CN113459895B - 作业机械的能量控制方法、装置、作业机械和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种作业机械的能量控制方法、装置、作业机械和电子设备，该作业机械包括：电池系统、车载充电系统和上装作业系统，方法包括：获取电池系统的荷电状态；基于荷电状态、电池系统的限制功率和车载充电系统的功率，确定上装作业系统的限制功率；基于荷电状态、作业机械的电机需求功率、电池系统的限制功率和车载充电系统的功率，确定上装作业系统的供电模式，其中，作业机械的电机需求功率小于上装作业系统的限制功率。本发明的方法，通过荷电状态及电池系统的限制功率等数值，以确定上装作业系统的限制功率和供电模式，有利于提高上装作业系统的限制功率，提高作业机械的工作效率，并延长电池系统的使用寿命，降低成本。

Description

作业机械的能量控制方法、装置、作业机械和电子设备
技术领域
本发明涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种作业机械的能量控制方法、装置、作业机械和电子设备。
背景技术
随着作业机械朝着电动化发现发展，在使用动力电池来驱动作业机械的上装作业系统和下装作业系统时，往往需要选择大功率的电池系统，具有较高的成本和布置难度。
发明内容
本发明提供一种作业机械的能量控制方法、装置、作业机械和电子设备，用以解决现有技术中电池系统电量需求大的缺陷，实现电池系统电量需求低且作业机械作业功率高的作业状态。
本发明提供一种作业机械的能量控制方法，所述作业机械包括电池系统、车载充电系统和上装作业系统，所述方法包括：
获取所述电池系统的荷电状态；
基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率；
基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，其中，所述作业机械的电机需求功率小于所述上装作业系统的限制功率。
根据本发明提供的一种作业机械的能量控制方法，所述基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率，包括：
基于所述荷电状态，确定所述电池系统为中电量模式或高电量模式；
在所述电池系统为中电量模式或高电量模式的情况下，确定所述上装作业系统的限制功率为所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率之和。
根据本发明提供的一种作业机械的能量控制方法，所述基于所述荷电状态，确定所述电池系统为中电量模式或高电量模式，包括：
在所述荷电状态升高至第一阈值的情况下，确定所述电池系统为高电量模式；
或者，在所述荷电状态降低至第二阈值或在所述荷电状态升高至第三阈值的情况下，确定所述电池系统为中电量模式；
其中，所述第一阈值高于所述第二阈值，所述第二阈值高于所述第三阈值。
根据本发明提供的一种作业机械的能量控制方法，所述基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率，包括：
在所述荷电状态降低至第四阈值的情况下，确定所述电池系统为低电量模式；
在所述电池系统为低电量模式的情况下，确定所述上装作业系统的限制功率为所述车载充电系统的功率，第三阈值高于所述第四阈值
根据本发明提供的一种作业机械的能量控制方法，所述基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，包括：
在所述荷电状态升高至第一阈值且所述作业机械的电机需求功率低于所述电池系统的限制功率的情况下，控制所述电池系统给所述上装作业系统供电；
或者，在所述荷电状态升高至第一阈值且所述作业机械的电机需求功率不低于所述电池系统的限制功率的情况下，控制所述电池系统和所述车载充电系统均给所述上装作业系统供电。
根据本发明提供的一种作业机械的能量控制方法，所述基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，还包括：
在所述荷电状态降低至第二阈值或在所述荷电状态升高至第三阈值，且所述作业机械的电机需求功率高于所述车载充电系统的功率的情况下，控制所述电池系统和所述车载充电系统均给所述上装作业系统供电；
或者，在所述荷电状态降低至所述第二阈值或在所述荷电状态升高至所述第三阈值，且所述作业机械的电机需求功率不高于所述车载充电系统的功率的情况下，控制所述车载充电系统给所述上装作业系统供电并给所述电池系统充电。
根据本发明提供的一种作业机械的能量控制方法，所述基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，还包括：
在所述荷电状态降低至第四阈值的情况下，控制所述车载充电系统给所述上装作业系统供电并给所述电池系统充电。
根据本发明提供的一种作业机械的能量控制方法，在所述获取所述电池系统的荷电状态之前，所述方法还包括：
获取所述作业机械的初始荷电状态；
在所述初始荷电状态高于第五阈值的情况下，确定所述电池系统为高电量模式；
