專利名稱：電驅(qū)動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在礦山用卡車等中使用的電驅(qū)動(dòng)車輛，特別是涉及具備從滑觸供電線接收滑觸電力的受電部的電源電路的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在電驅(qū)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)方式中，具有把發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩機(jī)械地傳遞給車輪的機(jī)械式、 通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，使用發(fā)電機(jī)的輸出電壓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的柴油機(jī)電動(dòng)式、通過(guò)從滑觸供電線接收的滑觸電壓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的滑觸式以及組合了柴油機(jī)電動(dòng)式和滑觸式的混合式 (參照專利文獻(xiàn)1、2)等。專利文獻(xiàn)2中記載的方式在混合式的驅(qū)動(dòng)方式中，被稱為柴油機(jī)增壓方式，在車輛內(nèi)部裝配了具有用于得到發(fā)電機(jī)電壓的兩個(gè)整流器的電源電路，在僅通過(guò)發(fā)電機(jī)電壓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的柴油機(jī)模式中，串聯(lián)連接這兩個(gè)整流器，得到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用直流電壓，在通過(guò)發(fā)電機(jī)電壓和滑觸電壓雙方驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的柴油機(jī)增壓模式下，在并聯(lián)連接了這兩個(gè)整流器后，對(duì)于該并聯(lián)電路串聯(lián)連接從滑觸供電線接收的滑觸電壓，得到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用直流電壓。 通過(guò)該柴油機(jī)增壓方式，因?yàn)椴恍枰哓?fù)載時(shí)所需的大型的發(fā)動(dòng)機(jī)以及發(fā)電機(jī)，所以能夠謀求電驅(qū)動(dòng)車輛的小型化以及節(jié)約燃料。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特表平6-510418 (FIG. 1 FIG. 4)專利文獻(xiàn)2 :US6646360B2 (FIG. 6 FIG. 7)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題但是，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的柴油機(jī)增壓方式的電源電路在車輛內(nèi)部具備用于得到發(fā)電機(jī)電壓的兩個(gè)整流器、用于將這兩個(gè)整流器串聯(lián)或并聯(lián)連接的多個(gè)開(kāi)關(guān)器、以及用于把從滑觸供電線接收的滑觸電壓與發(fā)電機(jī)電壓串聯(lián)連接的多個(gè)開(kāi)關(guān)器，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在電源電路乃至電驅(qū)動(dòng)車輛成為高成本的問(wèn)題。此外，該電源電路在把電路連接從與發(fā)電機(jī)電壓串聯(lián)連接了從滑觸供電線接收的滑觸電壓的柴油機(jī)增壓模式變更為僅把發(fā)電機(jī)電壓提供給電動(dòng)機(jī)的柴油機(jī)模式時(shí)，需要在通電狀態(tài)下切斷與整流器串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)器，所以存在該開(kāi)關(guān)器的壽命顯著降低的問(wèn)題。 作為該開(kāi)關(guān)器，如果使用不容易因?yàn)橥姞顟B(tài)下的切斷而導(dǎo)致惡化的產(chǎn)品，則可以消除該不便，但是電源電路的成本相應(yīng)地增加并非理想。本發(fā)明是鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)情而提出的，其目的在于提供具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能夠容易地實(shí)施并且長(zhǎng)壽命的柴油機(jī)增壓模式的電源電路的電驅(qū)動(dòng)車輛。