一種工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其包括：發(fā)電機(jī)，其與變速箱的一個(gè)動(dòng)力輸出口連接，且在變速箱帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；與發(fā)電機(jī)電連接的發(fā)電機(jī)控制器，用于接收整車控制器的命令來控制發(fā)電機(jī)工作；整車控制器，其與發(fā)電機(jī)控制器電連接，整車控制器用于判定工程車是否滿足發(fā)電條件，當(dāng)滿足時(shí)向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送命令進(jìn)而控制發(fā)電機(jī)發(fā)電；本發(fā)明還提供一種工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，本發(fā)明大幅度提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出效率，可在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、制動(dòng)過程中,將能量充分地給電池組充電，從而為車輛上的一些電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元儲(chǔ)備能量，同時(shí)減少了電池的外充電次數(shù)，減小了車輛因給電池組充電引起的出勤率降低的概率，間接地提高了車輛運(yùn)行時(shí)間。
【專利說明】
一種工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于工程車領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)目前的工程車，多以機(jī)械傳動(dòng)為主，其動(dòng)力構(gòu)件主要有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等。該車的運(yùn)輸特點(diǎn)為大噸位、短距離、周期性運(yùn)輸;運(yùn)輸環(huán)境多以露天礦為主，因露天礦開采階段不同，運(yùn)輸工況以重載上坡一空載下坡或空載上坡一重載下坡為主。
[0003]I)車輛等待裝卸料發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出油耗率(單位做功消耗的油量，g/kwh)較高，即發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高油耗區(qū)；2)重載爬坡一空載下坡工況，發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖狀態(tài)占整個(gè)運(yùn)輸循環(huán)周期(裝卸料時(shí)間除外)的時(shí)間比約14%;空載爬坡一重載下坡工況，發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖狀態(tài)占整個(gè)運(yùn)輸循環(huán)周期(裝卸料時(shí)間除外)的時(shí)間比約30%。致使發(fā)動(dòng)機(jī)能量有效利用范圍較窄，發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、倒拖等狀態(tài)下，能量得不到充分利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服車輛在等待裝卸料過程中發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出油耗率較尚；和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在倒拖狀態(tài)下，輸出能量未被充分利用等問題。
[0005]本發(fā)明提供一種工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其包括:
[0006]發(fā)電機(jī)，其與變速箱的一個(gè)動(dòng)力輸出口連接，且在所述變速箱帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0007]與所述發(fā)電機(jī)電連接的發(fā)電機(jī)控制器，用于接收整車控制器的命令來控制發(fā)電機(jī)工作；
[0008]整車控制器，其與所述發(fā)電機(jī)控制器電連接，所述整車控制器用于判定工程車是否滿足發(fā)電條件，當(dāng)滿足時(shí)向所述發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送命令進(jìn)而控制發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0009]優(yōu)選的是，所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)與電池組電連接并為電池組充電，電池組對(duì)發(fā)電機(jī)所發(fā)的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，為其它系統(tǒng)提供能量。
[0010]優(yōu)選的是，所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)和所述變速箱通過一齒輪式動(dòng)力輸出裝置連接。
[0011]優(yōu)選的是，所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)控制器包括逆變器、主控制芯片和采集電路，發(fā)電機(jī)控制器能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
[0012]優(yōu)選的是，所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述發(fā)電條件為:
[0013]發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，此時(shí)為怠速狀態(tài)；
[0014]或者制動(dòng)踏板的踩踏深度信號(hào)所轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)為0-5V，此時(shí)為反拖狀態(tài)。
[0015]優(yōu)選的是，所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，還包括與所述整車控制器電連接的充放電管理系統(tǒng)，其用于檢測(cè)所述電池組的充放電狀態(tài)、電量和溫度，所述充放電管理系統(tǒng)對(duì)電池的電量SOC做均衡管理，對(duì)電池電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0016]本發(fā)明還提供一種采用所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，其包括以下步驟:
[0017]整車控制器接收發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)時(shí)，向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電；
[0018]或者整車控制器接收制動(dòng)踏板的踩踏深度所轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)，當(dāng)該電壓信號(hào)為0-5V時(shí)，向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電。
[0019]優(yōu)選的是，所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，還包括:
[0020]充放電管理系統(tǒng)檢測(cè)電池組的充放電狀態(tài)，當(dāng)處于充電狀態(tài)時(shí)，整車控制器不向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令；當(dāng)處于放電狀態(tài)時(shí)，整車控制器向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電并為電池組充電；
[0021]充放電管理系統(tǒng)檢測(cè)電池組的電量，當(dāng)電量多95%時(shí)，整車控制器不向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，當(dāng)電量<40%時(shí)，整車控制器向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電并為電池組充電。
[0022]本發(fā)明的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，大幅度提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出效率，可在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、制動(dòng)過程中，將能量充分地給電池組充電，從而為車輛上的一些電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元儲(chǔ)備能量，同時(shí)減少了電池的外充電次數(shù)，減小了車輛因給電池組充電引起的出勤率降低的概率，間接地提高了車輛運(yùn)行時(shí)間。
[0023]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明提供的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0025]圖2為本發(fā)明提供的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0027]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明提供一種工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其包括:
