本技術(shù)涉及工程機械領(lǐng)域，更具體而言，本技術(shù)涉及一種用于工程機械的電源裝置，和一種包括該電源裝置的高壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在過去的幾年里，電動化技術(shù)在工程機械領(lǐng)域逐漸普及，這主要歸功于其在節(jié)能減排、降低運營成本和提高設備性能方面的優(yōu)勢。然而，與汽車行業(yè)相比，大型工程機械的能耗較高，需要極高電量的動力電池才能滿足持續(xù)一定時間的作業(yè)要求。在這種情況下，充電時間成為了一個關(guān)鍵問題。受限于充電功率，大電量的動力電池意味著更長的充電時間，這會導致作業(yè)時間的減少，從而影響工程進度和效率。因此，如何縮短充電時間至可接受水平成為了工程機械行業(yè)亟待解決的問題。

2、目前，提高充電效率的方法之一是提高高壓系統(tǒng)的平臺電壓。通過提高平臺電壓，可以在一定程度上降低充電時間。然而，由于適用于高壓平臺的高壓部件并不普及，這意味著實施這一方案需要投入更多的研發(fā)資源和成本。此外，即使提高平臺電壓，在面對更高的電量要求時，充電時間可能仍然難以滿足實際需求。

3、總之，工程機械中的現(xiàn)有高壓系統(tǒng)正面臨著關(guān)于提高充電效率和縮短充電時間方面的挑戰(zhàn)。因此，亟待提供一種能夠以安全且成本低廉的方式實現(xiàn)大型工程機械中的快速充電的創(chuàng)新性解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有的工程機械的高壓系統(tǒng)中所存在的上述問題，本實用新型提出了一種適用于工程機械結(jié)構(gòu)特性的雙電源裝置，以滿足大型工程機械在高能耗情況下的快速充電需求。該系統(tǒng)包含兩個獨立的電源，分別用于為不同的負載提供電能。這兩個電源可以分別獨立充電，從而在整體大電量的情況下，仍然能夠滿足充電時間要求。

2、本實用新型的第一方面提供了一種用于工程機械的電源裝置，該電源裝置用于向所述工程機械中的多個負載提供電能，該電源裝置包括：

3、多個電池組，每個電池組包括選擇性地連接至外部充電樁的充電端口和選擇性地連接至所述多個負載的放電端口；

4、至少一個充電開關(guān)，所述至少一個充電開關(guān)設置在所述多個電池組的充電端口與外部充電樁之間；

5、電力分配單元，所述電力分配單元設置在所述多個電池組的放電端口與所述多個負載之間；以及

6、控制芯片，所述控制芯片配置為在充電工況下接通所述至少一個充電開關(guān)以借助外部充電樁向所述多個電池組中的相應電池組充電，以及在放電工況下接通所述電力分配單元中的相應的電流路徑，以借助所述多個電池組中的相應電池組為所述多個負載提供電能。

7、根據(jù)一個可選的實施例，所述多個電池組包括用于向所述多個負載中的至少一個第一負載提供電能的第一電池組和用于向所述多個負載中的至少一個第二負載提供電能的第二電池組，并且所述至少一個充電開關(guān)包括連接在所述第一電池組的充電端口與外部充電樁之間的第一充電開關(guān)，和連接在所述第二電池組的充電端口與外部充電樁之間的第二充電開關(guān)。

8、根據(jù)一個可選的實施例，所述電力分配單元包括第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路以及接觸器，所述第一開關(guān)電路的第一端連接至所述第一電池組的放電端口，所述第一開關(guān)電路的第二端連接至所述至少一個第一負載，所述第二開關(guān)電路的第一端連接至所述第二電池組的放電端口，所述第二開關(guān)電路的第二端連接至所述至少一個第二負載，所述接觸器連接在所述第一開關(guān)電路的第二端與所述第二開關(guān)電路的第二端之間。

9、根據(jù)一個可選的實施例，所述控制芯片配置為在放電工況下接通所述第一開關(guān)電路和所述第二開關(guān)電路，并且斷開所述接觸器。

10、根據(jù)一個可選的實施例，所述裝置還包括第一電量監(jiān)測模塊和第二電量監(jiān)測模塊，分別用于在放電工況下實時監(jiān)測所述第一電池組和所述第二電池組的剩余電量，其中，所述控制芯片進一步配置為基于所述第一電池組和所述第二電池組的剩余電量調(diào)節(jié)所述電力分配單元中的第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路以及接觸器的連接狀態(tài)。

11、根據(jù)一個可選的實施例，所述控制芯片進一步配置為在所述第一電池組的剩余電量低于第一閾值并且所述第二電池組的剩余電量高于第二閾值時斷開所述第一開關(guān)電路并且接通所述第二開關(guān)電路和所述接觸器，以借助所述第二電池組向所有負載提供電能。