本發(fā)明為了達(dá)成上述目的，提供一種電驅(qū)動(dòng)車輛，其具有發(fā)動(dòng)機(jī)、通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、把對(duì)發(fā)電機(jī)輸出進(jìn)行整流得到的發(fā)電機(jī)電壓以及對(duì)來(lái)自滑觸供電線的受電電力進(jìn)行整流得到的滑觸電壓作為負(fù)載裝置的驅(qū)動(dòng)電壓的電源電路、通過(guò)從電源電路輸出的驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)的負(fù)載裝置、控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)以及所述電源電路內(nèi)具備的多個(gè)開(kāi)關(guān)器類的開(kāi)關(guān)，把向所述負(fù)載裝置供給驅(qū)動(dòng)電壓的供電模式切換為僅把所述發(fā)電機(jī)電壓提供給所述負(fù)載裝置的柴油機(jī)模式或者把串聯(lián)連接的所述發(fā)電機(jī)電壓和所述滑觸電壓提供給所述負(fù)載裝置的柴油機(jī)增壓模式的控制單元，所述電源電路對(duì)于整流所述發(fā)電機(jī)輸出的第一整流單元以及與其串聯(lián)連接的第一開(kāi)關(guān)器的組合，并聯(lián)連接整流來(lái)自所述滑觸供電線的受電電力的第二整流單元以及與其串聯(lián)連接的第二開(kāi)關(guān)器的組合，并且對(duì)于所述第二開(kāi)關(guān)器并聯(lián)連接第三開(kāi)關(guān)器。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵陔娫措娐分兄痪哂幸粋€(gè)用于整流發(fā)電機(jī)輸出的第一整流單元，所以與在電源電路中具備兩個(gè)整流器的情況相比，能夠簡(jiǎn)化電源電路的結(jié)構(gòu)。此外，因?yàn)殡娫措娐返慕Y(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化，所以控制單元針對(duì)電源電路的控制也變得容易。此外，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中，作為所述第二整流單元，使用通電時(shí)的正向電壓比所述第一整流單元小的整流單元。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在從柴油機(jī)增壓模式向柴油機(jī)模式遷移時(shí)，從滑觸供電線通過(guò)了第一整流單元的電流自動(dòng)地?fù)Q向經(jīng)由第二整流單元，所以能夠使發(fā)電機(jī)電流為零。由此，在確認(rèn)發(fā)電機(jī)電流成為零之后，通過(guò)對(duì)需要的開(kāi)關(guān)器進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，能夠使發(fā)電機(jī)電壓與滑觸電壓并聯(lián)化。此外，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中，所述控制單元在把向所述負(fù)載裝置供給驅(qū)動(dòng)電壓的供電模式從所述柴油機(jī)模式切換為所述柴油機(jī)增壓模式時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，使所述發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行電壓變動(dòng)，暫時(shí)與所述第二整流單元的接通電壓相同或者在其以下。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，在使發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行電壓變動(dòng)使其臨時(shí)與第二整流單元的接通電壓相同或者在其以下的狀態(tài)下，能夠進(jìn)行需要的開(kāi)關(guān)器的打開(kāi)動(dòng)作，所以能夠防止從柴油機(jī)模式向柴油機(jī)增壓模式切換時(shí)的該開(kāi)關(guān)器的損傷。此外，作為該開(kāi)關(guān)器，因?yàn)椴恍枰褂貌蝗菀滓驗(yàn)橥姞顟B(tài)下的切斷而導(dǎo)致惡化的產(chǎn)品，所以還能夠防止電源電路成本升高。此外，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中，所述控制單元在把向所述負(fù)載裝置供給驅(qū)動(dòng)電壓的供電模式從所述柴油機(jī)增壓模式切換為所述柴油機(jī)模式時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，使所述發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行電壓變動(dòng)，暫時(shí)與所述第二整流單元的接通電壓相同或者在其以下。