， 为了避免上述的发动机效率低下的问题， 采用柴油机带 动发电机发电， 然后供电给位于车辆后轮轮毂内的电动机来驱动车辆， 高转速的轮毂电动 机经外侧的行星式轮边。
7、减速机降低转速， 驱动后轮前进。 这种设计可以部分解决上述问题， 但是这种设计一方面受制于轮毂电机的技术不够成熟， 另一方面， 在这种设计中， 能量来源 仍然是内燃机， 而内燃机的效率仍然受制于热力学卡诺循环， 也就是说， 这种设计仍然不能 从根本上解决矿山车发动机效率低下的问题。 【发明内容】 0007 本发明要解决的技术问题是 ： 目前矿山车辆中普遍存在在能量转化效率低下以及 由此所导致的高昂使用成本。 0008 为了解决上述问题， 本发明采用的技术方案是 ： 一种电动矿山车， 它包括车身， 车 轮， 电动机， 在所述的车身内设置有电池包， 所述的电池包为所述的电动机提供能量， 所述 的电。
8、动机驱动车轮。当电池包储存的能量耗尽时， 通过外部充电机对电池包进行充电。 0009 作为优选的实施方式， 所述的电池包由多个锂离子电池模块构成， 所述的每个锂 说 明 书 CN 103522884 A 3 2/3 页 4 离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。 0010 作为优选的实施方式， 所述的锂离子电池单体可以在超过 3C 倍率的情况下进行 持续地充放电。 0011 作为优选的实施方式， 所述的电池包储存能量为 1000kWh5000kWh。 0012 作 为 优 选 的 实 施 方 式， 所 述 的 锂 离 子 电 池 单 体 在 100 DOD（depth of dischargi。
9、ng ： 放电深度） 的放电充电循环情况下， 循环寿命大于 5000 次。 0013 作为优选的实施方式， 所述的锂离子电池单体为钛酸锂电池， 所述的钛酸锂电池 即以尖晶石态的钛酸锂或其它钛锂复合氧化物为负极材料的锂离子电池。 0014 由于本发明技术方案中， 使用电池包进行供电， 电池包储存的能量全部为自由能， 而电池包的能量释放过程无需卡诺循环， 能量输出的效率理论值为 100， 所以， 本发明技 术方案所提供的矿山车辆在运行过程中， 几乎没有能量浪费， 从而使得能量转化效率高， 另 一方面， 由于几乎没有能量浪费， 也降低了矿山车辆的运行成本。 0015 以一辆额定功率为 1000kW 。
10、的矿山车为例， 每天运行 18 20 小时， 大约需消耗 4 万元的油料， 而如果采用本发明技术方案， 由于 1000kW 是满载输出功率， 实际运行中约有 30%40的时间是空载， 实际上平均输出功率约在 500 600kW, 以 600kW 计算， 每小时消 耗电能 600kWh( 即 600 度电） ， 以每天 20 小时计算， 每天耗电 12000kWh（12000 度电） ， 以白 天 （峰电） 和夜晚 （谷电） 的平均工业用电价格为0.7元/kWh计算， 每天消耗的电能需要8400 元。则对比传统矿山车， 一辆电动矿山车每年可以节约燃料 （能量） 成本 900 万元左右。 0016。
11、 另一方面， 若考虑在上述电动矿山车中设置储能为 1000kWh 的电池包 （可供两小 时行驶） ， 若以 9000 元 /kWh 的储能市价考虑， 则该电池包的价格约在 900 万元， 以一个电池 包使用 2 年计算， 每年的电池包折旧费用约为 450 万元。 0017 可见， 采用了本发明技术方案后， 即使以一个电池包使用两年计算 （实际中锂离子 电池包的寿命可以达到 3 年甚至更多） ， 一辆矿山车每年仍然可以综合节省 400 500 万元 的使用费用。 【附图说明】 0018 图 1 为本发明一实施例的电动矿山车的示意图 ； 其中 ： 0019 1. 矿山车 ； 2. 车轮 ； 3. 。
12、电池包。 【具体实施方式】 0020 实施例 1 ： 0021 一种电动矿山车， 它包括车身， 车轮， 电动机， 在所述的车身内设置有电池包， 所述 的电池包为所述的电动机提供能量， 所述的电动机驱动车轮。 0022 实施例 2 ： 0023 一种电动矿山车， 它包括车身， 车轮， 电动机， 在所述的车身内设置有电池包， 所述 的电池包为所述的电动机提供能量， 所述的电动机驱动车轮。所述的电池包由多个锂离子 电池模块构成， 所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。 0024 实施例 3 ： 0025 一种电动矿山车， 它包括车身， 车轮， 电动机， 在所述的车身内设置有电池包， 所述。
13、 说 明 书 CN 103522884 A 4 3/3 页 5 的电池包为所述的电动机提供能量， 所述的电动机驱动车轮。所述的电池包储存能量为 1000kWh。 0026 实施例 4 ： 0027 一种电动矿山车， 它包括车身， 车轮， 电动机， 在所述的车身内设置有电池包， 所述 的电池包为所述的电动机提供能量， 所述的电动机驱动车轮。所述的电池包储存能量为 2000kWh。 0028 实施例 5 ： 0029 一种电动矿山车， 它包括车身， 车轮， 电动机， 在所述的车身内设置有电池包， 所述 的电池包为所述的电动机提供能量， 所述的电动机驱动车轮。所述的电池包由多个锂离子 电池模块构成，。
14、 所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。所述的电池包储 存能量为 1000kWh。 0030 实施例 6 ： 0031 一种电动矿山车， 它包括车身， 车轮， 电动机， 在所述的车身内设置有电池包， 所述 的电池包为所述的电动机提供能量， 所述的电动机驱动车轮。所述的电池包由多个锂离子 电池模块构成， 所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体构成。所述的电池包储 存能量为 5000kWh。 0032 实施例 7 ： 0033 如图1所示意 ： 一种电动矿山车1， 它包括车身， 车轮2， 电动机， 在所述的车身内设 置有电池包 3， 所述的电池包 3 为所述的电动机提供能量， 所。
15、述的电动机驱动车轮。所述的 电池包 3 由多个锂离子电池模块构成， 所述的每个锂离子电池模块由多个锂离子电池单体 构成。所述的电池包储存能量为 1500kWh。 0034 在本实施例中， 所述的锂离子电池单体为钛酸锂电池 （即负极材料为具有尖晶石 结构的钛酸锂） 并具有在超过 3C 的情况下进行充电和放电的能力。 0035 在实际使用中， 储能1500kWh的电池包可以供矿山车行驶2小时左右， 当电量耗尽 后， 进行快速充电 （大于或者等于5C),这样就可以在10分钟左右的时间内充电完毕， 所以， 采用了具有快速充放能力的电池包， 可以保证矿山车每天的运行时间在 22 小时以上 （充电 时间小于 2 小时） 。这样就与传统的矿山车的每天运行时间相当。 0036 实施例 8 ： 0037 一种电动矿山车， 它包括车身， 车轮， 电动机， 柴油机， 发电机。在所述的车身内设 置有电池包， 所述的电池包为所述的电动机提供能量， 所述的电动机驱动车轮。 当电池包能 量耗尽且不便补充时， 可由柴油机驱动发电机给电动机提供能量。 0038 本发明的保护范围并不仅限于实施例， 凡在本发明精神下所做的变化和改动， 均 应落在本发明保护范围之内。 说 明 书 CN 103522884 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103522884 A 6 。