一種工程車的電儲能系統及其控制方法
【專利摘要】本發明提供一種工程車的電儲能系統，其包括：發電機，其與變速箱的一個動力輸出口連接，且在變速箱帶動下轉動；與發電機電連接的發電機控制器，用于接收整車控制器的命令來控制發電機工作；整車控制器，其與發電機控制器電連接，整車控制器用于判定工程車是否滿足發電條件，當滿足時向發電機控制器發送命令進而控制發電機發電；本發明還提供一種工程車的電儲能系統的控制方法，本發明大幅度提高了發動機的輸出效率，可在發動機怠速、制動過程中,將能量充分地給電池組充電，從而為車輛上的一些電機驅動單元儲備能量，同時減少了電池的外充電次數，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行時間。
【專利說明】
一種工程車的電儲能系統及其控制方法
技術領域
[0001]本發明屬于工程車領域。更具體地說，本發明涉及一種工程車的電儲能系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002]國內目前的工程車，多以機械傳動為主，其動力構件主要有柴油發動機、變速箱等。該車的運輸特點為大噸位、短距離、周期性運輸;運輸環境多以露天礦為主，因露天礦開采階段不同，運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)車輛等待裝卸料發動機怠速時，發動機輸出油耗率(單位做功消耗的油量，g/kwh)較高，即發動機工作在高油耗區；2)重載爬坡一空載下坡工況，發動機倒拖狀態占整個運輸循環周期(裝卸料時間除外)的時間比約14%;空載爬坡一重載下坡工況，發動機倒拖狀態占整個運輸循環周期(裝卸料時間除外)的時間比約30%。致使發動機能量有效利用范圍較窄，發動機在怠速、倒拖等狀態下，能量得不到充分利用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服車輛在等待裝卸料過程中發動機怠速時，發動機輸出油耗率較尚；和對發動機在倒拖狀態下，輸出能量未被充分利用等問題。
[0005]本發明提供一種工程車的電儲能系統，其包括:
[0006]發電機，其與變速箱的一個動力輸出口連接，且在所述變速箱帶動下轉動；
[0007]與所述發電機電連接的發電機控制器，用于接收整車控制器的命令來控制發電機工作；
[0008]整車控制器，其與所述發電機控制器電連接，所述整車控制器用于判定工程車是否滿足發電條件，當滿足時向所述發電機控制器發送命令進而控制發電機發電。
[0009]優選的是，所述的工程車的電儲能系統中，所述發電機與電池組電連接并為電池組充電，電池組對發電機所發的電能進行存儲，為其它系統提供能量。
[0010]優選的是，所述的工程車的電儲能系統中，所述發電機和所述變速箱通過一齒輪式動力輸出裝置連接。
[0011]優選的是，所述的工程車的電儲能系統中，所述發電機控制器包括逆變器、主控制芯片和采集電路，發電機控制器能夠對發電機的輸出轉速和扭矩進行實時控制。
[0012]優選的是，所述的工程車的電儲能系統中，所述發電條件為:
[0013]發動機的轉速處于預設的發電機轉速區間內，此時為怠速狀態；
[0014]或者制動踏板的踩踏深度信號所轉換成的電壓信號為0-5V，此時為反拖狀態。
[0015]優選的是，所述的工程車的電儲能系統，還包括與所述整車控制器電連接的充放電管理系統，其用于檢測所述電池組的充放電狀態、電量和溫度，所述充放電管理系統對電池的電量SOC做均衡管理，對電池電量進行實時監控。
[0016]本發明還提供一種采用所述的工程車的電儲能系統的控制方法，其包括以下步驟:
[0017]整車控制器接收發動機的轉速信號，當轉速處于預設的發電機轉速區間內時，向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電；
[0018]或者整車控制器接收制動踏板的踩踏深度所轉換成的電壓信號，當該電壓信號為0-5V時，向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電。
[0019]優選的是，所述的工程車的電儲能系統的控制方法，還包括:
[0020]充放電管理系統檢測電池組的充放電狀態，當處于充電狀態時，整車控制器不向發電機控制器發送開始發電命令；當處于放電狀態時，整車控制器向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電并為電池組充電；
[0021]充放電管理系統檢測電池組的電量，當電量多95%時，整車控制器不向發電機控制器發送開始發電命令，當電量<40%時，整車控制器向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電并為電池組充電。
[0022]本發明的電儲能系統，大幅度提高了發動機的輸出效率，可在發動機怠速、制動過程中，將能量充分地給電池組充電，從而為車輛上的一些電機驅動單元儲備能量，同時減少了電池的外充電次數，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行時間。
[0023]本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明提供的工程車的電儲能系統的結構框圖。
[0025]圖2為本發明提供的工程車的電儲能系統的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0027]應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0028]如圖1所示，本發明提供一種工程車的電儲能系統，其包括:
[0029]發電機2，其與變速箱的一個動力輸出接口連接，且在變速箱帶動下轉動；
[0030]與所述發電機2電連接的發電機控制器6，用于接收整車控制器5的命令來控制發電機2工作，即空轉或者發電；
[0031]整車控制器5，其與所述發電機控制器6電連接，所述整車控制器5用于判定工程車是否滿足發電條件，當滿足時向所述發電機控制器6發送命令進而控制發電機2發電。