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，在使發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行電壓變動(dòng)使其臨時(shí)與第二整流單元的接通電壓相同或者在其以下的狀態(tài)下，能夠進(jìn)行需要的開(kāi)關(guān)器的打開(kāi)動(dòng)作，所以能夠防止從柴油機(jī)增壓模式向柴油機(jī)模式切換時(shí)的該開(kāi)關(guān)器的損傷。此外，作為該開(kāi)關(guān)器，因?yàn)椴恍枰褂貌蝗菀滓驗(yàn)橥姞顟B(tài)下的切斷而導(dǎo)致惡化的產(chǎn)品，所以還能夠防止電源電路成本升高。此外，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中，所述負(fù)載裝置是電動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器，作為所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器，使用通過(guò)所述柴油機(jī)增壓模式下的所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓效率最佳地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠最大限度地引出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器的性能，能夠成為性能良好的電源電路。此外，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中，在從所述滑觸供電線開(kāi)始的受電電路上并聯(lián)連接第
三整流單元。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，在受電弓從滑觸供電線脫落時(shí)，把接收電路從經(jīng)由滑觸供電線切換為經(jīng)由第三整流單元，所以能夠維持向負(fù)載的電力供給。此時(shí)，通過(guò)對(duì)需要的開(kāi)關(guān)器進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，能夠把向負(fù)載供給電源的模式切換為柴油機(jī)模式。此外，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中，對(duì)所述第二整流單元并聯(lián)連接了第四開(kāi)關(guān)器。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)把第二開(kāi)關(guān)器以及第四開(kāi)關(guān)器切換為閉合狀態(tài)，能夠使滑觸電壓成為負(fù)載電壓。此時(shí)，滑觸電流不流過(guò)第二整流單元，而是經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)器以及第四開(kāi)關(guān)器向負(fù)載供給，所以能夠防止第二整流單元的流通損失。并且，如果沒(méi)有第二整流單元的流通損失，則系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)不需要冷卻第二整流單元，所以能夠提高系統(tǒng)效率。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于整流發(fā)電機(jī)輸出的第一整流單元以及與其串聯(lián)連接的第一開(kāi)關(guān)器的組合，并聯(lián)連接整流來(lái)自所述滑觸供電線的受電電力的第二整流單元以及與其串聯(lián)連接的第二開(kāi)關(guān)器的組合，并且對(duì)于第二開(kāi)關(guān)器并聯(lián)連接第三開(kāi)關(guān)器來(lái)構(gòu)成電源電路，所以在電源電路中具有一個(gè)用于整流發(fā)電機(jī)輸出的第一整流單元即可，與在電源電路中具備兩個(gè)整流器的情況相比，能夠簡(jiǎn)化電源電路的結(jié)構(gòu)，能夠謀求電驅(qū)動(dòng)車輛的低成本。因?yàn)槭闺娫措娐返慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，所以控制單元的控制也變得容易，能夠避免在從柴油機(jī)模式向柴油機(jī)增壓模式切換時(shí)，或者從柴油機(jī)增壓模式向柴油機(jī)模式切換時(shí)的開(kāi)關(guān)器的通電切斷，能夠防止該開(kāi)關(guān)器的損傷，乃至使電驅(qū)動(dòng)車輛的維護(hù)變得容易。