在所述初始荷电状态低于第五阈值的情况下，确定所述电池系统为中电量模式；
在所述初始荷电状态等于第五阈值的情况下，确定所述电池系统为高电量模式或中电量模式。
本发明还提供一种作业机械的能量控制装置，所述作业机械包括电池系统、车载充电系统和上装作业系统，所述装置包括：
接收模块，用于获取所述电池系统的荷电状态；
第一处理模块，用于基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率；
第二处理模块，用于基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，其中，所述作业机械的电机需求功率小于所述上装作业系统的限制功率。
本发明还提供一种作业机械，包括：
电池系统；
车载充电系统，所述车载充电系统与所述电池系统电连接；
上装作业系统，所述上装作业系统分别与所述车载充电系统和所述电池系统电连接；
如上所述的作业机械的能量控制装置，分别与所述电池系统、所述车载充电系统和所述上装作业系统电连接。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述作业机械的能量控制方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述作业机械的能量控制方法的步骤。
本发明提供的作业机械的能量控制方法、装置、作业机械和电子设备，基于荷电状态、作业机械的电机需求功率、电池系统的限制功率和车载充电系统的功率来确定上装作业系统的限制功率和供电模式，有利于提高上装作业系统的限制功率，提高作业机械的工作效率，并延长电池系统的使用寿命，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的作业机械的能量控制方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的作业机械的系统结构示意图之一；
图3是本发明提供的作业机械的能量控制方法的流程示意图之二；
图4是本发明提供的作业机械的能量控制方法的流程示意图之三；
图5是本发明提供的作业机械的系统结构示意图之一；
图6是本发明提供的作业机械的系统结构示意图之二；
图7是本发明提供的作业机械的系统结构示意图之三；
图8是本发明提供的作业机械的能量控制装置的结构示意图；
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图7描述本发明的作业机械的能量控制方法。
该作业机械的能量控制方法的执行主体可以为作业机械上的控制器，或者独立于作业机械的控制装置，或者与该作业机械通信连接的服务器，或者操作员的终端，终端可以为操作员的手机或电脑等。
可以理解的是，该作业机械包括电池系统510、车载充电系统520和上装作业系统。
其中，车载充电系统520分别与电池系统510和上装作业系统电连接，在车载充电系统520开启的情况下，用于给电池系统510或上装作业系统供电；电池系统510与上装作业系统电连接，在电池系统510开启的情况下，用于给上装作业系统供电。车载充电系统520上设置有与市电接口电连接的接口。
如图1所示，该作业机械的能量控制方法包括：步骤110、步骤120和步骤130。
步骤110、获取电池系统510的荷电状态；
其中，电池系统510的荷电状态(SOC)为电池系统510的剩余容量占电池系统510总容量的比值，用于表征电池系统510的剩余容量。
在该步骤中，获取的SOC数据可以通过控制器发送至本地数据库进行存储，在需要时通过控制器调用即可。或者，SOC数据可以通过控制器发送至云数据库进行存储。
步骤120、基于荷电状态、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，确定上装作业系统的限制功率；
其中，电池系统510的限制功率为电池系统510所能承受的最大功率，车载充电系统520的功率为车载充电系统520的输出功率，上装作业系统的限制功率为上装作业系统在正常作业的状态下所能承受的最大功率。
需要说明的是，在实际执行过程中，车载充电系统520的功率可以基于用户需求进行调整。
基于荷电状态，可以确定车载充电系统520当前的电池容量信息，基于该电池容量信息，可以确定电池系统510为不同的电量模式。其中，电量模式可以包括：高电量模式、中电量模式和低电量模式。
例如，在荷电状态较高的情况下，确定电池系统510为高电量模式；在荷电状态中等的情况下，确定电池系统510为中电量模式；在荷电状态较低的情况下，确定电池系统510为低电量模式。
基于不同的电量模式，确定上装作业系统的限制功率。
在后面的实施例中，将具体说明该步骤的实现方式。
步骤130、基于荷电状态、作业机械的电机530需求功率、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，确定上装作业系统的供电模式，其中，作业机械的电机530需求功率小于上装作业系统的限制功率。
在该步骤中，作业机械的电机530用于给上装作业系统提供动力，电机530需求功率为上装作业系统作业时所需要的功率。
基于荷电状态，可以确定电池系统510为不同的电量模式。