[0032]所述的工程車的電儲能系統中，所述發電機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能系統中，所述發電機2和所述變速箱通過一齒輪式動力輸出裝置PTO連接。
[0034]所述的工程車的電儲能系統中，所述發電機控制器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能系統中，所述發電條件為:
[0036]發動機的轉速處于預設的發電機轉速區間內；
[0037]或者制動踏板的踩踏深度信號所轉換成的電壓信號為0-5V。
[0038]所述的工程車的電儲能系統，還包括與所述整車控制器5電連接的充放電管理系統4，其用于檢測所述電池組3的充放電狀態、電量和溫度。
[0039]在變速箱的端面開口處，變速箱與齒輪式動力輸出裝置(簡稱ΡΤ0)連接，該齒輪式動力輸出裝置另一端與發電機2連接，驅使發電機2發電。整車控制器5與發電機控制器6之間通過纜線bl電連接，發電機控制器6與發電機2之間通過動力線纜n2連接。整車控制器5與充放電管理系統4之間通過纜線b2電連接，充放電管理系統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與發電機2連接。
[0040]發電機2發出的電實時充給電池組3，電池組3的功能是對發電機所發的電能進行存儲，為其它系統提供能量。
[0041]充放電管理系統4，主要對電池組3進行充放電狀態檢測、電池系統溫度檢測，均衡管理電池組3的電量SOC。
[0042]整車控制器5對發動機I怠速、反拖狀態進行檢測，實時保持與發電機控制器6和充放電管理系統4通訊，向發電機控制器5發送命令，使發電機2進入工作模式;實時讀取充放電管理系統4發送的電池檢測信息。
[0043]如圖2所示，本發明還提供一種采用所述的工程車的電儲能系統的控制方法，其包括以下步驟:
[0044]整車控制器接收發動機的轉速信號，當轉速處于預設的發電機轉速區間內時，向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電;反之則繼續檢測；
[0045]或者整車控制器接收制動踏板的踩踏深度信號所轉換成的電壓信號，當電壓信號為0-5V時，向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電，反之則繼續檢測。
[0046]所述的工程車的電儲能系統的控制方法，還包括:
[0047]充放電管理系統檢測電池組的充放電狀態，當處于充電狀態時，整車控制器不向發電機控制器發送開始發電命令；當處于放電狀態時，整車控制器向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電并為電池組充電；
[0048]充放電管理系統檢測電池組的電量，當電量多95%時，整車控制器不向發電機控制器發送開始發電命令，當電量<40%時，整車控制器向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電并為電池組充電。
[0049]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種工程車的電儲能系統，其特征在于，包括: 發電機，其與變速箱的一個動力輸出接口連接，且在所述變速箱帶動下轉動； 與所述發電機電連接的發電機控制器，用于接收整車控制器的命令來控制發電機工作； 整車控制器，其與所述發電機控制器電連接，所述整車控制器用于判定工程車是否滿足發電條件，當滿足時向所述發電機控制器發送命令進而控制發電機發電。2.如權利要求1所述的工程車的電儲能系統，其特征在于，所述發電機與電池組電連接并為電池組充電。3.如權利要求2所述的工程車的電儲能系統，其特征在于，所述發電機和所述變速箱通過一齒輪式動力輸出裝置連接。4.如權利要求3所述的工程車的電儲能系統，其特征在于，所述發電機控制器包括逆變器、主控制芯片和米集電路。5.如權利要求4所述的工程車的電儲能系統，其特征在于，所述發電條件為: 發動機的轉速處于預設的發電機轉速區間內； 或者制動踏板的踩踏深度信號所轉換成的電壓信號為0-5V。6.如權利要求5所述的工程車的電儲能系統，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，其用于檢測所述電池組的充放電狀態、電量和溫度。7.—種采用如權利要求1到6任一項所述的工程車的電儲能系統的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 整車控制器接收發動機的轉速信號，當轉速處于預設的發電機轉速區間內時，向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電； 或者整車控制器接收制動踏板踩踏深度信號所轉換成的電壓信號，當該電壓信號為O-5V時，向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電。8.如權利要求7所述的工程車的電儲能系統的控制方法，其特征在于，還包括: 充放電管理系統檢測電池組的充放電狀態，當處于充電狀態時，整車控制器不向發電機控制器發送開始發電命令；當處于放電狀態時，整車控制器向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電并為電池組充電； 充放電管理系統檢測電池組的電量，當電量多95%時，整車控制器不向發電機控制器發送開始發電命令，當電量<40%時，整車控制器向發電機控制器發送開始發電命令，發電機開始發電并為電池組充電。
【文檔編號】B60R16/03GK105946569SQ201610297977
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】龐亞娜, 牟均發, 陳朝華, 仝勛, 任宏亮
【申請人】陜西同力重工股份有限公司