12、根據(jù)一個可選的實施例，所述第一開關(guān)電路和所述第二開關(guān)電路分別包括預充回路和與所述預充回路并聯(lián)連接的主繼電器。

13、根據(jù)一個可選的實施例，所述至少一個第一負載包括空調(diào)壓縮機、加熱器、液壓電機以及啟動電池，并且所述至少一個第二負載包括驅(qū)動電機。

14、根據(jù)一個可選的實施例，所述控制芯片進一步配置為在充電工況下接通所述至少一個充電開關(guān)和所述第一開關(guān)電路，并且斷開所述第二開關(guān)電路和所述接觸器。

15、本實用新型的第二方面還提供了一種工程機械的高壓系統(tǒng)，所述高壓系統(tǒng)包括：

16、多個負載；和

17、如上所述的電源裝置。

18、相較于傳統(tǒng)的單電源系統(tǒng)，本實用新型的電源裝置和高壓系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢，其能夠在保證工程機械中的高壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性的同時大幅提高充電效率，從而縮短作業(yè)時間。首先，本實用新型通過將兩個獨立的電池組整合到一個整體中，可以實現(xiàn)對不同用電器的精確控制，這種設計可以顯著提高充電效率，使得在整體大電量的情況下，充電時間得以有效縮短，滿足工程作業(yè)的需求。其次，本實用新型的雙電源裝置在大部分情況下彼此獨立工作，避免了電源并聯(lián)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的電壓差異過大的問題，從而確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。最后，本實用新型的雙電源裝置中所使用的高壓器件大部分為市面上的通用器件，這使得器件選型變得容易，降低了生產(chǎn)成本和維護難度。

技術(shù)特征：

1.一種用于工程機械的電源裝置，該電源裝置用于向所述工程機械中的多個負載提供電能，其特征在于，該電源裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述多個電池組包括用于向所述多個負載中的至少一個第一負載提供電能的第一電池組和用于向所述多個負載中的至少一個第二負載提供電能的第二電池組，并且所述至少一個充電開關(guān)包括連接在所述第一電池組的充電端口與外部充電樁之間的第一充電開關(guān)，和連接在所述第二電池組的充電端口與外部充電樁之間的第二充電開關(guān)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源裝置，其特征在于，所述電力分配單元包括第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路以及接觸器，所述第一開關(guān)電路的第一端連接至所述第一電池組的放電端口，所述第一開關(guān)電路的第二端連接至所述至少一個第一負載，所述第二開關(guān)電路的第一端連接至所述第二電池組的放電端口，所述第二開關(guān)電路的第二端連接至所述至少一個第二負載，所述接觸器連接在所述第一開關(guān)電路的第二端與所述第二開關(guān)電路的第二端之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于，所述控制芯片配置為在放電工況下接通所述第一開關(guān)電路和所述第二開關(guān)電路，并且斷開所述接觸器。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電源裝置，其特征在于，所述裝置還包括第一電量監(jiān)測模塊和第二電量監(jiān)測模塊，分別用于在放電工況下實時監(jiān)測所述第一電池組和所述第二電池組的剩余電量，其中，所述控制芯片進一步配置為基于所述第一電池組和所述第二電池組的剩余電量調(diào)節(jié)所述電力分配單元中的第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路以及接觸器的連接狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源裝置，其特征在于，所述控制芯片進一步配置為在所述第一電池組的剩余電量低于第一閾值并且所述第二電池組的剩余電量高于第二閾值時斷開所述第一開關(guān)電路并且接通所述第二開關(guān)電路和所述接觸器，以借助所述第二電池組向所有負載提供電能。

7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電源裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)電路和所述第二開關(guān)電路分別包括預充回路和與所述預充回路并聯(lián)連接的主繼電器。

8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電源裝置，其特征在于，所述至少一個第一負載包括空調(diào)壓縮機、加熱器、液壓電機以及啟動電池，并且所述至少一個第二負載包括驅(qū)動電機。

9.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電源裝置，其特征在于，所述控制芯片進一步配置為在充電工況下接通所述至少一個充電開關(guān)和所述第一開關(guān)電路，并且斷開所述第二開關(guān)電路和所述接觸器。

10.一種工程機械的高壓系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓系統(tǒng)包括：

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種用于工程機械的電源裝置和包括該裝置的高壓系統(tǒng)。該電源裝置包括：多個電池組；至少一個充電開關(guān)，其設置在所述多個電池組的充電端口與外部充電樁之間；電力分配單元，其設置在所述多個電池組的放電端口與所述多個負載之間；以及控制芯片，其配置為在充電工況下接通所述至少一個充電開關(guān)，以及在放電工況下接通所述電力分配單元中的相應的電流路徑。根據(jù)本技術(shù)的電源裝置通過將兩個獨立的電池組整合到一個整體中，可以實現(xiàn)對不同用電器的精確控制，從而提高整體能源利用效率，此外，由于兩個電池組可以彼此獨立地充電，因此充電過程可以更加迅速，并且能夠滿足不同類型和規(guī)模的工程機械的應用需求。

技術(shù)研發(fā)人員：于欽香,閆運路,徐源,趙彥,郭金海
受保護的技術(shù)使用者：卡特彼勒（青州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240108
技術(shù)公布日：2024/12/26