在不同的电量模式下，基于作业机械的电机530需求功率与电池系统510的限制功率之间的大小关系；或者基于作业机械的电机530需求功率与车载充电系统520的功率之间的大小关系，可以控制上装作业系统进入不同的供电模式。
其中，供电模式可以包括：由电池系统510给上装作业系统供电，由车载充电系统520和电池系统510给上装作业系统供电，由车载充电系统520给上装作业系统供电，以及由车载充电系统520给电池系统510充电并给上装作业系统供电。
发明人在研发过程中发现，现有技术中，为满足作业机械的作业需求，往往会选用大功率的电池系统，但长时大电流会影响动力电池的使用寿命，严重时直接影响客户的使用体验。
在本申请中，基于作业机械的电机530需求功率与电池系统510的限制功率以及和车载充电系统520的功率之间的关系，可以灵活调整不同电量模式下上装作业系统的供电模式，从而减小电池系统510在工作时放电的电流与电池电量，有利于降低成本，延长电池系统510的工作寿命。
发明人在研发过程中发现，在设计人员进行设计时，一般会根据电池系统的限制功率来确定上装作业系统的限制功率，以保证上装作业系统的限制功率不超过电池系统的限制功率。通过该方法得到的上装作业系统的限制功率不高，容易造成因限制功率较低而导致作业机械的某些功能无法实现。
在本申请中，设计人员可以基于电池系统510的限制功率以及车载充电系统520的功率来对不同电量模式下上装作业系统的限制功率进行调整，以增大上装作业系统的限制功率。
如图2所示，在实际执行过程中，通过电池管理系统(BMS)210获取电池系统510的荷电状态以及电池系统510的限制功率，通过电机530控制器(MCU)230获取作业机械的电机530需求功率，通过车载充电机(OBC)220获取车载充电系统520的功率；
整车控制器240接收由电池管理系统210发送的荷电状态，并基于荷电状态确定电池系统510为对应的电量模式；
同时，整车控制器240接收电池系统510的限制功率、作业机械的电机530需求功率以及车载充电系统520的功率，并根据以上数据生成用于控制上装作业系统进入对应的供电模式的控制指令，并向给各子节点发送相应的控制指令；
电池管理系统210、电机530控制器230和车载充电机220响应于控制指令，控制电池系统510、电机530和车载充电系统520进入对应的工作模式。
在后面的实施例中，将具体说明该步骤的实现方式。
根据本发明实施例提供的作业机械的能量控制方法，基于荷电状态、作业机械的电机需求功率、电池系统的限制功率和车载充电系统的功率来确定上装作业系统的限制功率和供电模式，有利于提高上装作业系统的限制功率，从而提高作业机械的工作效率，并延长电池系统的使用寿命，降低成本。
在一些实施例中，如图3所示，在步骤110、获取电池系统510的荷电状态之前，该方法还包括：
获取作业机械的初始荷电状态；
在初始荷电状态高于第五阈值的情况下，确定电池系统为高电量模式；
在初始荷电状态低于第五阈值的情况下，确定电池系统为中电量模式；
在初始荷电状态等于第五阈值的情况下，确定电池系统为高电量模式或中电量模式。
其中，作业机械的初始荷电状态为作业机械在每一次作业期间，开机时的电荷状态。
第五阈值为作业机械在开机时能够进入高电量模式时，所对应的最低荷电状态。第五阈值可以基于用户自定义，例如可以将第五阈值设置为如图3所示的S1。
在初始荷电状态＞S1的情况下，表明电池系统510的初始电量较高，则确定电池系统510为高电量模式，在该模式下，主要采用电池系统510对作业机械进行供电。
在初始荷电状态＜S1的情况下，表明电池系统510的初始电量不高，无法单独给上装作业系统供电，则确定电池系统510为中电量模式，在该模式下，主要采用车载充电系统520给上装作业系统供电。
在初始电荷等于S1的情况下，则确定电池系统510为高电量模式或中电量模式中的任意一种。
可以理解的是，作业机械在作业过程中，其电池系统510的荷电状态处于动态变化的状态，通过步骤110可以实时监控电池系统510的荷电状态，然后通过步骤120和步骤130，可以根据荷电状态的变化，及时控制上装作业系统进入对应的供电模式，并调整上装作业系统的限制功率。
当然，在另一些实施例中，也可以直接基于步骤110、步骤120和步骤130来确定电池系统510的电量模式。
根据本发明实施例提供的作业机械的能量控制方法，通过对作业机械的电池系统510的初始荷电状态进行初始判断，可以快速确定电池系统510对应的电量模式，有助于提高作业效率。
下面结合图3-图7分别从两个实现角度对步骤120做具体地说明。
一、电池系统510为高电量模式或中电量模式。
在一些实施例中，步骤120、基于荷电状态、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，确定上装作业系统的限制功率，包括：
基于荷电状态，确定电池系统510为中电量模式或高电量模式；
在电池系统510为中电量模式或高电量模式的情况下，确定上装作业系统的限制功率为电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率之和。
