CN112092598A - 一种可快换动力电池包的电动工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可快换动力电池包的电动工程机械,包括车架和可拆卸地安装在所述车架上的快换电池包,所述快换电池包固定安装在快换电池包支架上,并通过所述快换电池包支架固定安装在所述车架上,将所述快换电池包固定安装在所述快换电池包支架上后,设置在所述快换电池包上的快换接口与设置在所述快换电池包支架上的快换接口电连接,设置在所述快换电池包支架上的快换接口与电动工程机械的车辆控制系统电连接。本发明通过在电动工程机械上设置动力电池包快换机构,在电动工程机械亏电时可通过快速更换动力电池包增加电动工程机械的续航时间,而且快换电池包不受充电时间限制,解决了现有的电动工程机械存在的充电时间过长的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电动工程机械制造技术领域,具体涉及一种可快换动力电池包的电动工程机械。
背景技术
为响应全球节能减排号召,近些年,一些燃油机械设备逐渐被电动机械设备取代。但电动机械设备目前普遍存在的电池续航能力不高、充电速度较慢的问题制约了电动机械设备的广泛应用。目前解决电池续航不佳以及充电速度较慢的问题主要有以下两种方式:
一种是采用混动方式。当电池电量耗尽时再用发电机组将柴油化学能转换为电能,以增加续航时间。但这种方式还是采用了柴油燃烧提供动力的形式,无法做到真正意义上的无污染、零排放。
第二种是增加电池容量,并采用大功率双枪充电桩。该种方式虽然增加了续航时间,缩短了充电时间,但增加了大容量电池的购买成本,而且由于电动工程机械比如吊车内部能够容纳电池的空间有限,无法做到无限制的增加电池组。另外,大功率双枪充电桩在快充状态下,对电池和充电枪本身的损耗较大,会影响电池和充电枪的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可快换动力电池包的电动工程机械,以解决上述技术问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
提供一种可快换动力电池包的电动工程机械,包括车架和可拆卸地安装在所述车架上的快换电池包,所述快换电池包固定安装在快换电池包支架上,并通过所述快换电池包支架固定安装在所述车架上。
作为本发明的一种优选方案,所述快换电池包支架上设置有用于对所述快换电池包进行安装定位的定位机构、用于将所述快换电池包锁紧在所述快换电池包支架上的锁紧机构以及用于将所述快换电池包与所述电动工程机械的车辆控制系统电连接的快换接口。
作为本发明的一种优选方案,所述快换电池包包括支撑架和固定安装在所述支撑架上的电池组、电源管理模块、电池热管理机组、快换接口和充电接口,所述电源管理模块、所述电池热管理机组、所述快换接口和所述充电接口与所述电池组电连接;
将所述快换电池包固定安装在所述快换电池包支架上后,设置在所述支撑架上的所述快换接口与设置在所述快换电池包支架上的所述快换接口电连接。
作为本发明的一种优选方案,所述车架上还设置有固定支架,一固定电池组固定设置在所述固定支架上。
作为本发明的一种优选方案,所述固定电池组电连接电源管理模块和所述电池热管理机组。
作为本发明的一种优选方案,所述固定电池组电连接一专用电源管理模块,并电连接一专用电池热管理机组。
作为本发明的一种优选方案,所述电源管理模块包括支路切换模块,所述支路切换模块用于对所述快换电池包和所述固定电池组的充放电进行切换控制。
作为本发明的一种优选方案,所述支路切换模块为自动支路切换模块或手动支路切换模块。
作为本发明的一种优选方案,所述支撑架上设置有供叉车叉装所述快换电池包的叉装孔。
作为本发明的一种优选方案,所述叉装孔的数量为两个,两个所述叉装孔左右对称设置在所述支撑架的底部位置处。
作为本发明的一种优选方案,所述的电动工程机械为电动正面吊、电动堆高机、电动叉车中的任意一种。
本发明通过在电动工程机械上设置动力电池包快换机构,在电动工程机械亏电时可通过快速更换动力电池包增加电动工程机械的续航时间,而且快换电池包不受充电时间限制,通过直接为电动工程机械更换电池包的方式解决了大容量固定电池组购买成本较高、充电时间过长的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是所述快换电池包和所述固定电池组安装在所述车架上的示意图;
图2是所述车架未安装所述快换电池包和所述固定电池组的示意图;
图3是所述快换电池包的立体结构示意图;
图4是所述快换电池包的主视图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系,该术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1示出了快换电池包和固定电池组安装在电动工程机械车架上的示意图。图2示出了电动工程机械车架上未安装快换电池包和固定电池组的示意图。请参照图1和图2,本发明一实施例提供的可快换动力电池包的电动工程机械,包括车架1和可拆卸地安装在车架1上的快换电池包22,快换电池包22固定安装在快换电池包支架12上,并通过快换电池包支架12固定安装在车架1上,
