專利名稱：電動作業車動力系統及其驅動控制方法
技術領域：
本發明涉及電動作業車動力系統領域，特別涉及電動作業車動力系統驅動技術領域，具體是指一種電動作業車動力系統及其驅動控制方法。
背景技術：
全球石油能源面臨供應短缺，節能減排已成為刻不容緩的頭等大事，汽車有害排放已成為世界性大氣污染的重要來源。
隨著城市化進程的加快，各種城市作業車不斷出現，各種各樣的場所均需要這些作業車持續的進行城市公共環境的維護，其中最為重要的就是城市環衛車，其需求也同步增長。目前城市道路清潔使用的環衛車，主要包括灑水車、掃路車和垃圾清運車。在有車載作業裝置的環衛車輛中，比如高壓沖洗車、掃地車等， 一般大中型車上都安裝有兩個發動機，主發動機負責驅動車輛行駛，副發動機負責提供穩定的動力供車載作業裝置工作。在小型環衛車輛上，出于車輛空間及成本考慮， 一般都用單發動機驅動多只串聯的液壓泵，幾只液壓泵分別與液壓馬達相連，驅動車輛行駛和作業裝置工作。
本發明中所涉及的電動作業車，主要是以電動環衛車為主，當然對于其它的電動作業車也同樣適用。由于環衛車車速低，發動機怠速時間較長，兩臺發動機的動力系統油耗高，尤其是主發動機大部分時間工作在低效區，燃油經濟性差，尾氣污染較嚴重。單個發動機驅動多個液壓泵的相對油耗更高，因為液壓傳動效率比機械傳動效率低得多。所以就需要對電動作業車的動力系統進行進一步的改進。
發明內容
本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠實現任意一只電池包可為兩個電機驅動系統同時供電、有效提高車輛驅動動力系統的通用性、成本較低、可靠性較高、結構簡單實用、使用快捷方便、工作性能穩定可靠、適用范圍較為廣泛的電動作業車動力系統及其驅動控制方法6
為了實現上述的目的，本發明的電動作業車動力系統及其驅動控制方法如下該電動作業車動力系統，其主要特點是，所述的動力系統包括整車控制器、驅動動力系統和作業動力系統，所述的驅動動力系統包括驅動電機系統、底盤動力電池系統和底盤高壓電切換裝置，所述的驅動電機系統通過所述的底盤高壓電切換裝置與所述的底盤動力電池系統相連接，所述的作業動力系統包括作業電機系統、作業動力電池系統和作業系統高壓電切換裝置，所述的作業電機系統通過所述的作業系統高壓電切換裝置與所述的作業動力電池系統相連接，所述的作業系統高壓電切換裝置與所述的底盤高壓電切換裝置相連接，所述的整車控制器分別與所述的驅動電機系統、底盤動力電池系統、底盤高壓電切換裝置.作業電機系統、作業動力電池系統和作業系統高壓電切換裝置相連接，且所述的整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置和底盤高壓電切換裝置，使得所述的底盤動力電池系統同時為所述的驅動電機系統和作業電機系統供電，或者所述的作業動力電池系統同時為所述的驅動電機系統和作業電機系統供電。
該電動作業車動力系統中的底盤動力電池系統包括底盤動力電池和底盤電池管理系統，所述的整車控制器依次通過所述的底盤電池管理系統、底盤動力電池與所迷的底盤高壓電切換裝置相連接。 -
該電動作業車動力系統中的驅動電機系統包括驅動電機、驅動電機控制器和變速器，所述的底盤高壓電切換裝置通過所述的驅動電機控制器與所述的驅動電機相連接，且所述的驅動電機與所述的變速器同軸連接。
該電動作業車動力系統中的變速器可以為但并不局限于機械式變速器。該電動作業車動力系統中的驅動電機可以為但并不局限于可調速三相交流感應電機。該電動作業車動力系統中的作業動力電池系統包^fe作業動力電池和作業電池管理系統，所述的整車控制器依次通過所述的作業電池管理系統、作業動力電池與所述的作業系統高壓電切換裝置相連接。
該電動作業車動力系統中的作業電機系統包括作業電機、作業電機控制器，所述的作業系統高壓電切換裝置通過所述的作業電機控制器與所述的作業電機相連接。
該電動作業車動力系統中的作業電機系統中還包括作業電機水泵，所述的作業電機與所述的作業電一幾水泵連接。
該電動作業車動力系統中的作業電機可以為但并不局限于可調速三相交流感應電機。該電動作業車動力系統進行驅動控制的方法，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟(1)系統進行上電初始化操作；-(2)系統進行故障診斷處理操作；(3)系統判斷是否存在故障；
(4 )如果是，則啟動車輛系統報警程序，提醒駕駛員進行檢修；(5 )如果否，則系統進行預充電及上電處理；
(6) 系統讀取電動作業車的油門踏-板信號，并判斷油門踏板是否被踩下；
(7) 如果是，則系統向驅動電機系統發送需求轉矩命令；(8 )如果否，則系統判斷目前是否有作業請求；
(9) 如果是，則進行作業電機系統啟動處理；
(10) 如果否，則進行作業電^)L系統停止處理；
(11) 系統判斷所迷的底盤動力電池系統和作業動力電池系統是否滿足強電切換條件；
(12) 如果否，則重復上述步驟(11 );
(13 )如果是，則系統進行底盤動力電池系統與作業動力電池系統之間的供電切換及強電上電操作處理。
該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的判斷所迷的底盤動力電池系統和作業動力電池系統是否滿足強電切換條件，包括以下步驟
(21 )分別判斷底盤動力電池系統的荷電狀態和作業動力電池系統的荷電狀態是否大于系統預設的最小荷電狀態；
(2 2 )如果底盤動力電池系統的荷電狀態和作業動力電池系統的荷電狀態均大于/小于所述的最小荷電狀態，則返回不滿足強電切換條件的結果；