如图5所示一种高电量模式下的电路连接示意图。其中，车载充电系统520的功率为P3，电池系统510的限制功率为P2，电机530的需求功率为P1。可以理解的是，电机530用于给上装作业系统提供动力，电机530的需求功率应不超过上装作业系统的限制功率P。
在电池系统510为高电量模式的情况下，电池系统510为主要供电设备，车载充电系统520为辅助供电设备；在车载充电系统520开启的情况下，电机530两端的电压值最大。
在高电量模式下，可以将上装作业系统的限制功率设置为电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率之和，即：
P＝P2+P3
此时，可以提高电机530的工作功率，以提高作业机械的工作效率。
下面对高电量模式的判断方法进行说明。
在一些实施例中，基于荷电状态，确定电池系统510为中电量模式或高电量模式，包括：
在荷电状态升高至第一阈值的情况下，确定电池系统510为高电量模式。
其中，第一阈值为电池系统510在由中电量模式进入高电量模式的过程中，电池的荷电状态所对应的临界值，如图3所示的S4。
在电池系统510处于中电量模式的情况下，通过车载充电系统520对电池系统510充电，使得电池系统510的荷电状态升高，当荷电状态升高至S4的情况下，则确定电池系统510为高电量模式。
在高电量模式下，将上装作业系统的限制功率设置为电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率之和。
如图6所示一种中电量模式下的电路连接示意图。其中，车载充电系统520的功率为P3，电池系统510的限制功率为P2，电机530的需求功率为P1，上装作业系统的限制功率P。
在电池系统510为中电量模式的情况下，车载充电系统520为主要供电设备，电池系统510为辅助供电设备；在电池系统510开启的情况下，电机530两端的电压值最大。
在中电量模式下，同样可以将上装作业系统的限制功率设置为电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率之和，即：
P＝P2+P3。
下面中电量模式的判断方法进行说明。
在一些实施例中，基于荷电状态，确定电池系统510为中电量模式或高电量模式，包括：
在荷电状态降低至第二阈值或在荷电状态升高至第三阈值的情况下，确定电池系统510为中电量模式；
其中，第一阈值高于第二阈值，第二阈值高于第三阈值。
在该实施例中，第二阈值为电池系统510在由高电量模式进入中电量模式的过程中，电池的荷电状态所对应的临界值，如图3所示的S5。
在作业机械处于高电量模式的情况下，通过电池系统510对作业机械进行供电，使得电池系统510的荷电状态下降，当荷电状态下降至S5的情况下，则确定电池系统510为中电量模式。
第三阈值为电池系统510在由低电量模式进入中电量模式的过程中，电池的荷电状态所对应的临界值，如图3所示的S2。
在作业机械处于低电量模式的情况下，通过车载充电系统520对电池系统510充电，使得电池系统510的荷电状态升高，当荷电状态升高至S2的情况下，则确定电池系统510为中电量模式。
在中电量模式下，将上装作业系统的限制功率设置为电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率之和。
根据本申请实施例，设计人员可以基于电池系统510的限制功率以及车载充电系统520的功率来对不同电量模式下上装作业系统的限制功率进行调整，以增大上装作业系统的限制功率。
二、电池系统510为低电量模式。
在一些实施例中，步骤120、基于荷电状态、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，确定上装作业系统的限制功率，包括：
在荷电状态降低至第四阈值的情况下，确定电池系统510为低电量模式；
在电池系统510为低电量模式的情况下，确定上装作业系统的限制功率为车载充电系统520的功率，第三阈值高于第四阈值。
如图7所示一种低电量模式下的电路连接示意图。其中，车载充电系统520的功率为P3，电池系统510的限制功率为P2，电机530的需求功率为P1，上装作业系统的限制功率P。
在电池系统510进入低电量模式的情况下，车载充电系统520为主要供电设备，电机530两端的功率的最大值即为车载充电系统520的功率。
在低电量模式下，只需将上装作业系统的限制功率设置为车载充电系统520的功率即可，即：
P＝P3。
下面对低电量模式的判断方法进行说明。
在荷电状态降低至第四阈值的情况下，确定电池系统510为低电量模式。其中，第四阈值为电池系统510在由中电量模式进入低电量模式的过程中，电池的荷电状态所对应的临界值，如图3所示的S3。
在电池系统510处于中电量模式的情况下，通过电池系统510对作业机械进行供电，使得电池系统510的荷电状态下降，当荷电状态下降至S3的情况下，则确定电池系统510为低电量模式。
可以理解的是，第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值具有一定的大小关系，其中，第一阈值高于第二阈值，第二阈值高于第三阈值，第三阈值高于第四阈值。