快换电池包支架12上设置有用于对快换电池包22进行安装定位的定位机构121、用于将快换电池包22锁紧在快换电池包支架12上的锁紧机构122以及用于将快换电池包22与电动工程机械的车辆控制系统电连接的快换接口123;
如图3和图4所示,快换电池包22则包括支撑架221和固定安装在支撑架221上的电池组222、电源管理模块223、电池热管理机组224、快换接口225和充电接口226,电源管理模块223、电池热管理机组224、快换接口225和充电接口226与电池组222电连接;
快换电池包22固定安装在快换电池包支架12上后,设置在支撑架221上的快换接口225与设置在快换电池包支架12上的快换接口123电连接。
以下对快换电池包22的更换过程进行简要阐述:
当电动工程机械的电池电量即将耗尽时,可将已经充好电的快换电池包22用叉车运到电动工程机械旁。然后人为松开快换电池包支架12上的锁紧机构122后,用叉车或者其他起吊设备将快换电池包22从快换电池包支架12上取下。在取下快换电池包22过程中,设置在快换电池包22上的快换接口225与设置在快换电池包支架12上的快换接口123分离断开连接。
最后用叉车或其他起吊设备将已经准备好的充满电的快换电池包22安装在快换电池包支架12上。在快换电池包22安装过程中,快换电池包22在定位机构121的定位作用下,快换电池包22上的快换接口225与设置在快换电池包支架12上的快换接口123相互电连接。同时,电源管理模块223中的支路切换模块2231将电源线路切换到新更换的电池组222上并屏蔽固定电池组21,即在电动工程机械接下来的工作过程中,只有新更换的电池组222为电动工程机械提供工作电源。固定电池组21不再参与放电。
电池更换人员最后锁上锁紧机构122,将快换电池包22锁紧在快换电池包支架12上,防止快换电池包22在电动工程机械工作过程中晃动。
以下对电动工程机械的充电过程进行简要阐述:
换下的耗尽电量的快换电池包22可通过充电接口226外接供电电源进行充电。
当电动工程机械工作完成,需要同时对安装在车架上的快换电池包22中的电池组222和固定电池组21进行充电时,将充电枪插入充电接口226。电源管理模块223中的支路切换模块2231检测电源支路的电压、电流、电量,并在支路切换模块2231的作用下,电源管理模块223优先给电量低的电源支路(比如固定电池组21)充电。
当支路切换模块2231检测到各个电源支路的电压、电流、电量相同时,支路切换模块2231将充电线路切换到所有电源支路上,所有电源支路一起充电。
当固定电池组21与快换电池包22中的电池组222都充满电后,电源管理模块223自动切断充电线路,完成充电。
当电动工程机械开始工作需要放电时,支路切换模块2231自动检测各个电源支路的电压、电流和电量,优先切换到存储电量最大的电源支路,由该电源支路先放电。当各个电源支路的电压、电流和电量达到平衡状态时,支路切换模块2231切换到所有电源支路,由所有电源支路一起放电。
上述技术方案中,支路切换模块2231切换电源支路的策略具体为,放电时优先切换到电量最多的电源支路,待各个电源支路电压、电流、电量达到平衡状态时切换到所有支路一起放电;充电时优先切换到电量最低的电源支路,待各个电源支路电压、电流、电量达到平衡状态时切换到所有支路一起充电;也可以是放电时先切换一电源支路,待该电源支路电量耗尽时再切换到另一电源支路,充电时先切换一电源支路,待该电源支路电量充满后再切换到另一电源支路。
上述技术方案中,快换电池包22中的电池组222和固定电池组21可共用一个电源管理模块,也可以分别单独使用一个电源管理模块,由各自的电源管理模块对电池充放电过程进行控制。
上述的支路切换模块223可以是自动支路切换模块,也可以是手动支路切换模块。自动支路切换模块自动切换充放电电源支路。手动支路切换模块需要人为切换充放电电源支路。
本发明的另外一种技术方案是,电池组全部为快换电池组222,快换电池组222组成的快换电池包22可以是一个,也可以是多个,电源管理模块223中也可以不具有支路切换模块2231,各快换电池包22一起放电,一起充电,一起快换,使用便捷。
为了便于叉车对快换电池包22的取放操作,如图4所示,支撑架221上还设置有供叉车叉装快换电池包22的叉装孔227。叉装孔227的数量优选为两个,左右对称设置在支撑架221的底部位置处。
另外需要说明的是,上述的电池热管理机组224是一种通过冷媒介质,由压缩机将冷媒从气态压缩成高温高压液态,经过冷风机变为低温液态,低温液态的冷媒吸收循环水热量使水降温而冷媒吸热后成气态的装置。简而言之,电池热管理机组224可调节电池温度,保障电池始终处于最佳工作温度范围内。循环水由补水箱提供,如图3所示,补水箱2341固定设置在支撑架221上。