(23 )如果底盤動力電池系統的荷電狀態/作業動力電池系統的荷電狀態大于所迷的最小荷電狀態，且作業動力電池系統的荷電狀態/底盤動力電池系統的荷電狀態小于所述的最小荷電狀態，則返回滿足強電切換條件的結果。
該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的進行底盤動力電池系統與作業動力電池系統之間的供電切換及強電上電操作處理，包括以下步驟
(31)系統進行電源切換報警，提醒駕駛員進行強電切換；
(32 )系統判斷電源切換命令按鈕是否被按下；
(33)如果否，則返回上述步驟(31);
(34.)如果是，則系統檢測到已停車且加速踏板未被踩下后停止驅動電機和作業電機運
行；
(35 )判斷是否底盤動力電池系統的荷電狀態大于所述的最小荷電狀態且作業動力電池系統的荷電狀態小于所述的最小荷電狀態；
9(36) 如果是，則進行底盤動力電池系統對驅動電機系統和作業電機系統的切換供電及強電上電操作處理；
(37) 如果否，則判斷是否作業動力電池系統的荷電狀態大于所述的最小荷電狀態；
(38 )如果是，則進行作業動力電池系統對驅動電機系統和作業電機系統的切換供電及強電上電操作處理；
(39)如果否，則系統進行低電故障報警，并返回上迷步驟(4);
(310)系統進行強電切換成功指示，提醒駕駛員強電切換完成。該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的進行底盤動力電池系統對驅動電機系統和作業電機系統的切換供電及強電上電操作處理，包括以下步驟
(41 )系統通過整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置和底盤高壓電切換裝置；
(42 )所述的整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置斷開與所述的作業動力電池系統的連接，并接通與所述的底盤高壓電切換裝置的連接；
(43 )所述的整車控制器控制所迷的底盤高壓電切換裝置與所述的底盤動力電池系統的連接。
該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的進行作業動力電池系統對驅動電機系
統和作業電機系統的切換供電及強電上電4乘作處理，包括以下步驟
(51 )系統通過整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置和底盤高壓電切換裝置；(52 )所述的整車控制器控制所述的底盤系統高壓電切換裝置斷開與所述的底盤動力電
池系統的連接，并接通與所述的作業系統高壓電切換裝置的連接；
(53 )所述的整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置與所述的作業動力電池系
統的連接。
該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的進行電源切換報警，具體為系統報警燈閃爍，同時系統發出警報聲。
該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的進行強電切換成功指示，具體為系統點亮強電切換成功指示燈。
該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的系統進行上電初始化操作，包括以下步驟
(61) 將整車鑰匙打到附件檔；
(62) 系統對整車控制電路上電，并進入系統自檢程序。
該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的系統進行故障診斷處理操作，具體為系統檢查整車控制器、驅動電機系統、作業電機系統、底盤動力電池系統、作業動力電池系統。
該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的系統判斷目前是否有作業請求，包括以下步驟
(71 )系統判斷控制作業電機系統的按鈕是否被按下；
(72) 如果是，則返回有作業請求的結果；
(73) 如果否，則返回無作業請求的結果。
該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的進行作業電機系統啟動處理，包括以下步驟
(81 )系統判斷電動作業車中的儲水槽傳感器是否報警；
(82) 如果是，則返回上述步驟(4);
(83) 如果否，則系統閉合所迷的作業電機水泵中的繼電器；
(83)系統向所述的作業電機控制器發出啟動指令，啟動所述的作業電機。該對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的進行作業電機系統停止處理，包括以下步驟
(91 )系統判斷作業電機運行狀態請求按鈕是否被按下；
(92)如果被按下，則判斷電動作業車中的儲水槽傳感器是否報警；如果報警，則返回上述步驟(4);如果未報警，則系統向所述的作業電機控制器發出停止命令，停止所述的作業電機；
(93 )如果未被按下，則系統向所述的作業電機控制器發出停止命令，停止所述的作業
電機；
(94 )系統斷開所述的作業電機水泵中的繼電器。
