CN113958474B - 能量消耗方法、装置及作业机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能量消耗方法、装置及作业机械，该方法包括：获取转化电能；其中，转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的；在作业机械满足目标条件的情况下，基于转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于剩余电能，获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能。本发明提供一种能量消耗方法、装置及作业机械，能在不额外配置设备的情况下，利用作业机械自带的液压系统更准确的消耗卷扬系统的剩余电能，投入成本更低，经济性更好。

Description

能量消耗方法、装置及作业机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种能量消耗方法、装置及作业机械。

背景技术

配置有卷扬系统的作业机械，可以根据需求提升或下放负载至指定位置。在作业机械提升负载的过程中，作业机械的发动机可以驱动液压系统带动卷扬系统提升负载，将燃料燃烧产生的能量转化为负载的势能；在作业机械下放负载的过程中，负载的势能可以通过卷扬系统转化为电能。

在一些特殊的作业工况下，例如：进行地铁、隧道等施工作业，作业机械重复将负载由高处下放至低处，再空负载回到高处，并持续进行上述作业过程。作业机械重复将负载由高处下放至低处的过程中，卷扬系统将持续产生电能。作业机械的电池可以存储卷扬系统产生的电能，但是，在卷扬系统持续产生电能的情况下，卷扬系统持续产生的电能将超过电池的容量。若不能及时消耗卷扬系统持续产生的电能，则可能造成卷扬系统故障，导致作业机械不能正常作业。

现有技术中，可以通过在作业机械中加装电阻的方式，消耗卷扬系统产生的电池无法存储的多余电能。但是，通过加装电阻的方式消耗上述多余电能，需要在作业机械中额外配置电阻器件以及配套的散热设备，投入成本较高。

发明内容

本发明提供一种能量消耗方法、装置及作业机械，用以解决现有技术中消耗卷扬系统产生的能量时投入成本较高的缺陷，实现更低成本的消耗卷扬系统产生的能量。

本发明提供一种能量消耗方法，包括：

获取转化电能；其中，所述转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的；

在所述作业机械满足目标条件的情况下，基于所述转化电能，获取所述卷扬系统的剩余电能，基于所述剩余电能，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；

控制所述卷扬系统为所述液压系统供电之后，基于所述目标转速和所述目标开度控制所述液压系统消耗所述剩余电能。

根据本发明提供的一种能量消耗方法，所述目标条件，包括：目标储能设备满电且所述目标储能设备存储的第二电能与目标用电设备消耗的第一电能之和小于所述转化电能；其中，所述第一电能和所述第二电能由所述转化电能提供；

相应地，所述基于所述转化电能，获取所述卷扬系统的剩余电能，具体包括：

将所述转化电能减去所述第一电能和所述第二电能的计算结果，作为所述剩余电能。

根据本发明提供的一种能量消耗方法，所述获取转化电能，和所述在所述作业机械满足目标条件的情况下，基于所述转化电能，获取所述卷扬系统的剩余电能之间，所述方法还包括：

控制所述卷扬系统为第一目标用电设备供电；

在所述第一目标用电设备消耗的第三电能小于所述转化电能且所述目标储能设备未满电的情况下，控制所述卷扬系统对所述目标储能设备充电；

在确定所述目标储能设备满电、所述第三电能和所述第二电能之和小于所述转化电能的情况下，控制所述卷扬系统为第二目标用电设备供电；

其中，所述目标用电设备，包括所述第一目标用电设备和第二目标用电设备；所述目标用电设备，不包括所述液压系统。

根据本发明提供的一种能量消耗方法，所述基于所述剩余电能，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度，具体包括：

基于所述剩余电能，根据预先确定的电能换算模型，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

根据本发明提供的一种能量消耗方法，所述控制所述卷扬系统为所述液压系统供电以消耗剩余电量，具体包括：

基于所述比例溢流阀的目标开度，控制所述比例溢流阀的实际开度，基于所述油泵电机的目标转速，控制所述油泵电机的实际转速。

根据本发明提供的一种能量消耗方法，所述获取转化电能，具体包括：

获取所述卷扬系统吊装的负载的质量和下降的速度；

基于所述质量和所述速度，获取所述转化电能。

本发明还提供一种能量消耗装置，包括：

获取模块，用于获取转化电能；其中，所述转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的；

计算模块，用于在所述作业机械满足目标条件的情况下，基于所述转化电能，获取所述卷扬系统的剩余电能，基于所述剩余电能，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；