根据本实施例，通过在低电量的模式下将上装作业系统的限制功率设置为车载充电系统520的功率，可以灵活控制上装作业系统的限制功率，提高作业机械的普适性和灵活性。
下面结合图3-图7分别从三个实现角度具对步骤130做具体地说明。
一、电池系统510处于高电量模式。
在一些实施例中，步骤130、基于荷电状态、作业机械的电机530需求功率、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，确定上装作业系统的供电模式，包括：
在荷电状态升高至第一阈值且作业机械的电机530需求功率低于电池系统510的限制功率的情况下，控制电池系统510给上装作业系统供电；
或者，在荷电状态升高至第一阈值且作业机械的电机530需求功率不低于电池系统510的限制功率的情况下，控制电池系统510和车载充电系统520均给上装作业系统供电。
在该实施例中，在荷电状态升高至第一阈值的情况下，则确定电池系统510为高电量模式。
继续参考图5，在高电量模式的情况下，电池系统510与车载充电系统520分别与电机530电连接。其中，车载充电系统520的功率为P3，电池系统510的限制功率为P2，电机530的需求功率为P1。
在P1＜P2的情况下，表明电池系统510当前的荷电状态满足单独给上装作业系统供电的需求，则控制关闭车载充电系统520，利用电池系统510单独给上装作业系统供电；此时电流方向如图5实线箭头所示。
在另一些实施例中，在P1≥P2的情况下，表明电池系统510当前的荷电状态不足以满足作业机械的电机530的需求，则控制开启车载充电系统520，利用电池系统510和车载充电系统520均给上装作业系统供电；此时电流方向如图5实线箭头和虚线箭头所示。
需要说明的是，在高电量模式下，电池系统510为主要供电装置，而车载充电系统520为辅助供电装置。例如可以优先使用电池系统510为上装作业系统供电，其次采用车载充电系统520为上装作业系统供电；或者也可以通过设置相应的比例，控制电池系统510和车载充电系统520分别按照一定的比例为上装作业系统供电。
根据本实施例，在高电量模式下，基于电机530的需求功率与电池系统510的限制功率来决定车载充电系统520是否需要开启，从而满足电机530的功率需求，保证上装作业系统能正常且高效作业。
二、电池系统510处于中电量模式。
在一些实施例中，步骤130、基于荷电状态、作业机械的电机530需求功率、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，确定上装作业系统的供电模式，还包括：
在荷电状态降低至第二阈值或在荷电状态升高至第三阈值，且作业机械的电机530需求功率高于车载充电系统520的功率的情况下，控制电池系统510和车载充电系统520均给上装作业系统供电；
或者，在荷电状态降低至第二阈值或在荷电状态升高至第三阈值，且作业机械的电机530需求功率不高于车载充电系统520的功率的情况下，控制车载充电系统520给上装作业系统供电并给电池系统510充电。
在该实施例中，在荷电状态降低至第二阈值或在荷电状态升高至第三阈值的情况下，则确定电池系统510为中电量模式。
继续参考图6，在中电量模式的情况下，电池系统510与车载充电系统520分别与电机530电连接，且车载充电系统520与电池系统510电连接。其中，车载充电系统520的功率为P3，电池系统510的限制功率为P2，电机530的需求功率为P1。
在P1＞P3的情况下，表明车载充电系统520的功率无法满足作业机械的电机530的需求，则控制开启电池系统510，利用车载充电系统520和电池系统510同时给上装作业系统供电；此时电流方向如图6实线箭头和电池系统510与电机530之间的虚线箭头所示。
在另一些实施例中，在P1≤P3的情况下，表明车载充电系统520的功率满足给电机530供电的需求，则控制电池系统510关闭，利用车载充电系统520给上装作业系统供电，并同时给电池系统510充电；此时电流方向如图6实线箭头和电池系统510与车载充电系统520之间的虚线箭头所示。
需要说明的是，在中电量模式下，车载充电系统520为主要供电装置，而电池系统510为辅助供电装置。例如可以优先使用车载充电系统520为上装作业系统供电，其次采用电池系统510为上装作业系统供电；或者也可以通过设置相应的比例，控制电池系统510和车载充电系统520分别按照一定的比例为上装作业系统供电。
根据本实施例，可以使中电量模式的工作区间最大，从而使得上装作业系统长期处于由车载充电系统520供电的状态，有助于降低电池系统510所需的放电电流，从而提高电池系统510的使用寿命。
三、电池系统510处于低电量模式。
在一些实施例中，步骤130、基于荷电状态、作业机械的电机530需求功率、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，确定上装作业系统的供电模式，还包括：
在荷电状态降低至第四阈值的情况下，控制车载充电系统520给上装作业系统供电并给电池系统510充电。
在该实施例中，在荷电状态降低至第四阈值的情况下，则确定电池系统510为低电量模式。