采用了該發明的電動作業車動力系統及其驅動控制方法，由于其中針對電動作業車底盤驅動動力系統和作業系統本身的特點，采用了兩路供電電路系統， 一個支路為驅動動力系統，另 一支路為作業動力系統，而且驅動動力系統和作業動力系統均可采用但不局限于采用磷酸鐵鋰動力電池和變頻調速電機，同時實現了任意一個電池包都可為兩個電機驅動系統同時供電，而且還提供了主要基于驅動請求和電池SOC (State of Charge,荷電狀態)的供電系統切換控制方法，不僅提高了電動作業車輛驅動動力系統的通用性，降低了生產成本，不同的作業車輛可以使用同一動力系統平臺，而且充分利用了兩只電池包的供電系統特點，當一只電
池包無可利用電能或電池管理系統出現故障等問題時，車輛仍然能夠行駛或作業，提高了整個系統的可靠性，不僅結構簡單實用，而且使用快捷方便，工作性能穩定可靠，適用范圍較為廣泛。
圖1為本發明的電動作業車動力系統架構示意圖。
圖2為本發明的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法的流程圖。圖3為本發明的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的作業電機啟動流程圖。圖4為本發明的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的作業電機停止流程圖。圖5為本發明的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法中的強電電路切換流程圖。
具體實施例方式
為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。請參閱圖1所示，該電動作業車動力系統，其中包括整車控制器、驅動動力系統和作業動力系統，所述的驅動動力系統包括驅動電機系統、底盤動力電池系統和底盤高壓電切換裝置，所述的驅動電機系統通過所述的底盤高壓電切換裝置與所述的底盤動力電池系統相連接，所述的作業動力系統包括作業電機系統、作業動力電池系統和作業系統高壓電切換裝置，所述的作業電機系統通過所述的作業系統高壓電切換裝置與所述的作業動力電池系統相連接，所述的作業系統高壓電切換裝置與所迷的底盤高壓電切換裝置相連接，所述的整車控制器分別與所述的驅動電機系統、底盤動力電池系統、底盤高壓電切換裝置、作業電機系統、作業動力電池系統和作業系統高壓電切換裝置相連接，且所述的整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置和底盤高壓電切換裝置，使得所述的底盤動力電池系統同時為所述的驅動電機系統和作業電機系統供電，或者所述的作業動力電池系統同時為所述的驅動電機系統和作業電^L系統供電。
其中，所述的底盤動力電池系統包括底盤動力電池和底盤電池管理系統，所述的整車控制器依次通過所迷的底盤電池管理系統、底盤動力電池與所述的底盤高壓電切換裝置相連接；所述的驅動電機系統包括驅動電機、驅動電機控制器和變速器，.所述的底盤高壓電切換裝置通過所述的驅動電機控制器與所述的驅動電機相連接，且所迷的驅動電機與所述的變速器同軸連接；所述的變速器可以為但并不局限于機械式變速器，也可以為其它具有變速功能的裝置；所述的驅動電才幾可以為^f旦并不局限于可調速三相交流感應電才幾，也可以為其它類型的驅動電4幾。
同時，該電動作業車動力系統中的作業動力電池系統包括作業動力電池和作業電池管理系統，所述的整車控制器依次通過所述的作業電池管理系統、作業動力電池與所述的作業系統高壓電切換裝置相連接；所述的作業電機系統包括作業電機、作業電機控制器，所述的作業系統高壓電切換裝置通過所述的作業電機控制器與所述的作業電機相連接；所述的作業電機系統中還包括作業電機水泵，所述的作業電神幾與所述的作業電機水泵連接；所述的作業電機可以為但并不局限于可調速三相交流感應電機，也可以為其它類型的作業電機。
在實際應用當中，本發明的用于作業車的純電動動力系統，其包括驅動動力系統和作業動力系統；其驅動動力系統包括驅動電機及驅動電機控制器、機械式變速器、底盤動力電池及其電池管理系統、整車控制器；所述驅動電機與所述變速器同軸連接，所述驅動電機動力經所述變速器變速后用于驅動車輛；所述底盤動力電池包與底盤高壓電切換裝置相連，底盤高壓電切換裝置再與驅動電機控制器和作業系統高壓電切換裝置相連，所述底盤電池包通常情況下單獨為所迷驅動電機及其控制器供電，也可在作業電池包無可利用電能時為作業電機及作業電機控制器供電；其作業動力系統包括作業電機及其電機控制器、作業動力電池及其電池管理系統、以及整車控制器；所述作業電機與作業電機水泵連接，所述作業電機動力用于驅動水泵運轉；所述作業動力電池包與所述作業系統高壓電切換裝置相連，作業系統高壓電切換裝置再與作業電機控制器和底盤高壓電切換裝置相連，所述作業電池包通常情況下單獨為所述作業電機及其控制器供電，也可在底盤電池包無利用電能時為驅動電機及電機控制器供電；所述整車控制器實時接收來自各個控制器的信號、油門踏板和加速踏板信號以及作業系統運行包括運行請求信號，底盤電池包SOC (State of Charge,荷電狀態)值、作業電池包SOC值，并向所述驅動電機控制器、作業電機控制器、底盤高壓電切換裝置、作業系統高壓電切換裝置發出指令信號，用于設定驅動電機或作業電機的工作模式；整車控制器控制強電電路的供電狀態，也能控制所述驅動電機控制器將所述驅動電機剎車制動的能量反饋給所述底盤電池包。