控制模块，用于控制所述卷扬系统为所述液压系统供电之后，基于所述目标转速和所述目标开度控制所述液压系统消耗所述剩余电能。

本发明还提供一种作业机械，包括：如上述的能量消耗装置。

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能量消耗方法的步骤。

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能量消耗方法的步骤。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述能量消耗方法的步骤。

本发明提供的能量消耗方法、装置及作业机械，通过在确定作业机械满足目标条件的情况下，基于作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于上述剩余电能确定液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度，控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于上述目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能，能在不额外配置设备的情况下，利用作业机械自带的液压系统更准确的消耗卷扬系统的剩余电能，投入成本更低，经济性更好。

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一简单地介绍，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是本发明提供的能量消耗方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的能量消耗方法中作业机械的系统结构图；

图3是本发明提供的能量消耗方法的流程示意图之二；

图4是本发明提供的能量消耗装置的结构示意图；

图5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。

需要说明的是，基于本发明提供的能量消耗方法，可以对配置有卷扬系统和液压系统的作业机械中，消耗卷扬系统产生的电能。上述作业机械可以为各类起重机，例如：汽车起重机、梁式起重机以及桥架型起重机等。

图1是本发明提供的能量消耗方法的流程示意图。下面结合图1描述本发明的能量消耗方法。如图1所示，该方法包括：步骤101、获取转化电能；其中，转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的。

需要说明的是，本发明实施例的执行主体为能量消耗装置。上述能量消耗装置可以为作业机械的车载控制器，从而可以在不额外增加装置的情况下，实现消耗作业机械中卷扬系统产生的电能。

车载控制器(Vehicle control unit，VCU)，是作业机械的中央控制单元，是作业机械整个控制系统的核心，可以对作业机械下层的各部件控制器进行控制，从而可以保证作业机械在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的作业。

作业机械的卷扬系统重复将负载由高处下放至低处的过程中，负载的重力势能可以转化为电能，实现势电转化。作业机械在一些特殊的作业工况下，例如：进行地铁、隧道等施工作业，作业机械重复将负载由高处下放至低处，再空负载回到高处，并持续进行上述作业过程，卷扬系统将持续进行势电转化产生转化电能。

具体地，可以通过多种方式获转化电能，例如：可以通过设置于卷扬系统中的电压传感器，获取卷扬系统的输出电压，并可以进一步基于卷扬系统的输出电压，获取转化电能；或者，还可以采集卷扬系统将吊装的负载由第一高度下降至第二高度的过程中的相关参数，并基于上述相关参数，获取转化电能。

步骤102、在确定作业机械满足目标条件的情况下，基于转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于剩余电能，获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

具体地，获取卷扬系统的转化电能之后，可以判断作业机械是否满足目标条件。

需要说明的是，目标条件可以根据实际情况确定，例如：目标条件可以包括作业机械中的储能电池是否满电等。本发明实施例中对目标条件不作具体限定。

若判断获知作业机械满足目标条件，则可以基于卷扬电机的转化电能，通过数值计算、数理统计等方法，获取需要剩余电能。

需要说明的是，本发明实施例中的剩余电能，包括通常情况下卷扬系统产生的电池无法存储的多余电能。现有技术中上述剩余电能通过加装电阻的方式消耗。

通常情况下，液压系统中的油泵电机正常工作时，油泵电机的转速与泵油量、消耗的电能相对应，油泵电机的转速不同，泵油量不同，消耗的电能也不同。

本发明实施例中，可以通过液压系统中的油泵电机，消耗卷扬系统的剩余电能。

具体地，通过控制油泵电机的转速，可以控制油泵电机消耗的电能。因此，基于油泵电机所需消耗的剩余电能，可以反推得到油泵电机的目标转速。

基于油泵电机的目标转速，可以获取上述目标转速对应的泵油量。而本发明实施例中油泵电机泵出的液压油实际并不需要做功，可以经由比例溢流阀回流。

根据目标转速对应的泵油量，可以确定比例溢流阀的目标开度，实现在确保液压系统的安全性的同时，使得油泵电机泵出的液压油经由比例溢流阀回流。

基于剩余电能，可以通过数值计算、数理统计等方式，获取液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

步骤103、控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能。

获得油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度之后，可以通过多种方式控制卷扬系统为液压系统供电，例如：可以通过控制设置于连接卷扬系统与液压系统之间的电导线上的继电器，控制卷扬系统为液压系统供电。

