背景技术

与内燃机驱动的采矿车辆相比，电驱动采矿车辆有许多优点，例如没有废气排放和独立于燃料递送。只要电池技术不允许足够高的电能存储密度，就不能假设重型采矿车辆可以在有意义的操作时间段内完全依赖车载电池，这意味着它们需要连接到矿区中的电网。常规的解决方案是在矿区中建立AC电网，电驱动采矿车辆用长电缆连接到该电网，足够长度的电缆从车辆后部的电缆卷筒或卷轴中拉出。另一种可能性是电车式解决方案，其中架空线构成外部电源，车辆通过弹簧加载的电车杆与架空线连接。

图1示意性地示出了常规电驱动采矿车辆的一些部件。矿区的电网101包括连接点102，采矿车辆的连接器103可以耦合到连接点102。足够长的粗电缆104从卷筒或卷轴105中拉出，以允许车辆到达其工作位置。变压器106可用于将电网电压(通常在1000V AC的量级)转换成较低的电压水平，例如400V AC，该较低的电压水平可馈入感应马达107。另一种可能性是将感应马达107直接定级为电网电压，在这种情况下，不需要变压器106，如图1中的虚线连接部114所示。扭矩转换器108将感应马达107耦合到车辆的传动器109，从传动器109有驱动轴110和111连接到驱动轮112和113。液压泵可以直接连接到传动器，当电动马达从电网接收电力时，液压泵总是旋转，因此液压动力由阻流阀控制。作为替代方案，电力可以从例如变压器106的次级侧获取到液压泵，该液压泵用于维持液压系统中用于工作机构的压力，用于自动操作电缆卷轴105，以及用于其他这样的目的。

类似于图1的常规车辆的一个缺点是它依赖于来自电网101的恒定电力供应。如果车辆比其电缆104长度允许的更远离连接点102，例如，改变到由另一个连接点服务的区域，它必须被牵引或伴有发电机托架。另一个缺点是感应马达107和机械传动器109的组合固有的不灵活性。感应马达107以由电网AC电压的频率限定的基本恒定速率旋转，因此驱动速度只能通过在传动器109中选择合适的档位来机械地影响。另一个缺点是难以增加可用于矿车运载的电力，因为递送足够动力的感应马达很大：定级超过约150kVA的感应马达很容易尺寸过大。

图2示出了从公开WO 2014/083239 A1已知的电驱动采矿车辆的电能管理系统。该采矿车辆包括牵引机构，该牵引机构包括扭矩转换器108、传动器109以及驱动轮112和113。感应马达107用作驱动牵引机构的牵引马达。电缆连接部103、104将采矿车辆连接到矿区的电网或一些其他外部源。采矿车辆的车载电力链路200本质上是AC电力链路，使得当牵引马达107的操作电力来自外部源时，开关201导通而开关202不导通。当没有连接到电网时，变压器203、开关204和逆变器205可以用于将电能从电池206暂时馈送到AC电力链路200。另一个逆变器207可以用于直接向驱动例如(一个或多个)液压泵210的(一个或多个)致动器马达209供电。当可以连接到电网时，电池充电器211和开关212可以用于给电池206再充电。

图2的现有技术布置的缺点同样是部件的相对大的尺寸以及它们相对大的数量，以及将它们安装在采矿车辆中的相应困难，特别是在现有的车辆设计要转换成具有备用电池的电力使用的情况下。