其中，車載能源為兩個獨立的動力電池包，可分別獨立為驅動電機系統、高壓電動附件系統和作業電機系統供電，本發明還可實現任意一只電池包都可為兩個電機系統同時供電；所述驅動動力系統和作業動力系統相對獨立，對于動力性能要求相近的作業車可以采用同一驅動動力系統，而采用不同的作業動力系統；所述的整車控制器可以實現供電系統的自動切換控制功能；所述的作業系統動力及其控制裝置采用采用電機和電機控制器。
請參閱圖l所示，本發明的用于作業車的純電動動力系統，其包括驅動動力系統和作業動力系統；其驅動動力系統包括驅動電機7及驅動電機控制器6、機械式變速器9、底盤動力電池12及其電池管理系統13、以及整車控制器10;所述驅動電機7與所述變速器9同軸連
13接，所述驅動電機7動力經所述變速器9變速后用于驅動車輛；所述底盤動力電池12與底盤高壓電切換裝置11相連，底盤高壓電切換裝置11再與驅動電機控制器6和作業系統高壓電切換裝置3相連，所述底盤電池包12通常情況下單獨為所述驅動電機7及其控制器6供電，當作業電池包1無可利用電能時也可為作業電機5及作業電才凡控制器4供電；其作業動力系統包括作業電機5及其電機控制器4、作業動力電池1及其電池管理系統2 、以及整車控制器10;所述作業電機5與作業電機水泵連接，所述作業電機5動力用于驅動水泵運轉；所述作業動力電池包1與所述作業系統高壓電切換裝置3相連，作業系統高壓電切換裝置3再與作業電機控制器4和底盤高壓電切換裝置11相連，所述作業電池包1通常情況下單獨為所述作業電機5及其控制器4供電，當底盤電池包12無利用電能時也可為驅動電機7及電機控制器6供電；所迷整車控制器10實時接收來自各個控制器的信號、油門踏板和加速踏板信號以及作業系統運行包括運行請求信號，底盤電池包12的SOC值、作業電池包1的SOCM直，并向所述驅動電機6控制器、作業電機控制器4、底盤高壓電切換裝置ll、作業系統高壓電切換裝置3發出指令信號，用于設定驅動電機7或作業電機5的工作模式；且控制強電電路的供電狀態；或者控制所述驅動電機控制器6將所述驅動電機7剎車制動的能量反饋給所述底盤電池包12。
其中，車載能源為兩個獨立的動力電池包，可分別獨立為驅動電機系統、高壓電動附件系統和作業電機系統供電；本發明還可實現任意一只電池包都可為兩個電機系統同時供電；所述驅動動力系統和作業動力系統相對獨立，對于動力性能要求相近的作業車可以采用同一驅動動力系統，而采用不同的作業動力系統；所述整車控制器可以實現供電系統的自動切換控制功能；所述的作業動力及控制裝置采用電機和電機控制器。
再請參閱圖2至圖5所示，該電動作業車動力系統進行驅動控制的方法，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟
(1) 系統進行上電初始化操作，包括以下步驟
(a) 將整車鑰匙打到附件檔；
(b) 系統對整車控制電路上電，并進入系統自檢程序；
(2) 系統進行故障診斷處理操作，具體為
系統檢查整車控制器、驅動電機系統、作業電機系統、底盤動力電池系統、作業動力電池系纟充；(3 )系統判斷是否存在故障；
(4)如杲是，則啟動車輛系統報警程序，提醒駕駛員進行檢修；(5 )如果否，則系統進行預充電及上電處理；
(6)系統讀取電動作業車的油門踏板信號，并判斷油門踏板是否被踩下；
(7 )如果是，則系統向驅動電機系統發送需求轉矩命令；
(8 )如果否，則系統判斷目前是否有作業請求，包括以下步驟
(a) 系統判斷控制作業電機系統的按鈕是否被按下;
(b) 如果是，則返回有作業請求的結果；
(c) 如果否，則返回無作業請求的結果；
(9) 如果是，則進行作業電機系統啟動處理，包括以下步驟
(a) 系統判斷電動作業車中的儲水槽傳感器是否報警；
(b) 如果是，則返回上述步驟(4);
(c) 如果否，則系統閉合所述的作業電機水泵中的繼電器；
(d) 系統向所述的作業電機控制器發出啟動指令，啟動所述的作業電機；
(10) 如果否，則進行作業電機系統停止處理，包括以下步驟
(a) 系統判斷作業電機運行狀態請求按鈕是否被按下；
(b) 如果被按下，則判斷電動作業車中的儲水槽傳感器是否報警；如果報警，則返回上述步驟(4);如果未報警，則系統向所述的作業電機控制器發出停止命令，停止所述的作業電才幾；
(c) 如果未被按下，則系統向所述的作業電機控制器發出停止命令，停止所述的作業電4幾；
(d) 系統斷開所述的作業電機水泵中的繼電器；
(11 )系統判斷所述的底盤動力電池系統和作業動力電池系統是否滿足強電切換條件，包括以下步驟
(a) 分別判斷底盤動力電池系統的荷電狀態和作業動力電池系統的荷電狀態是否大于系統預設的最小荷電狀態；
(b) 如果底盤動力電池系統的荷電狀態和作業動力電池系統的荷電狀態均大于/小于所述的最小荷電狀態，則返回不滿足強電切換條件的結果；
(c) 如果底盤動力電池系統的荷電狀態/作業動力電池系統的荷電狀態大于所迷的最小荷電狀態，且作業動力電池系統的荷電狀態/底盤動力電池系統的荷電狀態小于所述的最小荷電狀態，則返回滿足強電切換條件的結果；
(12)如果否，則重復上述步驟(11);(13 )如果是，則系統進行底盤動力電池系統與作業動力電池系統之間的供電切換及強電上電操作處理，包括以下步驟
(a)系統進行電源切換報警，提醒駕駛員進行強電切換，具體為
系統報警燈閃爍，同時系統發出警報聲；(b )系統判斷電源切換命令按鈕是否被按下；(c)如果否，則返回上述步驟(a);
(d )如果是，則系統檢測到已停車且加速踏板未被踩下后停止驅動電機和作業電機運行；
(e )判斷是否底盤動力電池系統的荷電狀態大于所述的最小荷電狀態且作業動力電池系統的荷電狀態小于所述的最小荷電狀態；