圖1表示實(shí)施例1的電驅(qū)動(dòng)車輛的電氣系統(tǒng)。圖2是表示從柴油機(jī)模式向柴油機(jī)增壓模式遷移時(shí)的各種開(kāi)關(guān)器類的操作順序的流程圖。圖3是表示從柴油機(jī)模式向柴油機(jī)增壓模式遷移時(shí)的電壓值的變化以及電流值的變化的曲線圖。圖4是表示從柴油機(jī)增壓模式向柴油機(jī)模式遷移時(shí)的各種開(kāi)關(guān)器的操作順序的流程圖。圖5是表示從柴油機(jī)增壓模式向柴油機(jī)模式遷移時(shí)的電壓值的變化以及電流值的變化的曲線圖。圖6表示作為實(shí)施例1的電驅(qū)動(dòng)車輛的負(fù)載裝置，具備電動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器的例子。圖7表示實(shí)施例2的電驅(qū)動(dòng)車輛的電氣系統(tǒng)。圖8表示實(shí)施例3的電驅(qū)動(dòng)車輛的電氣系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式以下針對(duì)每個(gè)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)車輛的實(shí)施方式。在以下的各個(gè)實(shí)施方式中，以柴油機(jī)電動(dòng)方式的電驅(qū)動(dòng)車輛為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但是還可以用于使用蓄電池積蓄的電力驅(qū)動(dòng)負(fù)載裝置的類型的電驅(qū)動(dòng)車輛。(實(shí)施例1)如圖1所示，在實(shí)施例1的電驅(qū)動(dòng)車輛中，主要由以下構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)(柴油發(fā)動(dòng)機(jī))03、通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)03驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)04、把整流發(fā)電機(jī)輸出ra得到的發(fā)電機(jī)電壓VR以及整流來(lái)自滑觸供電線10的受電電力PL得到的滑觸電壓VL作為負(fù)載裝置12的驅(qū)動(dòng)電壓的電源電路30、控制發(fā)動(dòng)機(jī)03的驅(qū)動(dòng)以及電源電路30內(nèi)具備的多個(gè)開(kāi)關(guān)器的開(kāi)關(guān)，把向負(fù)載裝置12供給驅(qū)動(dòng)電壓的供電模式切換為僅采用發(fā)電機(jī)電壓VR的柴油機(jī)模式或者采用串聯(lián)連接的發(fā)電機(jī)電壓VR和滑觸電壓VL的柴油機(jī)增壓模式的控制單元(CTU) 20。電源電路30由以下構(gòu)成整流發(fā)電機(jī)輸出I3R的二極管橋(第一整流單元)05、與滑觸供電線10物理接觸受理的受電弓11、在過(guò)電流從滑觸供電線10向受理電路通電時(shí)切斷該受電電路的切斷器BR、把來(lái)自滑觸供電線10的受電電力PL與內(nèi)部電路連接的開(kāi)關(guān)器 CT、在僅把二極管橋05的輸出提供給負(fù)載裝置12時(shí)閉合的第三開(kāi)關(guān)器S3、用于把作為來(lái)自滑觸供電線10的受電電壓的滑觸電壓VL和發(fā)電機(jī)電壓VR串聯(lián)連接的第一開(kāi)關(guān)器Si、對(duì)于二極管橋05和第一開(kāi)關(guān)器Sl的組合并聯(lián)連接的二極管(第二整流單元)、與其串聯(lián)連接的第二開(kāi)關(guān)器S2、檢測(cè)發(fā)電機(jī)電壓VR的發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)器06、檢測(cè)發(fā)電機(jī)電流頂?shù)陌l(fā)電機(jī)電流檢測(cè)器07、檢測(cè)滑觸電壓VL的滑觸電壓檢測(cè)器08、檢測(cè)滑觸電流IL的滑觸電流檢測(cè)器09。二極管橋05可以由半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的全橋變換器代替，二極管Dl還可以由半導(dǎo)體構(gòu)成的反向阻斷流通開(kāi)關(guān)元件代替。作為第二整流單元D1，在從柴油機(jī)增壓模式向柴油機(jī)模式切換時(shí)，為了使從滑觸供電線10通過(guò)了第一整流單元05的電流自動(dòng)地?fù)Q向經(jīng)由第二整流單元01，使用通電時(shí)的正向電壓小于第一整流單元05的整流單元。圖中的符號(hào)IL、VL、PL是從滑觸供電線10接收的滑觸電壓、滑觸電流、滑觸電力， IDl是流過(guò)二極管Dl的電流，IR、VR、ra是二極管橋05的輸出電流、輸出電壓、輸出。二極管橋05的輸出是整流發(fā)電機(jī)04的輸出后的輸出，在本說(shuō)明書中，把這些電流頂、電壓VR、 輸出I3R分別稱為發(fā)電機(jī)電壓、發(fā)電機(jī)電流、發(fā)電機(jī)輸出。此外，負(fù)載裝置12是直流負(fù)載，Vd 是直流電壓，Id是直流電流，Pd表示負(fù)載。