液压系统上电之后，可以基于上述目标转速，控制液压系统中的油泵电机；还可以基于上述目标开度，控制液压系统中的比例溢流阀。液压系统消耗的电能可以与剩余电能匹配，从而可以消耗目标用电设备和目标储能设备无法消耗和存储的剩余电能。

本发明实施例通过在确定作业机械满足目标条件的情况下，基于作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于上述剩余电能确定液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度，控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于上述目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能，能在不额外配置设备的情况下，利用作业机械自带的液压系统更准确的消耗卷扬系统的剩余电能，投入成本更低，经济性更好。

基于上述各实施例的内容，目标条件，包括：目标储能设备满电且目标储能设备存储的第二电能与目标用电设备消耗的第一电能之和小于转化电能；其中，第一电能和第二电能由转化电能提供。

具体地，在卷扬系统产生电能的过程中，可以控制卷扬系统为目标用电设备供电；或者，控制卷扬系统为目标用电设备供电以及对目标储能设备充电。

可选地，目标用电设备，可以为当前时刻作业机械中的需要上电的用电设备，例如：空调压缩机、车载娱乐终端、发动机冷却系统中的水泵、冷却风扇等。

可选地，目标储能设备，可以为作业机械中存储电能的设备，例如：电池。

需要说明的是，可以通过多种方式控制卷扬系统为目标用电设备供电以及对目标储能设备充电，例如：可以通过控制设置于连接卷扬系统与每一目标用电设备之间的电导线上的继电器，实现控制卷扬系统为目标用电设备供电，通过控制设置于连接卷扬系统与目标储能设备之间的电导线上的继电器，实现控制卷扬系统对目标储能设备充电。本发明实施例中，对控制卷扬系统为目标用电设备供电以及对目标储能设备充电的具体方式不作限定。

具体地，控制卷扬系统为目标用电设备供电之后，可以通过多种方式获取目标用电设备消耗的第一电能。例如：可以基于目标用电设备的额定功率，通过数值计算得到目标用电设备消耗的第一电能；或者，还可以通过电压传感器采集每一目标用电设备的输入电压，并基于目标用电设备的输入电压，通过数值计算得到目标用电设备消耗的第一电能。

控制卷扬系统对目标储能设备充电直至目标储能设备满电的过程中，目标储能设备可以存储部分转化电能，并可以将目标存储设备存储的部分转化电能称为第二电能。

需要说明的是，第二电能可以为零。若第二电能为零，则可以说明卷扬系统对目标储能设备充电之前，目标储能设备已满电，无法继续存储电能。

可以通过多种方式获取目标储能设备存储的第二电能，例如：可以通过电池管理系统获取卷扬系统对目标储能设备充电之前目标储能设备的剩余电量，并基于上述剩余电量，通过数值计算的方法获得目标储能设备存储的第二电能。

控制卷扬系统为目标用电设备供电以及对目标储能设备充电之后，若判断获知目标储能设备已充满且目标用电设备消耗的第一电能和目标储能设备存储的第二电能之和小于转化电能，则可以说明目标用电设备和目标储能设备不足以消耗卷扬系统产生的转化电能。

需要说明的是，作业机械的电池管理系统，可以获取目标储能设备的剩余电量，还可以获取目标储能设备的电压。本发明实施例中可以基于目标储能设备的剩余电量，或目标储能设备的电压单独判断目标储能设备是否满电，还可以基于目标储能设备的剩余电量和电压，一起判断目标储能设备是否满电。

需要说明的是，电池管理系统(battery management system，BMS)，可以对作业机械的电池的外特性参数(如电压、电流和温度等)，采用适当的算法，实现电池内部状态(如容量和剩余电量等)的估算和监控，在正确获取电池的状态后进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、故障报警等，从而确保电池的安全使用，并在保障电池安全使用的同时，延长电池的使用寿命。

若判断获知目标储能设备的剩余电量大于电量阈值，则可以确定目标储能设备满电。

若判断获知目标储能设备的电压大于电压阈值，则可以确定目标储能设备满电。

若判断获知目标储能设备的剩余电量大于电量阈值，且电压大于电压阈值，则也可以确定目标储能设备满电。

相应地，基于转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，具体包括：将转化电能减去第一电能和第二电能的计算结果，作为剩余电能。