(f) 如果是，則進行底盤動力電池系統對驅動電機系統和作業電機系統的切換供電及強電上電4喿作處理，包括以下步驟
(i) 系統通過整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置和底盤高壓電切換裝置；
(ii) 所述的整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置斷開與所述的作業動力電池系統的連接，并接通與所述的底盤高壓電切換裝置的連接；
(iii) 所述的整車控制器控制所述的底盤高壓電切換裝置與所述的底盤動力電池系統的連接；
(g) 如杲否，則判斷是否作業動力電池系統的荷電狀態大于所述的最小荷電狀態；
(h) 如果是，則進行作業動力電池系統對驅動電機系統和作業電機系統的切換供電及強電上電操作處理，包括以下步驟
(i) 系統通過整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置和底盤高壓電切換裝置；
(ii) 所述的整車控制器控制所述的底盤系統高壓電切換裝置斷開與所述的底盤動力電池系統的連接，并接通與所述的作業系統高壓電切換裝置的連接；
(iii) 所述的整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置與所述的作業動力電池系統的連接;
(j)如果否，則系統進行低電故障報警，并返回上述步驟(4);(k)系統進行強電切換成功指示，提醒駕駛員強電切換完成，具體為系統點亮強電切換成功指示燈。
16在實際應用當中，本發明中的用于作業車動力系統的驅動控制方法，其按照以下步驟進
行
A、 系統上電初始化，即整車鑰匙打到ACC(Accessory，附件)檔，整車控制電J各上電進入系統自4t程序；
B、 進入故障診斷程序，檢查的控制器包括整車控制器、驅動電機控制器、作業電機控制器、底盤電池包BMS (Battery Management System,電池管理系統)、作業電池包BMS;
C、 檢查各個控制器是否存在故障，若否則執行步驟D,若是則執行步驟E;
D、 執行預充電及上電流程；
E、 啟動車輛報警程序，提醒司機進行檢修；
F、 讀取油門踏板信號，判斷油門踏板是否被踩下，若是則執行步驟G，若否則執行步驟
H;
G、 向驅動電機控制器發需求轉矩命令；
H、 判斷是否有作業請求，即控制作業電機系統的按鈕是否被按下，若是則執行步驟I，若否則執行步驟J;
I、 執行作業電機啟動流程，啟動作業電機；J、執行作業電機停止流程，停止作業電機；
K、判斷底盤電池包B1和作業電池包B2是否滿足從狀態A轉變至狀態B,若是則執行步驟L,若否則執行步驟M;L、停止作業電機及其水泵。
M、判斷底盤電池包Bl和作業電池包B2是否滿足從狀態A轉變至狀態C,若是則執行步驟N,若否則返回；
N、執行強電電路切換程序。
其中，所述步驟I的執行過程中，還包括以下步驟
11、 判斷儲水槽傳感器是否才艮警，若否則執行步驟I2,若是則返回；
12、 閉合作業電機水泵繼電器；
13、 向作業電機控制器發命令，啟動作業電機。其中，所述步驟J的執行過程中，還包括以下步驟
Jl、判斷作業電機運行狀態請求按鈕是否按下，若是則執行步驟J2，若否則執行步驟J3;J2、判斷儲水槽水量傳感器是否報警，若是則執行步驟J3，若否則返回；J3、向作業電機控制器發命令，停止作業電機。200910197017 J4、斷開作業電機水泵繼電器。
其中，所述步驟K及M中，底盤電池包B1和作業電池包B2的狀態如下
* 狀態A: Bl SOC > SOC min, B2 SOC 〉 SOC min;
* 狀態B: Bl SOC > SOC min, B2 SOC < SOC min;參 4大態C: Bl SOC < SOC min, B2 SOC > SOC min;
* 狀態D: Bl SOC〈SOCmin, B2 SOC < SOC min。
只有從狀態A變為狀態B或狀態C的時候才會有強電切換指示。狀態A為切換前的正常狀態，狀態D為車載兩個電池包的電量即將耗盡的報警狀態。其中，在所述步驟N的執行過程中，還包括以下步驟Nl、執行電源切換報警，提醒司機進行強電切換；
N2、判斷電源切換命令按鈕是否被按下，若是則執行步驟N3，若否則返回N2;N3、判斷車速為零且加速踏板未被踩下的狀態是否成立，若是則執行步驟N4,若否則返回。
N4、停止驅動電機和作業電機及作業電機水泵運行；
N5、才艮據預充電完成的實際情況，斷開相應的直流-接觸器；
N6、執行預充電及上電流程，若驅動電初j控制器或作業電機控制器未完成預充電，則進行預充電流程，然后將驅動電機和作業電機切換至由有可利用電能的電池包供電；若已完成預充電，則直接將驅動電機和作業電機切換至由有可利用電能的電池包供電；
N7、執行電源切換成功，點亮電源切換成功指示燈。
以下結合圖2、圖3和圖4進行說明，本發明的驅動控制方法，按照以下步驟進行100、系統上電初始化，即整車鑰匙打到ACC檔，整車控制電路上電進入系統自檢程序；110、進入故障診斷程序，檢查的控制器包括整車控制器、驅動電機控制器、作業電機控制器、底盤電池包BMS、作業電池包BMS;
120、檢查各個控制器是否存在故障，若否則執行步驟130,若是則執行步驟140;
130、執行預充電及上電流程；
140、啟動車輛報警程序，提醒司機進行檢修；
150、讀取油門踏板信號，判斷油門是否被踩下，若是則執行步驟160，若否則執行步驟
170;
160、向驅動電機控制器發需求轉矩命令；