继续参考图7，在低电量模式的情况下，电池系统510与车载充电系统520分别与电机530电连接，且车载充电系统520与电池系统510电连接。其中，车载充电系统520的功率为P3，电池系统510的限制功率为P2，电机530的需求功率为P1。
在低电量模式下，直接控制车载充电系统520给上装作业系统供电，并同时给电池系统510充电；此时电流方向如图7实线箭头所示。
可以理解的是，电池系统510的电量模式处于动态变化的状态，如图4所示，在作业机械处于充电作业状态的情况下，基于荷电状态确定电池系统510对应的电量模式。
例如，在电池系统510处于低电量模式的情况下，控制车载充电系统520给上装作业系统供电，并将上装作业系统的限制功率设置为怠速工作功率，即车载充电系统520的功率；并同时控制车载充电系统520给电池系统510供电；
在电池系统510的荷电状态升高至第三阈值的情况下，则确定电池系统510为中电量模式，并将上装作业系统的限制功率调整为电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率之和；并基于电机530的需求功率与车载充电系统520的功率的大小关系，控制上装作业系统进入对应的供电模式，在此不做赘述；
在电池系统510的荷电状态升高至第一阈值的情况下，则确定电池系统为高电量模式，同时保持上装作业系统的限制功率调整为电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率之和；并基于电机530的需求功率与电池系统510的限制功率的大小关系，控制上装作业系统进入对应的供电模式。
当然，在另一些实施例中，还可以通过直接设置第六阈值、第七阈值和第八阈值以判断电池系统的电量模式。即，在电荷状态低于第六阈值的情况下，确定电池系统为低电量模式；在电荷状态处于第六阈值与第七阈值的情况下，确定电池系统为中电量模式；在电荷状态高于第八阈值的情况下，确定电池系统为高电量模式。
根据本发明实施例提供的作业机械的能量控制方法，基于荷电状态确定电池系统510的电量模式，并在对应的电量模式下，基于作业机械的电机530需求功率、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，以确定上装作业系统在该电量模式下的供电模式，以对能量进行合理分配，可以满足作业机械作业的广泛情况。
下面对本发明提供的作业机械的能量控制装置进行描述，下文描述的作业机械的能量控制装置与上文描述的作业机械的能量控制方法可相互对应参照。
如图4所示，该作业机械包括：电池系统510、车载充电系统520和上装作业系统。
如图8所示，该作业机械的能量控制装置，包括：接收模块810、第一处理模块820和第二处理模块830。
接收模块810，用于获取电池系统510的荷电状态；
第一处理模块820，用于基于荷电状态、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，确定上装作业系统的限制功率；
第二处理模块830，用于基于荷电状态、作业机械的电机530需求功率、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率，确定上装作业系统的供电模式，其中，作业机械的电机530需求功率小于上装作业系统的限制功率。
在一些实施例中，第一处理模块820，还用于：
基于荷电状态，确定电池系统510为中电量模式或高电量模式；
在电池系统510为中电量模式或高电量模式的情况下，确定上装作业系统的限制功率为电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率之和。
在一些实施例中，第一处理模块820，还用于：
在荷电状态升高至第一阈值的情况下，确定电池系统510为高电量模式。
在一些实施例中，第一处理模块820，还用于：在荷电状态降低至第二阈值或在荷电状态升高至第三阈值的情况下，确定电池系统510为中电量模式；
其中，第一阈值高于第二阈值，第二阈值高于第三阈值。
在一些实施例中，第一处理模块820，还用于：
在荷电状态降低至第四阈值的情况下，确定电池系统510为低电量模式；
在电池系统510为低电量模式的情况下，确定上装作业系统的限制功率为车载充电系统520的功率，第三阈值高于第四阈值。
在一些实施例中，第二处理模块830，还用于：在荷电状态升高至第一阈值且作业机械的电机530需求功率低于电池系统510的限制功率的情况下，控制电池系统510给上装作业系统供电。
在一些实施例中，第二处理模块830，还用于：在荷电状态升高至第一阈值且作业机械的电机530需求功率不低于电池系统510的限制功率的情况下，控制电池系统510和车载充电系统520均给上装作业系统供电。
在一些实施例中，第二处理模块830，还用于：在荷电状态降低至第二阈值或在荷电状态升高至第三阈值，且作业机械的电机530需求功率高于车载充电系统520的功率的情况下，控制电池系统510和车载充电系统520均给上装作业系统供电；
在一些实施例中，第二处理模块830，还用于：在荷电状态降低至第二阈值或在荷电状态升高至第三阈值，且作业机械的电机530需求功率不高于车载充电系统520的功率的情况下，控制车载充电系统520给上装作业系统供电，并给电池系统510充电。