在确定目标储能设备满电且目标用电设备消耗的第一电能和目标储能设备存储的第二电能之和小于转化电能之后，可以将转化电能减去目标用电设备消耗的第一电能和目标储能设备存储的第二电能的计算结果，作为剩余电能。

本发明实施例通过确定目标储能设备满电且目标用电设备消耗的第一电能和目标储能设备存储的第二电能之和小于转化电能之后，将转化电能减去目标用电设备消耗的第一电能和目标储能设备存储的第二电能的计算结果作为剩余电能，能更准确的获取剩余电能。

基于上述各实施例的内容，获取转化电能，和在作业机械满足目标条件的情况下，基于转化电能，获取卷扬系统的剩余电能之间，上述方法还包括：控制卷扬系统为第一目标用电设备供电；其中，目标用电设备，包括第一目标用电设备和第二目标用电设备；目标用电设备，不包括液压系统。

具体地，可以根据目标规则，将目标用电设备分为第一目标用电设备和第二目标用电设备。其中，目标规则可以根据实际情况确定，例如：可以基于目标用电设备的属性将目标用电设备分为第一目标用电设备和第二目标用电设备。本发明实施例中对目标规则不作具体限定。

需要说明的是，第一目标用电设备，可以包括一个或多个用电设备；第二目标用电设备，可以包括一个或多个用电设备。

在卷扬系统持续发电的过程中，可以首先控制卷扬系统为第一目标用电设备供电。

需要说明的是，任一目标用电设备，为第一目标用电设备或第二目标用电设备。第一目标用电设备的数量可以为一个或多个。

在第一目标用电设备消耗的第三电能小于转化电能且目标储能设备未满电的情况下，控制卷扬系统对目标储能设备充电。

具体地，控制卷扬系统为第一目标用电设备供电之后，可以获取每一第一目标用电设备消耗的电能，并可以基于每一第一目标用电设备消耗的电能，计算得到第一目标用电设备消耗的总电能，称为第三电能。

获取第一目标用电设备消耗的第三电能之后，可以将上述第三电能与卷扬系统的转化电能进行对比。

若判断获知上述第三电能大于或等于转化电能，则可以说明第一目标用电设备足以消耗卷扬系统的转化电能。

若判断获知上述第三电能小于转化电能，则可以说明第一目标用电设备不足以消耗卷扬电机的转化电能。若判断获知目标储能设备未满电，则可以说明目标储能设备可以存储电能，可以进一步控制卷扬系统对目标储能设备充电，从而将第一目标用电设备消耗不了的转化电能存储至目标储能设备。

在确定目标储能设备满电、第三电能和第二电能之和小于转化电能的情况下，控制卷扬系统为第二目标用电设备供电。

具体地，控制卷扬系统为第一目标用电设备供电和对目标储能设备充电之后，若判断获知目标储能设备满电，则可以判断第一目标用电设备消耗的第三电能与目标储能设备存储的第二电能之和是否小于转化电能。

若确定目标储能设备满电、第一目标用电设备消耗的第三电能与目标储能设备存储的第二电能之和小于转化电能，则可以说明对目标储能设备充电和为第一目标用电设备供电，不足以耗卷扬电机产生的转化电能，可以进一步控制卷扬系统为第二目标用电设备供电，从而消耗更多的转化电能。

需要说明的是，在第一目标用电设备消耗的第三电能小于转化电能，但目标储能设备已满电的情况下，可以直接控制卷扬系统为第二目标用电设备供电。

可选地，第一目标用电设备的额定功率小于功率阈值；第二目标用电设备的额定功率大于或等于功率阈值。

具体地，可以将目标用电设备中，额定功率较小的目标用电设备作为第一目标用电设备，例如：发动机冷却系统中的水泵、冷却风扇等。将目标用电设备中，额定功率较大的目标用电设备作为第二目标用电设备，例如：空调压缩机等。额定功率较小的第一目标用电设备，上电后消耗的电能也较小；额定功率较大的第二目标用电设备，上电后消耗的电能也较大。