170、判斷是否有作業請求，即控制作業電機系統的按鈕是否被按下，若是則執行步驟
18180，若否則執行步驟190;
180、 執行作業電才幾啟動流程，啟動作業電才幾；
190、 執行作業電機停止流程，停止作業電機；
200、判斷底盤電池包和作業電池包是否滿足從狀態A轉變至狀態B，若是則執行步驟210，若否則執行步驟220;
210、停止作業電4幾及其水泵；
220、判斷底盤電池包和作業電池包是否滿足從狀態A轉變至狀態C，若是則執行步驟230，若否則返回；
230、 執行強電電路切換流程。
其中，所述步驟180的執行過程中，還包括以下步驟
181、 判斷儲水槽傳感器是否報警，若否則執行步驟182,若是則返回；
182、 閉合作業電機水泵繼電器；
183、 向作業電機控制器發命令，啟動作業電機。其中，所迷步驟190的執行過程中，還包括以下步驟
191、 判斷作業電機運行狀態請求按鈕是否按下，若是則執行步驟192，若否則執行步驟
193;
192、 判斷儲水槽水量傳感器是否報警，若是則執行步驟193,若否則返回；
193、 向作業電機控制器發命令，停止作業電機。
194、 斷開作業電機水泵繼電器。
其中，所述步驟200及220中，底盤電池包和作業電池包的狀態如下參狀態A: BSOC〉SOCmin， B2 SOC 〉 SOC min;
* 狀態B: Bl SOC〉SOCmin, B2 SOC < SOC min;
* 狀態C: Bl SOC〈SOCmin, B2 SOC > SOC min;
* 狀態D: Bl SOC<SOCmin， B2 SOC < SOC min。
只有從狀態A變為狀態B或狀態C的時候才會有強電切換指示。狀態A為切換前的正常狀態，狀態D為車栽兩個電池包的電量即將耗盡的報警狀態。其中，在所述步驟230的執行過程中，還包括以下步驟
231、 執行電源切換報警，提醒司機進行強電切換；
232、 判斷電源切換命令按鈕是否被按下，若是則執行步驟233,若否則返回232;
233、 判斷車速為零且加速踏板未被踩下的狀態是否成立，若是則執行步驟234，若否則
19234、 停止驅動電才幾和作業電機及作業電機水泵運行；
235、 根據預充電完成的實際情況，斷開相應的直流接觸器；
236、 執行預充電及上電流程，若驅動電機控制器或作業電機控制器未完成預充電，則進行預充電流程，然后將驅動電機和作業電機切換至由有可利用電能的電池包供電；若已完成預充電，則直接將驅動電機和作業電機切換至由有可利用電能的電池包供電；
237、 執行電源切換成功，點亮電源切換成功指示燈。
綜上所述，本發明根據作業車的特殊工況特點，將驅動發動機換成電機，將作業系統發動機換成電機，并加裝底盤動力電池包和作業系統電池包。 一般情況下，底盤電池包單獨為驅動電機和底盤高壓電動附件供電，作業系統電池包單獨為作業系統供電；當某一電池包無可利用電能時，還可實現某一電池包同時為驅動電機、底盤高壓電動附件和作業系統同時供電。不僅提高了電動作業車輛驅動動力系統的通用性，降低成本，不同的作業車輛可以使用同一動力系統平臺，而且提高了整個系統的可靠性。本系統可以實現無怠速，純電動驅動和純電動作業，結構簡單，控制方便，且節能環保。相對于現有技術即采用內燃機傳統動力技術發動機怠速時間較長，兩臺發動機的系統油耗高，單個發動機驅動多個液壓泵的相對油耗更高，燃油經濟性差，尾氣污染較嚴重而言，本發明采用純電動動力系統方案，在滿足整車驅動和作業需求的基礎上，可實現零排放，無污染，運營成本明顯降低。
本發明中所涉及的電動作業車，主要是以電動環衛車為主，當然對于其它的電動作業車也同樣適用。同時需要指出的是，本發明的技術方案還可以應用在有車載作業裝置的工程車輛上，并不一定局限于灑水車、掃路車和垃圾清運車等J成市作業車。
采用了上述的電動作業車動力系統及其驅動控制方法，由于其中針對電動作業車底盤驅動動力系統和作業系統本身的特點，采用了兩路供電電路系統， 一個支路為驅動動力系統，另 一支路為作業動力系統，而且驅動動力系統和作業動力系統均可采用但不局限于采用磷酸鐵鋰動力電池和變頻調速電機，同時實現了任意一個電池包都可為兩個電機驅動系統同時供電，而且還提供了主要基于驅動請求和電池SOC (State of Charge,荷電狀態)的供電系統切換控制方法，不僅提高了電動作業車輛驅動動力系統的通用性，降低了生產成本，不同的作業車輛可以使用同一動力系統平臺，而且充分利用了兩只電池包的供電系統特點，當一只電池包無可利用電能或電池管理系統出現故障等問題時，車輛仍然能夠行駛或作業，提高了整個系統的可靠性，不僅結構簡單實用，而且使用快捷方便，工作性能穩定可靠，適用范圍較為廣泛。在此說明書中，本發明已參照其特定的實施例作了描述。但顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求
1、一種電動作業車動力系統，其特征在于，所述的動力系統包括整車控制器、驅動動力系統和作業動力系統，所述的驅動動力系統包括驅動電機系統、底盤動力電池系統和底盤高壓電切換裝置，所述的驅動電機系統通過所述的底盤高壓電切換裝置與所述的底盤動力電池系統相連接，所述的作業動力系統包括作業電機系統、作業動力電池系統和作業系統高壓電切換裝置，所述的作業電機系統通過所述的作業系統高壓電切換裝置與所述的作業動力電池系統相連接，所述的作業系統高壓電切換裝置與所述的底盤高壓電切換裝置相連接，所述的整車控制器分別與所述的驅動電機系統、底盤動力電池系統、底盤高壓電切換裝置、作業電機系統、作業動力電池系統和作業系統高壓電切換裝置相連接，且所述的整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置和底盤高壓電切換裝置，使得所述的底盤動力電池系統同時為所述的驅動電機系統和作業電機系統供電，或者所述的作業動力電池系統同時為所述的驅動電機系統和作業電機系統供電。