控制單元20輸入通過(guò)發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)器06檢測(cè)的發(fā)電機(jī)電壓VR、通過(guò)發(fā)電機(jī)電流檢測(cè)器07檢測(cè)的發(fā)電機(jī)電流頂、通過(guò)滑觸電壓檢測(cè)器08檢測(cè)的滑觸電壓VL以及滑觸電流檢測(cè)器09檢測(cè)的滑觸電流IL，控制發(fā)動(dòng)機(jī)03的驅(qū)動(dòng)、發(fā)電機(jī)04的驅(qū)動(dòng)、第一至第三開(kāi)關(guān)器Si、S2、S3的開(kāi)關(guān)、切斷器BR以及開(kāi)關(guān)器CT的開(kāi)關(guān)。根據(jù)圖1可知，本發(fā)明的主要的特征是對(duì)于二極管橋05和第一開(kāi)關(guān)器Sl的組合， 并聯(lián)配置了作為整流單元的二極管Dl和第二開(kāi)關(guān)器Si。以下，使用圖2、圖3說(shuō)明從僅利用發(fā)電機(jī)電壓VR的柴油機(jī)模式向使發(fā)電機(jī)電壓 VR與滑觸電壓VL串聯(lián)來(lái)向負(fù)載裝置12供電的柴油機(jī)增壓模式遷移的順序。圖2的步驟0是柴油機(jī)模式，因?yàn)橄蜇?fù)載裝置12僅提供二極管橋05的輸出，所以第三開(kāi)關(guān)器S3為閉合，第一開(kāi)關(guān)器Sl、第二開(kāi)關(guān)器S2以及開(kāi)關(guān)器CT為打開(kāi)狀態(tài)，發(fā)電機(jī)電
壓VR例如是2000V。此時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓VR與向負(fù)載裝置12的施加電壓Vd相等(圖3的 ⑴)。從該狀態(tài)開(kāi)始，當(dāng)對(duì)控制單元20輸入了柴油機(jī)增壓模式開(kāi)始命令時(shí)，轉(zhuǎn)移到步驟 1，使受電弓11與滑觸供電線10接觸，使切斷器BR、開(kāi)關(guān)器CT以及第二開(kāi)關(guān)器S2閉合。此時(shí)，控制單元20可以檢測(cè)從滑觸供電線10供給的滑觸電壓VL例如為1600V。但是，相對(duì)于二極管Dl的陽(yáng)極側(cè)的電壓為1600V，陰極側(cè)為2000V，所以二極管Dl成為逆偏壓狀態(tài)，在第二開(kāi)關(guān)器S2中不流過(guò)電流。即不流過(guò)滑觸電流IL。此外，第一開(kāi)關(guān)器S2維持打開(kāi)狀態(tài)。
然后，轉(zhuǎn)移到步驟S2，為了使滑觸電壓VL與發(fā)電機(jī)電壓VR的電壓差反相，從當(dāng)前的2000V向OV降低發(fā)電機(jī)電壓VR(圖3的O))。在發(fā)電機(jī)電壓VR下降到1600V之前，二極管Dl與步驟1相同為逆偏壓狀態(tài)，所以不流過(guò)電流。即，不流過(guò)滑觸電流IL。在發(fā)電機(jī)電壓VR成為1600V以下時(shí)，轉(zhuǎn)移到步驟S3，二極管Dl的陽(yáng)極電壓成為 1600V，陰極電壓成為1600V以下，所以二極管Dl成為通電狀態(tài)，滑觸電流IL經(jīng)由二極管Dl 以及第二開(kāi)關(guān)器S2被提供給負(fù)載裝置12。另一方面，在二極管橋05中不流過(guò)發(fā)電機(jī)電流頂，所以控制單元20在確認(rèn)電流零后，打開(kāi)第三開(kāi)關(guān)器S3。在該狀態(tài)下，向負(fù)載裝置12僅提供來(lái)自滑觸線的電力。S卩，負(fù)載裝置12的施加電壓Vd成為滑觸電壓VL (圖3的(3))。接著，轉(zhuǎn)移到步驟4，進(jìn)入到使發(fā)電機(jī)電壓VR與滑觸電壓VL串聯(lián)的步驟。為了使 OV狀態(tài)的發(fā)電機(jī)輸出VR與二極管Dl并聯(lián)，使第一開(kāi)關(guān)器Sl閉合。此外，使發(fā)電機(jī)電壓VR 上升到目標(biāo)800V。當(dāng)增大發(fā)電機(jī)電壓VR時(shí)，對(duì)二極管Dl施加逆偏壓，所以二極管IDl成為零，在確認(rèn)電流零之后，打開(kāi)第二開(kāi)關(guān)器S2。因此，滑觸電流IL在二極管橋05中流通。如果發(fā)電機(jī)電壓VR成為800V，則向負(fù)載12施加的電壓Vd通過(guò)加上滑觸電壓 1600V成為MOOV，在柴油機(jī)增壓模式中，可以增大向負(fù)載裝置12施加的電壓。此外，滑觸電流IL與發(fā)電機(jī)電流頂相等，成為負(fù)載電流Id，所以滑觸電力PL與發(fā)電機(jī)輸出ra的比等于電壓差，PL PR = 2 1。因此，即使發(fā)電機(jī)輸出PR等于柴油機(jī)模式，在柴油機(jī)增壓模式下能夠向負(fù)載12提供發(fā)電機(jī)輸出3倍的電力(圖3的G))。在此，使負(fù)載電壓為MOOV 的原因在于，例如在負(fù)載裝置12為額定4500V的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的逆變器和通過(guò)所述逆變器驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，作為逆變器的串聯(lián)電壓，理想的為200(^至^OOV左右。