在一些实施例中，第二处理模块830，还用于：在荷电状态降低至第四阈值的情况下，控制车载充电系统520给上装作业系统供电，并给电池系统510充电。
在一些实施例中，该装置还包括：
第二接收模块，用于在获取电池系统510的荷电状态之前，获取作业机械的初始荷电状态；
第三处理模块，用于在初始荷电状态高于第五阈值的情况下，确定电池系统510为高电量模式；
在初始荷电状态低于第五阈值的情况下，确定电池系统510为中电量模式；
在初始荷电状态等于第五阈值的情况下，确定电池系统为高电量模式或中电量模式。
根据本发明实施例提供的作业机械的能量控制装置，基于荷电状态、作业机械的电机530需求功率、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率来确定上装作业系统的限制功率和供电模式，有利于提高上装作业系统的限制功率，提高作业机械的工作效率，并延长电池系统510的使用寿命，降低成本。
下面对本发明提供的作业机械进行描述，下文描述的作业机械与上文描述的作业机械的能量控制方法可相互对应参照。
在一些实施例中，该作业机械包括：
电池系统510；
车载充电系统520，与电池系统510电连接；
上装作业系统，分别与车载充电系统520和电池系统510电连接；
如上所述的作业机械的能量控制装置，分别与电池系统510、车载充电系统520和上装作业系统电连接。
其中，车载充电系统520分别与电池系统510和上装作业系统电连接，在车载充电系统520开启的情况下，用于给电池系统510或上装作业系统供电；电池系统510与上装作业系统电连接，在电池系统510开启的情况下，用于给上装作业系统供电。车载充电系统520上设置有与市电接口电连接的接口。
通过作业机械的能量控制装置，用以执行如上所述的作业机械的能量控制方法，从而可以基于荷电状态、作业机械的电机530需求功率、电池系统510的限制功率和车载充电系统520的功率来确定上装作业系统的限制功率和供电模式。
作业机械可以为塔式起重机、汽车起重机、挖掘机、打桩机、混凝土机械、压路机、搅拌车、掘进机、泵车或消防车等作业机械。
在作业机械为起重机的情况下，上装作业系统可以为起重机的上车，用于实现插电作业；该起重机还包括下车，用于驱动。
根据本发明实施例提供的作业机械，基于荷电状态、作业机械的电机需求功率、电池系统的限制功率和车载充电系统的功率来确定上装作业系统的限制功率和供电模式，有利于提高上装作业系统的限制功率，提高作业机械的工作效率，并延长电池系统的使用寿命，降低成本
图9示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图9所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)910、通信接口(Communications Interface)920、存储器(memory)930和通信总线940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令，以执行作业机械的能量控制方法，所述作业机械包括电池系统、车载充电系统和上装作业系统，该方法包括：获取所述电池系统的荷电状态；基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率；基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，其中，所述作业机械的电机需求功率小于所述上装作业系统的限制功率。
此外，上述的存储器930中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的作业机械的能量控制方法，所述作业机械包括电池系统、车载充电系统和上装作业系统，该方法包括：获取所述电池系统的荷电状态；基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率；基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，其中，所述作业机械的电机需求功率小于所述上装作业系统的限制功率。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的作业机械的能量控制方法，所述作业机械包括电池系统、车载充电系统和上装作业系统，该方法包括：获取所述电池系统的荷电状态；基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率；基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，其中，所述作业机械的电机需求功率小于所述上装作业系统的限制功率。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种作业机械的能量控制方法，其特征在于，所述作业机械包括电池系统、车载充电系统和上装作业系统，所述方法包括：
获取所述电池系统的荷电状态；
