CN105946569B - 一种工程车的电储能系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种工程车的电储能系统，其包括：发电机，其与变速箱的一个动力输出口连接，且在变速箱带动下转动；与发电机电连接的发电机控制器，用于接收整车控制器的命令来控制发电机工作；整车控制器，其与发电机控制器电连接，整车控制器用于判定工程车是否满足发电条件，当满足时向发电机控制器发送命令进而控制发电机发电；本发明还提供一种工程车的电储能系统的控制方法，本发明大幅度提高了发动机的输出效率，可在发动机怠速、制动过程中,将能量充分地给电池组充电，从而为车辆上的一些电机驱动单元储备能量，同时减少了电池的外充电次数，减小了车辆因给电池组充电引起的出勤率降低的概率，间接地提高了车辆运行时间。
Description
技术领域
本发明属于工程车领域。更具体地说，本发明涉及一种工程车的电储能系统及其控制方法。
背景技术
国内目前的工程车，多以机械传动为主，其动力构件主要有柴油发动机、变速箱等。该车的运输特点为大吨位、短距离、周期性运输；运输环境多以露天矿为主，因露天矿开采阶段不同，运输工况以重载上坡—空载下坡或空载上坡—重载下坡为主。
1)车辆等待装卸料发动机怠速时，发动机输出油耗率(单位做功消耗的油量，g/kwh)较高，即发动机工作在高油耗区；2)重载爬坡—空载下坡工况，发动机倒拖状态占整个运输循环周期(装卸料时间除外)的时间比约14％；空载爬坡—重载下坡工况，发动机倒拖状态占整个运输循环周期(装卸料时间除外)的时间比约30％。致使发动机能量有效利用范围较窄，发动机在怠速、倒拖等状态下,能量得不到充分利用。
发明内容
本发明的目的在于克服车辆在等待装卸料过程中发动机怠速时，发动机输出油耗率较高；和对发动机在倒拖状态下，输出能量未被充分利用等问题。
本发明提供一种工程车的电储能系统，其包括：
发电机，其与变速箱的一个动力输出口连接，且在所述变速箱带动下转动；
与所述发电机电连接的发电机控制器，用于接收整车控制器的命令来控制发电机工作；
整车控制器，其与所述发电机控制器电连接，所述整车控制器用于判定工程车是否满足发电条件，当满足时向所述发电机控制器发送命令进而控制发电机发电。
优选的是，所述的工程车的电储能系统中，所述发电机与电池组电连接并为电池组充电，电池组对发电机所发的电能进行存储，为其它系统提供能量。
优选的是，所述的工程车的电储能系统中，所述发电机和所述变速箱通过一齿轮式动力输出装置连接。
优选的是，所述的工程车的电储能系统中，所述发电机控制器包括逆变器、主控制芯片和采集电路，发电机控制器能够对发电机的输出转速和扭矩进行实时控制。
优选的是，所述的工程车的电储能系统中，所述发电条件为：
发动机的转速处于预设的发电机转速区间内，此时为怠速状态；
或者制动踏板的踩踏深度信号所转换成的电压信号为0-5V，此时为反拖状态。
优选的是，所述的工程车的电储能系统，还包括与所述整车控制器电连接的充放电管理系统，其用于检测所述电池组的充放电状态、电量和温度，所述充放电管理系统对电池的电量SOC做均衡管理，对电池电量进行实时监控。
本发明还提供一种采用所述的工程车的电储能系统的控制方法，其包括以下步骤：
整车控制器接收发动机的转速信号，当转速处于预设的发电机转速区间内时，向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电；
或者整车控制器接收制动踏板的踩踏深度所转换成的电压信号，当该电压信号为0-5V时，向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电。
优选的是，所述的工程车的电储能系统的控制方法，还包括：
充放电管理系统检测电池组的充放电状态，当处于充电状态时，整车控制器不向发电机控制器发送开始发电命令；当处于放电状态时，整车控制器向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电并为电池组充电；
充放电管理系统检测电池组的电量，当电量≥95％时，整车控制器不向发电机控制器发送开始发电命令，当电量≤40％时，整车控制器向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电并为电池组充电。
本发明的电储能系统，大幅度提高了发动机的输出效率，可在发动机怠速、制动过程中,将能量充分地给电池组充电，从而为车辆上的一些电机驱动单元储备能量，同时减少了电池的外充电次数，减小了车辆因给电池组充电引起的出勤率降低的概率，间接地提高了车辆运行时间。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明提供的工程车的电储能系统的结构框图。
图2为本发明提供的工程车的电储能系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供一种工程车的电储能系统，其包括：
发电机2，其与变速箱的一个动力输出接口连接，且在变速箱带动下转动；
与所述发电机2电连接的发电机控制器6，用于接收整车控制器5的命令来控制发电机2工作，即空转或者发电；