相反， 當(dāng)使滑觸電壓VL= 1600V直接成為逆變器的串聯(lián)電壓時(shí)，在使用同一輸出從逆變器向與逆變器連接的電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，與電壓2400V時(shí)相比，需要大電流，需要在逆變器以及電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)上應(yīng)對(duì)大電流。通過(guò)使用本發(fā)明的應(yīng)對(duì)柴油機(jī)增壓的滑觸電源供給電路，能夠避免上述逆變器以及電動(dòng)機(jī)應(yīng)對(duì)大電流。然后，使用圖4以及圖5說(shuō)明從柴油機(jī)增壓模式向柴油機(jī)模式的返回順序。圖4的步驟0是柴油機(jī)增壓模式，切斷器BR、開(kāi)關(guān)器CT以及第一開(kāi)關(guān)器Sl為閉合狀態(tài)，第二開(kāi)關(guān)器S2以及第三開(kāi)關(guān)器S3成為打開(kāi)狀態(tài)。從該狀態(tài)開(kāi)始，當(dāng)對(duì)控制單元20輸入了柴油機(jī)增壓模式解除命令時(shí)，轉(zhuǎn)移到步驟 1，降低發(fā)電機(jī)電壓VR使其成為OV (圖5的(1))。然后，轉(zhuǎn)移到步驟S2，在確認(rèn)發(fā)電機(jī)電壓VR為OV后，使第二開(kāi)關(guān)器S2閉合。發(fā)電機(jī)輸出VR為OV的二極管橋05是最低串聯(lián)連接了兩個(gè)二極管的狀態(tài)，正向電壓大于一個(gè)二極管或者在并聯(lián)狀態(tài)下構(gòu)成的二極管D1。因此，從滑觸供電線10通過(guò)了二極管橋05的滑觸電流IL換向經(jīng)由二極管D1，發(fā)電機(jī)電流頂成為零。在確認(rèn)發(fā)電機(jī)電流頂成為零后，使第一開(kāi)關(guān)器Sl打開(kāi)，使第三開(kāi)關(guān)器S3閉合。結(jié)果，滑觸電壓VL與發(fā)電機(jī)電壓VR并聯(lián)(圖 5的O))。但是，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)電壓VR為零，所以在第三開(kāi)關(guān)器S3中不流過(guò)電流。然后，轉(zhuǎn)移到步驟3，使發(fā)電機(jī)電壓VR上升到滑觸電壓VL的1600V以上(圖5的 (3))。在發(fā)電機(jī)電壓VR超過(guò)1600V之前，不流過(guò)發(fā)電機(jī)電流頂。當(dāng)超過(guò)了 1600V，把向負(fù)載裝置12的電力供給從來(lái)自滑觸供電線10的電力供給切換為來(lái)自二極管橋05的電力供
在滑觸電流IL成為零的步驟4中，在落下受電弓11后，使切斷器BR、開(kāi)關(guān)器CT、 第二開(kāi)關(guān)器S2打開(kāi)。此外，在發(fā)電機(jī)電壓VR達(dá)到2000V的時(shí)刻(圖5的G))，向柴油機(jī)模式的轉(zhuǎn)移完成。在本實(shí)施例中，如上所述，關(guān)于包含與發(fā)電機(jī)輸出VR串聯(lián)連接的第一開(kāi)關(guān)器Sl的全部的開(kāi)關(guān)器，可以在流通電流成為零的狀態(tài)下將其打開(kāi)。因此，能夠延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)器的壽命， 結(jié)果，能夠簡(jiǎn)化電源電路30以及裝配了該電源電路30的點(diǎn)驅(qū)動(dòng)車輛的維護(hù)。圖6表示作為圖1的負(fù)載裝置12具備電動(dòng)機(jī)14以及電動(dòng)機(jī)用逆變器13的系統(tǒng)。 在本例中，具備兩個(gè)電動(dòng)機(jī)14，通過(guò)專門的逆變器13驅(qū)動(dòng)各個(gè)電動(dòng)機(jī)14。逆變器13的直流電壓是共通的，之前說(shuō)明的負(fù)載裝置12的直流電壓成為逆變器13的直流電壓。在圖6 中，表示了具備兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的例子，但是電動(dòng)機(jī)14以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器13還可以為一組。此外，逆變器13例如由額定4500V的開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，逆變器13的直流電壓在2400V 2600V的程度為恰當(dāng)。因此，在滑觸電壓為1400V 1600V的程度時(shí)，逆變器直流電壓與滑觸電壓的比例為1. 5倍以上。逆變器的直流電壓在比滑觸電壓大1. 5倍以上時(shí)，能夠引發(fā)逆變器的性能，所以希望在柴油機(jī)增壓模式下從滑觸線接收電力。