对于每一目标用电设备，可以通过对比目标用电设备的额定功率与功率阈值，判断上述目标用电设备为第一目标用电设备或第二目标用电设备。

若该目标用电设备的额定功率小于功率阈值，则可以将该目标用电设备确定为第一目标用电设备。

若该目标用电设备的额定功率大于或等于功率阈值，则可以将该目标用电设备确定为第二目标用电设备。

在消耗卷扬系统产生的电能时，首先控制卷扬系统为消耗电能较小的第一目标用电设备供电。在第一目标用电设备不足以消耗转化电能的情况下，控制卷扬系统对目标储能设备充电，消耗转化电能。在确定目标储能设备满电且再次判断获知第一目标用电设备消耗的第三电能小于转化电能的情况下，控制卷扬系统为消耗电能较大的第二目标用电设备供电。

本发明实施例通过首先控制卷扬系统为第一目标用电设备供电，在第一目标用电设备不足以消耗全部转化电能且目标储能设备未满电的情况下，控制卷扬系统对目标储能设备充电，在确定目标储能设备和第一目标用电设备不足以存储和消耗全部转化电能的情况下，控制卷扬系统为第二目标用电设备供电，能将卷扬系统产生的电能分配至作业机械中的目标用电设备和目标储能设备，从而减少作业机械其他供能设备的能源消耗，能通过更合理的分配卷扬系统产生的电能节约能源。并通过控制卷扬系统首先为上电后消耗电能较小的第一目标用电设备供电和对目标储能设备充电，在目标储能设备和第一目标用电设备不足以消耗全部转化电能的情况下，控制卷扬系统为上电后消耗电能较大的第二目标用电设备供电，能避免转化电能不足以为第二目标用电设备供电时造成第二目标用电设备出现异常，能保护作业机械中的目标用电设备。

基于上述各实施例的内容，基于剩余电能，获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度，具体包括：基于剩余电能，根据预先确定的电能换算模型，获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

根据预先确定的电能换算模型，可以获取液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

需要说明的是，上述电能换算模型，是基于样本作业机械液压系统的样本运行数据构建的。

具体地，可以将不同类型不同型号的作业机械分别作为样本作业机械，并在每一样本作业机械正常工作状态下，采集该样本作业机械液压系统中的油泵电机的不同转速作为液压系统的样本运行数据，采集上述油泵电机在每一转速下消耗的电能，作为每一样本运行数据对应的标签。

需要说明的是，正常作业状态，可以指作业机械在常规的作业场景、常规的工况下进行作业的作业状态。

在每一样本作业机械正常工作状态下，还可以采集上述油泵电机在每一转速下的泵油量，作为每一样本运行数据对应的标签。

基于样本作业机械液压系统的样本运行数据和对应的标签，可以进行数据拟合，获取表示油泵电机的转速与消耗电能之间对应关系的第一拟合函数，以及表示油泵电机的转速与泵油量之间对应关系的第二拟合函数。

基于油泵电机的泵油量，可以通过数值计算的方法，获取表示泵油电机的泵油量与比例溢流阀的开度之间对应关系的第三拟合函数，进而还可以获取表示油泵电机的转速与比例溢流阀的开度之间对应关系的第四拟合函数。

基于上述各拟合函数，可以构建电能换算模型。

获取剩余电能之后，可以将上述剩余电能输入电能换算模型，可以获得油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。其中，剩余电能与目标转速、目标开度相对应。

本发明实施例通过基于剩余电能，根据预先确定的电能换算模型，能更准确、更高效的获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

基于上述各实施例的内容，控制卷扬系统为液压系统供电以消耗剩余电量，具体包括：基于比例溢流阀的目标开度，控制比例溢流阀的实际开度，基于油泵电机的目标转速，控制油泵电机的实际转速。

具体地，基于比例溢流阀的目标开度，可以控制比例溢流阀的实际开度达到目标开度；基于油泵电机的目标转速，可以控制油泵电机的实际转速达到目标转速。

油泵电机的实际转速达到目标转速、比例溢流阀的实际开度达到目标开度之后，油泵电机消耗的电能与剩余电能相等，从而可以消耗目标用电设备和目标储能设备无法消耗和存储的多余功率。

本发明实施例通过基于比例溢流阀的目标开度，控制比例溢流阀的实际开度，基于油泵电机的目标转速，控制油泵电机的实际转速，能在不额外配置设备的情况下，利用作业机械自带的液压系统更准确的消耗卷扬系统的剩余电能。