综上,本发明通过在电动工程机械上设置动力电池包快换机构,在电动工程机械亏电时可通过快速更换动力电池包增加电动工程机械的续航时间,而且快换电池包不受充电时间限制,通过直接为电动工程机械更换电池包的方式解决了大容量固定电池组购买成本较高、充电时间过长的技术问题。
需要声明的是,上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白,还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是,这些变换只要未背离本发明的精神,都应在本发明的保护范围之内。另外,本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制,仅仅是为了便于描述。
Claims (12)
1.一种可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,包括车架(1)和可拆卸地安装在所述车架(1)上的快换电池包(22),所述快换电池包(22)固定安装在快换电池包支架(12)上,并通过所述快换电池包支架(12)固定安装在所述车架(1)上。
2.如权利要求1所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述快换电池包支架(12)上设置有用于对所述快换电池包(22)进行安装定位的定位机构(121)、用于将所述快换电池包(22)锁紧在所述快换电池包支架(12)上的锁紧机构(122)以及用于将所述快换电池包(22)与所述电动工程机械的车辆控制系统电连接的快换接口(123)。
3.如权利要求1所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述快换电池包(22)包括支撑架(221)和固定安装在所述支撑架(221)上的电池组(222)、电源管理模块(223)、电池热管理机组(224)、快换接口(225)和充电接口(226),所述电源管理模块(223)、所述电池热管理机组(224)、所述快换接口(225)和所述充电接口(226)与所述电池组(222)电连接;
将所述快换电池包(22)固定安装在所述快换电池包支架(12)上后,设置在所述支撑架(221)上的所述快换接口(225)与设置在所述快换电池包支架(12)上的所述快换接口(123)电连接。
4.如权利要求1所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述快换电池包(22)的数量为一个或多个。
5.根据权利要求1所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述车架(1)上还设置有固定支架(11),一固定电池组(21)固定设置在所述固定支架(11)上。
6.根据权利要求4所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述固定电池组(21)电连接电源管理模块(223)和所述电池热管理机组(224)。
7.根据权利要求4所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述固定电池组(21)电连接一专用电源管理模块,并电连接一专用电池热管理机组。
8.根据权利要求5所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述电源管理模块(223)包括支路切换模块(2231),所述支路切换模块(2231)用于对所述快换电池包(22)和所述固定电池组(21)的充放电进行切换控制。
9.根据权利要求7所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述支路切换模块(2231)为自动支路切换模块或手动支路切换模块。
10.根据权利要求1所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述支撑架(221)上设置有供叉车叉装所述快换电池包(22)的叉装孔(227)。
11.根据权利要求9所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述叉装孔(227)的数量为两个,两个所述叉装孔(227)左右对称设置在所述支撑架的底部位置处。
12.根据权利要求1所述的可快换动力电池包的电动工程机械,其特征在于,所述的电动工程机械为电动正面吊、电动堆高机、电动叉车中的任意一种。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201218 |
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