2、 根據權利要求1所述的電動作業車動力系統，其特征在于，所述的底盤動力電池系統包括底盤動力電池和底盤電池管理系統，所述的整車控制器依次通過所述的底盤電池管理系統、底盤動力電池與所述的底盤高壓電切換裝置相連接。
3、 根據權利要求1所述的電動作業車動力系統，其特征在于，所述的驅動電機系統包括驅動電機、驅動電機控制器和變速器，所述的底盤高壓電切換裝置通過所述的驅動電機控制器與所迷的驅動電機相連接，且所述的驅動電機與所述的變速器同軸連接。
4、 根據權利要求3所述的電動作業車動力系統，其特征在于，所述的變速器為機械式變速器。
5、 根據權利要求3或4所述的電動作業車動力系統，其特征在于，所述的驅動電機為調速三相交流感應電 f幾。
6、 根據權利要求1所述的電動作業車動力系統，其特征在于，所述的作業動力電池系統包括作業動力電池和作業電池管理系統，所述的整車控制器依次通過所述的作業電池管理系統、作業動力電池與所述的作業系統高壓電切換裝置相連接。
7、 根據權利要求1所述的電動作業車動力系統，其特征在于，所述的作業電機系統包括作業電機、作業電機控制器，所述的作業系統高壓電切換裝置通過所述的作業電機控制器與所述的作業電機相連接。
8、 根據權利要求7所述的電動作業車動力系統，其特征在于，所述的作業電機系統中還包括作業電機水泵，所迷的作業電機與所述的作業電機水泵連接。
9、 根據權利要求7或8所迷的電動作業車動力系統，其特征在于，所述的作業電機為調 速三相交流感應電機。
10、 一種對權利要求1所述的電動作業車動力系統進行驅動控制的方法，其特征在于， 所述的方法包括以下步驟(I) 系統進行上電初始化操作；(2 )系統進行故障診斷處理操作； (3 )系統判斷是否存在故障；(4)如果是，則啟動車輛系統報警程序，提醒駕駛員進行檢修； (5 )如果否，則系統進行預充電及上電處理；(6)系統讀取電動作業車的油門踏板信號，并判斷油門踏板是否被踩下； (7 )如果是，則系統向驅動電機系統發送需求轉矩命令； (8 )如果否，則系統判斷目前是否有作業請求；(9) 如果是，則進行作業電機系統啟動處理；(10) 如果否，則進行作業電機系統停止處理；(II) 系統判斷所述的底盤動力電池系統和作業動力電池系統是否滿足強電切換條件； (12)如果否，則重復上述步驟(11 );(13 )如果是，則系統進行底盤動力電池系統與作業動力電池系統之間的供電切換及強 電上電操作處理。
11、 根據權利要求IO所述的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法，其特征在于， 所述的判斷所迷的底盤動力電池系統和作業動力電池系統是否滿足強電切換條件，包括以下 步驟(21)分別判斷底盤動力電池系統的荷電狀態和作業動力電池系統的荷電狀態是否大于 系統預^:的最小荷電狀態；(22 )如果底盤動力電池系統的荷電狀態和作業動力電池系統的荷電狀態均大于/小于所 述的最小荷電狀態，則返回不滿足強電切換條件的結果；(23 )如果底盤動力電池系統的荷電狀態/作業動力電池系統的荷電狀態大于所述的最小 荷電狀態，且作業動力電池系統的荷電狀態/底盤動力電池系統的荷電狀態小于所述的最小荷 電狀態，則返回滿足強電切換條件的結果。
12、 根據權利要求ll所述的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法，其特征在于，所述的驅動電機系統包括驅動電機、驅動電機控制器和變速器，所述的底盤高壓電切換裝置 通過所述的驅動電機控制器與所述的驅動電機相連接，且所述的驅動電機與所述的變速器同 軸連接；所述的作業電機系統包括作業電機、作業電機控制器，所述的作業系統高壓電切換 裝置通過所述的作業電機控制器與所述的作業電機相連接；所述的進行底盤動力電池系統與 作業動力電池系統之間的供電切換及強電上電操作處理，包括以下步驟(31)系統進行電源切換報警，提醒駕駛員進行強電切換；(32 )系統判斷電源切換命令按鈕是否被按下；(33)如果否，則返回上述步驟(31);(34 )如果是，則系統檢測到已停車且加速踏板未被踩下后停止驅動電機和作業電機運行；(3 5 )判斷是否底盤動力電池系統的荷電狀態大于所述的最小荷電狀態且作業動力電池 系統的荷電狀態小于所述的最小荷電狀態；(36 )如果是，則進行底盤動力電池系統對驅動電機系統和作業電機系統的切換供電及 強電上電操作處理；(37)如果否，則判斷是否作業動力電池系統的荷電狀態大于所迷的最小荷電狀態； (38 )如果是，則進行作業動力電池系統對驅動電機系統和作業電機系統的切換供電及 強電上電操作處理；(39 )如果否，則系統進行低電故障報警，并返回上述步驟(4 ); (310)系統進行強電切換成功指示，提醒駕駛員強電切換完成。