基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率；
基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，其中，所述作业机械的电机需求功率小于所述上装作业系统的限制功率。
2.根据权利要求1所述的作业机械的能量控制方法，其特征在于，所述基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率，包括：
基于所述荷电状态，确定所述电池系统为中电量模式或高电量模式；
在所述电池系统为中电量模式或高电量模式的情况下，确定所述上装作业系统的限制功率为所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率之和。
3.根据权利要求2所述的作业机械的能量控制方法，其特征在于，所述基于所述荷电状态，确定所述电池系统为中电量模式或高电量模式，包括：
在所述荷电状态升高至第一阈值的情况下，确定所述电池系统为高电量模式；
或者，在所述荷电状态降低至第二阈值或在所述荷电状态升高至第三阈值的情况下，确定所述电池系统为中电量模式；
其中，所述第一阈值高于所述第二阈值，所述第二阈值高于所述第三阈值。
4.根据权利要求1所述的作业机械的能量控制方法，其特征在于，所述基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率，包括：
在所述荷电状态降低至第四阈值的情况下，确定所述电池系统为低电量模式；
在所述电池系统为低电量模式的情况下，确定所述上装作业系统的限制功率为所述车载充电系统的功率，第三阈值高于所述第四阈值。
5.根据权利要求1-4任一项所述的作业机械的能量控制方法，其特征在于，所述基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，包括：
在所述荷电状态升高至第一阈值且所述作业机械的电机需求功率低于所述电池系统的限制功率的情况下，控制所述电池系统给所述上装作业系统供电；
或者，在所述荷电状态升高至第一阈值且所述作业机械的电机需求功率不低于所述电池系统的限制功率的情况下，控制所述电池系统和所述车载充电系统均给所述上装作业系统供电。
6.根据权利要求1-4任一项所述的作业机械的能量控制方法，其特征在于，所述基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，还包括：
在所述荷电状态降低至第二阈值或在所述荷电状态升高至第三阈值，且所述作业机械的电机需求功率高于所述车载充电系统的功率的情况下，控制所述电池系统和所述车载充电系统均给所述上装作业系统供电；
或者，在所述荷电状态降低至所述第二阈值或在所述荷电状态升高至所述第三阈值，且所述作业机械的电机需求功率不高于所述车载充电系统的功率的情况下，控制所述车载充电系统给所述上装作业系统供电并给所述电池系统充电。
7.根据权利要求1-4任一项所述的作业机械的能量控制方法，其特征在于，所述基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，还包括：
在所述荷电状态降低至第四阈值的情况下，控制所述车载充电系统给所述上装作业系统供电并给所述电池系统充电。
8.根据权利要求1所述的作业机械的能量控制方法，其特征在于，在所述获取所述电池系统的荷电状态之前，所述方法还包括：
获取所述作业机械的初始荷电状态；
在所述初始荷电状态高于第五阈值的情况下，确定所述电池系统为高电量模式；
在所述初始荷电状态低于第五阈值的情况下，确定所述电池系统为中电量模式；
在所述初始荷电状态等于第五阈值的情况下，确定所述电池系统为高电量模式或中电量模式。
9.一种作业机械的能量控制装置，其特征在于，所述作业机械包括电池系统、车载充电系统和上装作业系统，所述装置包括：
接收模块，用于获取所述电池系统的荷电状态；
第一处理模块，用于基于所述荷电状态、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的限制功率；
第二处理模块，用于基于所述荷电状态、所述作业机械的电机需求功率、所述电池系统的限制功率和所述车载充电系统的功率，确定所述上装作业系统的供电模式，其中，所述作业机械的电机需求功率小于所述上装作业系统的限制功率。
10.一种作业机械，其特征在于，包括：
电池系统；
车载充电系统，所述车载充电系统与所述电池系统电连接；
上装作业系统，所述上装作业系统分别与所述车载充电系统和所述电池系统电连接；
如权利要求9所述的作业机械的能量控制装置，分别与所述电池系统、所述车载充电系统和所述上装作业系统电连接。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述作业机械的能量控制方法的步骤。
12.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述作业机械的能量控制方法的步骤。
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