基于上述各实施例的内容，获取转化电能，具体包括：获取卷扬系统吊装的负载的质量和下降的速度。

具体地，作业机械的车载控制器可以获取卷扬系统吊装的负载的质量以及负载下降的速度。还可以获取卷扬系统中卷绕绳索承受的拉力和卷轴的转速，基于上述拉力可以获取卷扬系统吊装的负载的质量，基于上述卷轴的转速，可以获取负载下降的速度。

基于质量和速度，获取转化电能。

具体地，基于卷扬系统吊装的负载的质量和负载下降的速度，根据预先确定的势电转换模型，可以获取转化电能。

需要说明的是，上述势电转换模型，是基于样本作业机械卷扬系统的样本运行数据构建的。

具体地，在每一样本作业机械正常工作状态下，可以将该样本作业机械卷扬系统中卷绕绳索承受的拉力和卷轴的转速作为一组样本运行数据，分别采集多组不同的样本运行数据。

在每一样本作业机械正常工作状态下，还可以获取样本作业机械卷扬系统在每一上述拉力和上述转速下的发电功率，作为每一组样本运行数据对应的标签。

基于样本作业机械卷扬系统的各组样本运行数据和对应的标签，可以进行数据拟合，获取表示卷绕绳索承受的拉力、卷轴的转速与卷扬系统的发电功率之间对应关系的第五拟合函数。

需要说明的是，基于卷绕绳索承受的拉力可以获取卷扬系统吊装的负载的质量，根据卷轴的转速可以获取上述负载下降的速度，因此，基于样本作业机械卷扬系统的各组样本运行数据和对应的标签进行数据拟合，还可以获取卷扬系统吊装的负载的质量、上述负载下降的速度与卷扬系统的发电功率之间对应关系的第六拟合函数。

基于上述各拟合函数，可以构建势电转换模型。

获取卷扬系统吊装的负载的质量和负载下降的速度之后，可以将上述质量和速度输入势电转换模型，可以获得卷扬系统的转化电能。

本发明实施例通过基于卷扬系统吊装的负载的质量和负载下降的速度，能更准确的获取卷扬系统的转化电能，能为卷扬系统的能量消耗提供数据基础。

为了便于对本发明提供的能量消耗方法的理解，以下通过一个实例说明本发明提供的能量消耗方法。图2是本发明提供的能量消耗方法中作业机械的系统结构图。如图2所示，卷扬电机、卷扬电机控制器、电池/BMS依次连接。电池/BMS、多合一控制器(含电机控制器)、油泵电机、油泵依次连接。

需要说明的是，电池/BMS还可以与回转控制器、回转电机连接。电池/BMS还可以与空调压缩机连接。

油泵电机驱动油泵，油泵可以通过液压油路和阀门控制伸缩马达、变幅马达以及其他辅助作业。电池或者下车发动机产生的电能，可以为卷扬电机供电，并通过卷扬电机控制器控制负载的提升或下降。

需要说明的是，下车可以由发动机供能，还可以为混动方式供能。

图3是本发明提供的能量消耗方法的流程示意图之二。如图3所示，卷扬系统包括卷扬电机和卷扬电机控制器，卷扬电机由卷扬电机控制器控制。油泵电机由油泵电机控制器控制。

作业机械上电后，若作业机械重复将负载由高处下放至低处，再空负载回到高处，并持续进行上述作业过程。

根据势电转换模型，可以根据卷扬电机吊装的负载的质量和卷轴的转速，确定上述质量和转速对应的卷扬电机的转化电能。

卷扬电机控制器可以控制卷扬电机为目标用电设备供电和对电池充电。

电池管理系统可以在确定电池的电压大于电压阈值、电池的剩余电量大于电量阈值以及电池的充电电流大于电流阈值的情况下，确定电池已经满电。

在电池管理系统确定电池已经满电之后，若目标用电设备消耗的第一电能小于转化电能，则可以VCU可以根据转化电能与目标用电设备消耗的第一电能、目标储能设备存储的第二电能之差获取剩余电能，并根据剩余电能确定油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

油泵电机控制器可以控制油泵电机的实际转速达到目标转速。液压系统还可以控制比例溢流阀的实际开度为目标开度。从而可以使得液压系统消耗的电能与剩余电能相等。

图4是本发明提供的能量消耗装置的结构示意图。下面结合图4对本发明提供的能量消耗装置进行描述，下文描述的能量消耗装置与上文描述的本发明提供的能量消耗方法可相互对应参照。如图4所示，该装置包括：获取模块401、计算模块402和控制模块403。