13、 根據權利要求12所述的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法，其特征在于， 所述的進行底盤動力電池系統對驅動電機系統和作業電機系統的切換供電及強電上電操作處 理，包4舌以下步驟(41 )系統通過整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置和底盤高壓電切換裝置； (42 )所述的整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置斷開與所述的作業動力電 池系統的連接，并接通與所述的底盤高壓電切換裝置的連接；(43 )所述的整車控制器控制所述的底盤高壓電切換裝置與所述的底盤動力電池系統的連接。
14、 根據權利要求12所述的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法，其特征在于， 所述的進行作業動力電池系統對驅動電機系統和作業電機系統的切換供電及強電上電操作處 理，包括以下步驟(SI )系統通過整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置和底盤高壓電切換裝置； (52 )所述的整車控制器控制所述的底盤系統高壓電切換裝置斷開與所述的底盤動力電池系統的連接，并接通與所述的作業系統高壓電切換裝置的連接；(53 )所述的整車控制器控制所述的作業系統高壓電切換裝置與所述的作業動力電池系統的連接。
15、 根據權利要求12所迷的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法，其特征在于， 所述的進行電源切換報警，具體為系統報警燈閃爍，同時系統發出警報聲。
16、 根據權利要求12所述的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法，其特征在于， 所述的進行強電切換成功指示，具體為系統點亮強電切換成功指示燈。
17、 根據權利要求10至16中任一項所迷的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法， 其特征在于，所述的系統進行上電初始化操作，包括以下步驟(61) 將整車鑰匙打到附件檔；(62) 系統對整車控制電路上電，并進入系統自檢程序。
18、 根據權利要求10至16中任一項所述的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法， 其特征在于，所述的系統進行故障診斷處理操作，具體為系統檢查整車控制器、驅動電機系統、作業電機系統、底盤動力電池系統、作業動力電 池系統。
19、 根據權利要求10至16中任一項所迷的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法， 其特征在于，所述的系統判斷目前是否有作業請求，包括以下步驟(71 )系統判斷控制作業電機系統的按鈕是否被按下；(72) 如果是，則返回有作業請求的結果；(73) 如果否，則返回無作業請求的結果。
20、 根據權利要求10至16中任一項所述的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法， 其特征在于，所述的作業電機系統包括作業電機、作業電機控制器，所述的作業系統高壓電 切換裝置通過所迷的作業電機控制器與所述的作業電機相連接，所述的作業電機系統中還包 括作業電機水泵，所述的作業電機與所述的作業電機水泵連接，所述的進行作業電機系統啟 動處理，包括以下步驟(81 )系統判斷電動作業車中的儲水槽傳感器是否報警；(82) 如果是，則返回上述步驟(4);(83) 如果否，則系統閉合所述的作業電機水泵中的繼電器；(83)系統向所述的作業電機控制器發出啟動指令，啟動所述的作業電機。
21、根據權利要求10至16中任一項所述的對電動作業車動力系統進行驅動控制的方法， 其特征在于，所述的作業電機系統包括作業電機、作業電機控制器，所述的作業系統高壓電 切換裝置通過所述的作業電機控制器與所述的作業電機相連接，所迷的作業電機系統中還包 括作業電機水泵，所迷的作業電機與所述的作業電機水泵連接，所述的進行作業電機系統停 止處理，包括以下步驟(91 )系統判斷作業電機運行狀態請求按鈕是否被按下；(92) 如果被按下，則判斷電動作業車中的儲水槽傳感器是否報警；如果報警，則返回 上述步驟(4);如果未報警，則系統向所述的作業電機控制器發出停止命令，停止所述的作 業電機；(93) 如果未被按下，則系統向所述的作業電機控制器發出停止命令，停止所述的作業電機；(94 )系統斷開所述的作業電初j水泵中的繼電器。
全文摘要
本發明涉及一種電動作業車動力系統及其驅動控制方法，主要采用了兩路供電電路系統，一個支路為驅動動力系統，另一支路為作業動力系統，而且驅動動力系統和作業動力系統均可采用磷酸鐵鋰動力電池和變頻調速電機，還實現了任意一個電池包都可為兩個電機驅動系統同時供電，同時其中還涉及了主要基于驅動請求和電池SOC的對該動力系統進行驅動控制的方法。采用了該種電動作業車動力系統及其驅動控制方法，提高了電動作業車輛驅動動力系統的通用性，降低了生產成本，充分利用了兩只電池包的供電系統特點，在一只電池包出現故障時車輛仍然能夠行駛或作業，提高了系統的可靠性，不僅結構簡單實用，而且使用快捷方便，工作性能穩定可靠，適用范圍較為廣泛。
文檔編號B60L11/18GK101670789SQ20091019701
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月12日 優先權日2009年10月12日
發明者寧興江, 曾慶文, 熊偉威 申請人:上海中科深江電動車輛有限公司