整车控制器5，其与所述发电机控制器6电连接，所述整车控制器5用于判定工程车是否满足发电条件，当满足时向所述发电机控制器6发送命令进而控制发电机2发电。
所述的工程车的电储能系统中，所述发电机2与电池组3电连接并为电池组3充电。
所述的工程车的电储能系统中，所述发电机2和所述变速箱通过一齿轮式动力输出装置PTO连接。
所述的工程车的电储能系统中，所述发电机控制器6包括逆变器、主控制芯片和采集电路。
所述的工程车的电储能系统中，所述发电条件为：
发动机的转速处于预设的发电机转速区间内；
或者制动踏板的踩踏深度信号所转换成的电压信号为0-5V。
所述的工程车的电储能系统，还包括与所述整车控制器5电连接的充放电管理系统4，其用于检测所述电池组3的充放电状态、电量和温度。
在变速箱的端面开口处，变速箱与齿轮式动力输出装置(简称PTO)连接，该齿轮式动力输出装置另一端与发电机2连接，驱使发电机2发电。整车控制器5与发电机控制器6之间通过缆线b1电连接，发电机控制器6与发电机2之间通过动力线缆n2连接。整车控制器5与充放电管理系统4之间通过缆线b2电连接，充放电管理系统4与电池组3之间通过缆线n1电连接，电池组3通过缆线a与发电机2连接。
发电机2发出的电实时充给电池组3，电池组3的功能是对发电机所发的电能进行存储，为其它系统提供能量。
充放电管理系统4，主要对电池组3进行充放电状态检测、电池系统温度检测，均衡管理电池组3的电量SOC。
整车控制器5对发动机1怠速、反拖状态进行检测，实时保持与发电机控制器6和充放电管理系统4通讯，向发电机控制器5发送命令，使发电机2进入工作模式；实时读取充放电管理系统4发送的电池检测信息。
如图2所示，本发明还提供一种采用所述的工程车的电储能系统的控制方法，其包括以下步骤：
整车控制器接收发动机的转速信号，当转速处于预设的发电机转速区间内时，向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电；反之则继续检测；
或者整车控制器接收制动踏板的踩踏深度信号所转换成的电压信号，当电压信号为0-5V时，向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电，反之则继续检测。
所述的工程车的电储能系统的控制方法，还包括：
充放电管理系统检测电池组的充放电状态，当处于充电状态时，整车控制器不向发电机控制器发送开始发电命令；当处于放电状态时，整车控制器向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电并为电池组充电；
充放电管理系统检测电池组的电量，当电量≥95％时，整车控制器不向发电机控制器发送开始发电命令，当电量≤40％时，整车控制器向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电并为电池组充电。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (2)
1.一种工程车的电储能系统，其特征在于，包括：
发电机，其与变速箱的一个动力输出接口连接，且所述发电机和所述变速箱通过一齿轮式动力输出装置连接并在所述变速箱带动下转动；所述发电机与电池组电连接并为电池组充电，
与所述发电机电连接的发电机控制器，用于接收整车控制器的命令来控制发电机工作；所述发电机控制器包括逆变器、主控制芯片和采集电路；
整车控制器，其与所述发电机控制器电连接，所述整车控制器用于判定工程车是否满足发电条件，当满足时向所述发电机控制器发送命令进而控制发电机发电；
与所述整车控制器电连接的充放电管理系统，其用于检测所述电池组的充放电状态、电量和温度；
其中，
所述发电条件为：
发动机的转速处于预设的发电机转速区间内；
或者制动踏板的踩踏深度信号所转换成的电压信号为0-5V。
2.一种采用如权利要求1所述的工程车的电储能系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
整车控制器接收发动机的转速信号，当转速处于预设的发电机转速区间内时，向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电；
或者整车控制器接收制动踏板踩踏深度信号所转换成的电压信号，当该电压信号为0-5V时，向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电；
充放电管理系统检测电池组的充放电状态，当处于充电状态时，整车控制器不向发电机控制器发送开始发电命令；当处于放电状态时，整车控制器向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电并为电池组充电；
充放电管理系统检测电池组的电量，当电量≥95％时，整车控制器不向发电机控制器发送开始发电命令，当电量≤40％时，整车控制器向发电机控制器发送开始发电命令，发电机开始发电并为电池组充电。
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