[0029]發(fā)電機(jī)2，其與變速箱的一個(gè)動(dòng)力輸出接口連接，且在變速箱帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0030]與所述發(fā)電機(jī)2電連接的發(fā)電機(jī)控制器6，用于接收整車控制器5的命令來控制發(fā)電機(jī)2工作，即空轉(zhuǎn)或者發(fā)電；
[0031]整車控制器5，其與所述發(fā)電機(jī)控制器6電連接，所述整車控制器5用于判定工程車是否滿足發(fā)電條件，當(dāng)滿足時(shí)向所述發(fā)電機(jī)控制器6發(fā)送命令進(jìn)而控制發(fā)電機(jī)2發(fā)電。
[0032]所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)2與電池組3電連接并為電池組3充電。
[0033]所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)2和所述變速箱通過一齒輪式動(dòng)力輸出裝置PTO連接。
[0034]所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)控制器6包括逆變器、主控制芯片和采集電路。
[0035]所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述發(fā)電條件為:
[0036]發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)；
[0037]或者制動(dòng)踏板的踩踏深度信號(hào)所轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)為0-5V。
[0038]所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，還包括與所述整車控制器5電連接的充放電管理系統(tǒng)4，其用于檢測(cè)所述電池組3的充放電狀態(tài)、電量和溫度。
[0039]在變速箱的端面開口處，變速箱與齒輪式動(dòng)力輸出裝置(簡(jiǎn)稱ΡΤ0)連接，該齒輪式動(dòng)力輸出裝置另一端與發(fā)電機(jī)2連接，驅(qū)使發(fā)電機(jī)2發(fā)電。整車控制器5與發(fā)電機(jī)控制器6之間通過纜線bl電連接，發(fā)電機(jī)控制器6與發(fā)電機(jī)2之間通過動(dòng)力線纜n2連接。整車控制器5與充放電管理系統(tǒng)4之間通過纜線b2電連接，充放電管理系統(tǒng)4與電池組3之間通過纜線nl電連接，電池組3通過纜線a與發(fā)電機(jī)2連接。
[0040]發(fā)電機(jī)2發(fā)出的電實(shí)時(shí)充給電池組3，電池組3的功能是對(duì)發(fā)電機(jī)所發(fā)的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，為其它系統(tǒng)提供能量。
[0041]充放電管理系統(tǒng)4，主要對(duì)電池組3進(jìn)行充放電狀態(tài)檢測(cè)、電池系統(tǒng)溫度檢測(cè)，均衡管理電池組3的電量SOC。
[0042]整車控制器5對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)I怠速、反拖狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)時(shí)保持與發(fā)電機(jī)控制器6和充放電管理系統(tǒng)4通訊，向發(fā)電機(jī)控制器5發(fā)送命令，使發(fā)電機(jī)2進(jìn)入工作模式;實(shí)時(shí)讀取充放電管理系統(tǒng)4發(fā)送的電池檢測(cè)信息。
[0043]如圖2所示，本發(fā)明還提供一種采用所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，其包括以下步驟:
[0044]整車控制器接收發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)時(shí)，向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電;反之則繼續(xù)檢測(cè)；
[0045]或者整車控制器接收制動(dòng)踏板的踩踏深度信號(hào)所轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)，當(dāng)電壓信號(hào)為0-5V時(shí)，向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電，反之則繼續(xù)檢測(cè)。
[0046]所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，還包括:
[0047]充放電管理系統(tǒng)檢測(cè)電池組的充放電狀態(tài)，當(dāng)處于充電狀態(tài)時(shí)，整車控制器不向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令；當(dāng)處于放電狀態(tài)時(shí)，整車控制器向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電并為電池組充電；
[0048]充放電管理系統(tǒng)檢測(cè)電池組的電量，當(dāng)電量多95%時(shí)，整車控制器不向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，當(dāng)電量<40%時(shí)，整車控制器向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電并為電池組充電。
[0049]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，包括: 發(fā)電機(jī)，其與變速箱的一個(gè)動(dòng)力輸出接口連接，且在所述變速箱帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)； 與所述發(fā)電機(jī)電連接的發(fā)電機(jī)控制器，用于接收整車控制器的命令來控制發(fā)電機(jī)工作； 整車控制器，其與所述發(fā)電機(jī)控制器電連接，所述整車控制器用于判定工程車是否滿足發(fā)電條件，當(dāng)滿足時(shí)向所述發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送命令進(jìn)而控制發(fā)電機(jī)發(fā)電。2.如權(quán)利要求1所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)與電池組電連接并為電池組充電。3.如權(quán)利要求2所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)和所述變速箱通過一齒輪式動(dòng)力輸出裝置連接。4.如權(quán)利要求3所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)控制器包括逆變器、主控制芯片和米集電路。5.如權(quán)利要求4所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電條件為: 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)； 或者制動(dòng)踏板的踩踏深度信號(hào)所轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)為0-5V。6.如權(quán)利要求5所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述整車控制器電連接的充放電管理系統(tǒng)，其用于檢測(cè)所述電池組的充放電狀態(tài)、電量和溫度。7.—種采用如權(quán)利要求1到6任一項(xiàng)所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 整車控制器接收發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)時(shí)，向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電； 或者整車控制器接收制動(dòng)踏板踩踏深度信號(hào)所轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)，當(dāng)該電壓信號(hào)為O-5V時(shí)，向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電。8.如權(quán)利要求7所述的工程車的電儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，還包括: 充放電管理系統(tǒng)檢測(cè)電池組的充放電狀態(tài)，當(dāng)處于充電狀態(tài)時(shí)，整車控制器不向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令；當(dāng)處于放電狀態(tài)時(shí)，整車控制器向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電并為電池組充電； 充放電管理系統(tǒng)檢測(cè)電池組的電量，當(dāng)電量多95%時(shí)，整車控制器不向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，當(dāng)電量<40%時(shí)，整車控制器向發(fā)電機(jī)控制器發(fā)送開始發(fā)電命令，發(fā)電機(jī)開始發(fā)電并為電池組充電。
【文檔編號(hào)】B60R16/03GK105946569SQ201610297977
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】龐亞娜, 牟均發(fā), 陳朝華, 仝勛, 任宏亮
【申請(qǐng)人】陜西同力重工股份有限公司