获取模块401，用于获取转化电能；其中，转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的。

计算模块402，用于在作业机械满足目标条件的情况下，基于转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于剩余电能，获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

控制模块403，用于控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能。

具体地，获取模块401、计算模块402和控制模块403电连接。

获取模块401可以通过多种方式获取转化电能，例如：可以通过设置于卷扬系统中的电压传感器，获取卷扬系统的输出电压，并可以进一步基于卷扬系统的输出电压，获取卷扬系统的转化电能。或者，还可以采集卷扬系统将吊装的负载由第一高度下降至第二高度的过程中的相关参数，并基于上述相关参数，获取卷扬系统的转化电能。

获取转化电能之后，计算模块402可以判断作业机械是否满足目标条件。若判断获知作业机械满足目标条件，则可以基于卷扬电机的转化电能，通过数值计算、数理统计等方法，获取需要进行能量消耗的卷扬系统的剩余电能。并可以基于剩余电能，可以通过数值计算、数理统计等方式，获取液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

控制模块403可以通过多种方式控制卷扬系统为液压系统供电，例如：可以通过控制设置于连接卷扬系统与液压系统之间的电导线上的继电器，实现控制卷扬系统为液压系统供电。

液压系统上电之后，控制模块403可以基于上述目标转速，控制液压系统的油泵电机；还可以基于上述目标开度，控制液压系统的比例溢流阀。

可选地，计算模块402可以具体用于将转化电能减去第一电能和第二电能的计算结果，作为剩余电能；其中，第一电能和第二电能由转化电能提供。

可选地，能量消耗装置，还可以包括供电模块。

供电模块，可以用于控制卷扬系统为第一目标用电设备供电；在第一目标用电设备消耗的第三电能小于转化电能且目标储能设备未满电的情况下，控制卷扬系统对目标储能设备充电；在确定目标储能设备满电、第三电能和第二电能之和小于转化电能的情况下，控制卷扬系统为第二目标用电设备供电；其中，目标用电设备，包括第一目标用电设备和第二目标用电设备；目标用电设备，不包括液压系统。

可选地，计算模块402可以具体用于基于剩余电能，根据预先确定的电能换算模型，获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度。

可选地，控制模块403可以用于基于比例溢流阀的目标开度，控制比例溢流阀的实际开度，基于油泵电机的目标转速，控制油泵电机的实际转速。

可选地，获取模块401可以具体用于获取卷扬系统吊装的负载的质量和下降的速度；基于质量和速度，获取转化电能。

本发明实施例通过在确定作业机械满足目标条件的情况下，基于作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于上述剩余电能确定液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度，控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于上述目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能，能在不额外配置设备的情况下，利用作业机械自带的液压系统更准确的消耗卷扬系统的剩余电能，投入成本更低，经济性更好。

基于上述各实施例的内容，一种作业机械，包括：如上述能量消耗装置。

作业机械包括如上述能量消耗装置，能在不配置额外的设备的情况下，消耗卷扬系统的剩余电能。

能量消耗装置的结构和具体工作流程可以参见上述各实施例的内容，此处不再赘述。

本发明实施例通过在确定作业机械满足目标条件的情况下，基于作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于上述剩余电能确定液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度，控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于上述目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能，能在不额外配置设备的情况下，利用作业机械自带的液压系统更准确的消耗卷扬系统的剩余电能，投入成本更低，经济性更好。

图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行能量消耗方法，该方法包括：获取转化电能；其中，转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的；在作业机械满足目标条件的情况下，基于转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于剩余电能，获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能。

此外，上述的存储器530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计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的能量消耗方法，该方法包括：获取转化电能；其中，转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的；在作业机械满足目标条件的情况下，基于转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于剩余电能，获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能。

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方法提供的能量消耗方法，该方法包括：获取转化电能；其中，转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的；在作业机械满足目标条件的情况下，基于转化电能，获取卷扬系统的剩余电能，基于剩余电能，获取作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；控制卷扬系统为液压系统供电之后，基于目标转速和目标开度控制液压系统消耗剩余电能。

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 (6)

1.一种能量消耗方法，其特征在于，包括：

获取转化电能；其中，所述转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的；

在所述作业机械满足目标条件的情况下，基于所述转化电能，获取所述卷扬系统的剩余电能，基于所述剩余电能，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；

控制所述卷扬系统为所述液压系统供电之后，基于所述目标转速和所述目标开度控制所述液压系统消耗所述剩余电能；

基于所述剩余电能，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度，具体包括：

基于所述剩余电能，根据预先确定的电能换算模型，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；

所述控制所述卷扬系统为所述液压系统供电以消耗剩余电量，具体包括：

基于所述比例溢流阀的目标开度，控制所述比例溢流阀的实际开度，基于所述油泵电机的目标转速，控制所述油泵电机的实际转速；

所述电能换算模型是基于样本作业机械液压系统的样本运行数据构建的；

所述目标条件，包括：目标储能设备满电且所述目标储能设备存储的第二电能与目标用电设备消耗的第一电能之和小于所述转化电能；其中，所述第一电能和所述第二电能由所述转化电能提供；

所述基于所述转化电能，获取所述卷扬系统的剩余电能，具体包括：

将所述转化电能减去所述第一电能和所述第二电能的计算结果，作为所述剩余电能；

所述获取转化电能，和所述在所述作业机械满足目标条件的情况下，基于所述转化电能，获取所述卷扬系统的剩余电能之间，所述方法还包括：

控制所述卷扬系统为第一目标用电设备供电；

在所述第一目标用电设备消耗的第三电能小于所述转化电能且所述目标储能设备未满电的情况下，控制所述卷扬系统对所述目标储能设备充电；

在确定所述目标储能设备满电、所述第三电能和所述第二电能之和小于所述转化电能的情况下，控制所述卷扬系统为第二目标用电设备供电；

其中，所述目标用电设备，包括所述第一目标用电设备和第二目标用电设备；所述目标用电设备，不包括所述液压系统。

2.根据权利要求1所述的能量消耗方法，其特征在于，所述转化电能，具体包括：

获取所述卷扬系统吊装的负载的质量和下降的速度；

基于所述质量和所述速度，获取所述转化电能。

3.一种能量消耗装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取转化电能；其中，所述转化电能，是作业机械的卷扬系统进行势电转化产生的；

计算模块，用于在所述作业机械满足目标条件的情况下，基于所述转化电能，获取所述卷扬系统的剩余电能，基于所述剩余电能，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；

控制模块，用于控制所述卷扬系统为所述液压系统供电之后，基于所述目标转速和所述目标开度控制所述液压系统消耗所述剩余电能；

所述计算模块基于所述剩余电能，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度，具体包括：

基于所述剩余电能，根据预先确定的电能换算模型，获取所述作业机械的液压系统中的油泵电机的目标转速和比例溢流阀的目标开度；

所述控制模块控制所述卷扬系统为所述液压系统供电以消耗剩余电量，具体包括：

基于所述比例溢流阀的目标开度，控制所述比例溢流阀的实际开度，基于所述油泵电机的目标转速，控制所述油泵电机的实际转速；

所述电能换算模型是基于样本作业机械液压系统的样本运行数据构建的；

所述目标条件，包括：目标储能设备满电且所述目标储能设备存储的第二电能与目标用电设备消耗的第一电能之和小于所述转化电能；其中，所述第一电能和所述第二电能由所述转化电能提供；

所述计算模块基于所述转化电能，获取所述卷扬系统的剩余电能，具体包括：

将所述转化电能减去所述第一电能和所述第二电能的计算结果，作为所述剩余电能；

所述能量消耗装置，还包括：供电模块；

所述供电模块，用于控制所述卷扬系统为第一目标用电设备供电；在所述第一目标用电设备消耗的第三电能小于所述转化电能且所述目标储能设备未满电的情况下，控制所述卷扬系统对所述目标储能设备充电；在确定所述目标储能设备满电、所述第三电能和所述第二电能之和小于所述转化电能的情况下，控制所述卷扬系统为第二目标用电设备供电；其中，所述目标用电设备，包括所述第一目标用电设备和第二目标用电设备；所述目标用电设备，不包括所述液压系统。

4.一种作业机械，其特征在于，包括：如权利要求3所述的能量消耗装置。

5.一种电子设备，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或2项所述能量消耗方法的步骤。

6.一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或2所述能量消耗方法的步骤。

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