(實(shí)施例2)如圖7所示，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中與第三開(kāi)關(guān)器S3并聯(lián)設(shè)置第二二極管D2， 能夠應(yīng)對(duì)受電弓11的脫落。本例子的電驅(qū)動(dòng)車輛在柴油機(jī)增壓模式下，對(duì)二極管D2逆偏壓地施加滑觸電壓 VL，所以在二極管D2中不流過(guò)電流。但是，在受電弓11意外地從滑觸供電線10分離，脫落的狀態(tài)下，在實(shí)施例1的電路中因?yàn)殡娏鞯碾娐反蜷_(kāi)，直到將第三開(kāi)關(guān)器S3閉合為止，無(wú)法對(duì)負(fù)載裝置12供給電力。對(duì)此，在本實(shí)施例中，在受電弓脫落時(shí)，電流電路從經(jīng)由滑觸供電線切換為經(jīng)由二極管D2，所以不會(huì)在中途切斷電力供給。在檢測(cè)到脫落后，使第三開(kāi)關(guān)器 S3閉合，使發(fā)電機(jī)輸出VR與柴油機(jī)模式相同為2000V，供給電力降低，但是能夠維持電力供給地返回通常狀態(tài)。因此，在負(fù)載裝置12為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，能夠避免轉(zhuǎn)矩為零，不會(huì)使電驅(qū)動(dòng)車輛停止地轉(zhuǎn)移到柴油機(jī)模式。(實(shí)施例3)如圖8所示，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，與二極管D1并聯(lián)地設(shè)置第四開(kāi)關(guān)器S4，能夠?qū)崿F(xiàn)將滑觸電壓VL作為負(fù)載裝置12的直流電壓的直接模式。在本實(shí)施例中，使切斷器BR、開(kāi)關(guān)器CT、第四開(kāi)關(guān)器S4以及第二開(kāi)關(guān)器S2閉合， 由此能夠?qū)⒒|電壓VL作為負(fù)載電壓Vd。但是，在負(fù)載為由額定4500V的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的逆變器時(shí)，希望從滑觸線供給2400V 沈00程度的電壓。本實(shí)施例的特征為，在直接模式中，滑觸電流IL不流過(guò)二極管D1，經(jīng)由第四開(kāi)關(guān)器S4提供給負(fù)載裝置12，所以能夠防止在二極管Dl中的流通損失。如果沒(méi)有二極管Dl 的流通損失，則在直接模式中，系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)不需要冷卻二極管D1，所以能夠提高系統(tǒng)效率。產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用本發(fā)明能夠用于礦山用卡車等具備從滑觸供電線接收滑觸電力的電源電路的電驅(qū)動(dòng)車輛。符號(hào)說(shuō)明
03發(fā)動(dòng)機(jī)；04發(fā)電機(jī)；05 二極管橋；06發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)器；07發(fā)電機(jī)電流檢測(cè)器； 08滑觸電壓檢測(cè)器；09滑觸電流檢測(cè)器；10滑觸供電線；11受電弓；12負(fù)載裝置；13逆變器；14電動(dòng)機(jī)；20控制單元；30電源電路；Dl第一二極管；D2第二二極管；Sl第一開(kāi)關(guān)器； S2第二開(kāi)關(guān)器；S3第三開(kāi)關(guān)器；S4第四開(kāi)關(guān)器；BR切斷器；CT開(kāi)關(guān)器；
權(quán)利要求
1.一種電驅(qū)動(dòng)車輛，其具有發(fā)動(dòng)機(jī)、通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、把對(duì)發(fā)電機(jī)輸出進(jìn)行整流得到的發(fā)電機(jī)電壓以及對(duì)來(lái)自滑觸供電線的受電電力進(jìn)行整流得到的滑觸電壓作為負(fù)載裝置的驅(qū)動(dòng)電壓的電源電路、通過(guò)從電源電路輸出的驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)的負(fù)載裝置、控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)以及所述電源電路內(nèi)具備的多個(gè)開(kāi)關(guān)器的開(kāi)關(guān)，把向所述負(fù)載裝置供給驅(qū)動(dòng)電壓的供電模式切換為僅把所述發(fā)電機(jī)電壓提供給所述負(fù)載裝置的柴油機(jī)模式或者把串聯(lián)連接的所述發(fā)電機(jī)電壓和所述滑觸電壓提供給所述負(fù)載裝置的柴油機(jī)增壓模式的控制單元，所述電驅(qū)動(dòng)車輛的特征在于，所述電源電路對(duì)于整流所述發(fā)電機(jī)輸出的第一整流單元以及與其串聯(lián)連接的第一開(kāi)關(guān)器的組合，并聯(lián)連接整流來(lái)自所述滑觸供電線的受電電力的第二整流單元以及與其串聯(lián)連接的第二開(kāi)關(guān)器的組合，并且對(duì)于所述第二開(kāi)關(guān)器并聯(lián)連接第三開(kāi)關(guān)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于，作為所述第二整流單元，使用通電時(shí)的正向電壓比所述第一整流單元小的整流單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于，所述控制單元在把向所述負(fù)載裝置供給驅(qū)動(dòng)電壓的供電模式從所述柴油機(jī)模式切換為所述柴油機(jī)增壓模式時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，使所述發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行電壓變動(dòng)，暫時(shí)與所述第二整流單元的接通電壓相同或者在其以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于，所述控制單元在把向所述負(fù)載裝置供給驅(qū)動(dòng)電壓的供電模式從所述柴油機(jī)增壓模式切換為所述柴油機(jī)模式時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，使所述發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行電壓變動(dòng)，暫時(shí)與所述第二整流單元的接通電壓相同或者在其以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至6的任意一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于，所述負(fù)載裝置是電動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器，作為所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器，使用通過(guò)所述柴油機(jī)增壓模式下的所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓效率最佳地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至7的任意一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于，在從所述滑觸供電線開(kāi)始的受電電路上并聯(lián)連接第三整流單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至8的任意一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于，對(duì)所述第二整流單元并聯(lián)連接了第四開(kāi)關(guān)器。
全文摘要
提供具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能夠價(jià)格便宜地實(shí)施并且長(zhǎng)壽命的柴油機(jī)增壓方式的電源電路的電驅(qū)動(dòng)車輛。具有發(fā)動(dòng)機(jī)(03)、通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)(03)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(04)、把對(duì)發(fā)電機(jī)輸出(PR)進(jìn)行整流得到的發(fā)電機(jī)電壓(VR)以及對(duì)來(lái)自滑觸供電線(10)的受電電力(PL)進(jìn)行整流得到的滑觸電壓(VL)作為負(fù)載裝置(12)的驅(qū)動(dòng)電壓的電源電路(30)、控制發(fā)動(dòng)機(jī)(03)的驅(qū)動(dòng)以及電源電路(30)內(nèi)具備的多個(gè)開(kāi)關(guān)器的開(kāi)關(guān)的控制單元(20)。電源電路(30)對(duì)于整流發(fā)電機(jī)輸出(PR)的第一整流單元(05)以及與其串聯(lián)連接的第一開(kāi)關(guān)器(S1)的組合，并聯(lián)連接整流來(lái)自滑觸供電線(10)的受電電力的第二整流單元(D1)以及與其串聯(lián)連接的第二開(kāi)關(guān)器(S2)的組合，并且對(duì)于第二開(kāi)關(guān)器(S2)并聯(lián)連接第三開(kāi)關(guān)器(S3)。
文檔編號(hào)B60W10/06GK102574524SQ20108004830
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者佐佐木正貴, 安田知彥 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社