CN114988281A - 一种汽车起重机油电混合作业系统及起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车起重机油电混合作业系统及起重机，属于工程机械技术领域，包括：发动机、多合一控制器、动力电池、BMS电池管理系统和增程机构；所述动力电池与BMS电池管理系统相连接，所述BMS电池管理系统与多合一控制器相连接；所述多合一控制器连接有中心回转体高压滑环，所述中心回转体高压滑环连接有第一电机控制器，所述增程机构包括：ISG电机和第二电机控制器；当具备外接电源时，车辆通过外接电源为上车作业电机提供电能；当不具备外接电源时，发动机带动ISG电机进行发电，解决了当前汽车起重机作业工况发动机能量利用效率低、作业过程污染排放量大的问题。

Description

一种汽车起重机油电混合作业系统及起重机
技术领域
本发明涉及一种汽车起重机油电混合作业系统及起重机，属于工程机械技术领域。
背景技术
随着工程技术的飞速发展，国家对工程机械越来越重视，工程起重机械正朝着低能耗、低排放电动化以及智能化等方向发展，这对起重机械的整体性能提出了更高的要求。传统汽车起重机行驶和上车作业的动力均来自发动机，而行驶和作业两种工况发动机的最佳工作区间相差较大，且上车作业时发动机经常启停，因此发动机难以兼顾两个功率区间，不能工作在最经济区域；当车辆处于上坡、起步等工况时所需功率较大，超出发动机最经济区域，增加燃油消耗；而当车辆处于下坡、制动工况时，无法实现能量回收，造成发动机能量的浪费。采用纯电力作为动力源时，由于起重机作业地点、作业时间不固定，存在续航问题，会影响起重作业效率及转场效率，难以全面推广。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种汽车起重机油电混合作业系统及起重机，解决了当前汽车起重机发动机能量利用效率低、作业过程污染排放量大的问题。
为达到上述目的/为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：一种汽车起重机油电混合作业系统，包括：发动机、多合一控制器、动力电池、用于对动力电池进行充放电控制并检测动力电池电量的BMS电池管理系统和增程机构；
所述动力电池与BMS电池管理系统相连接，所述BMS电池管理系统与多合一控制器相连接；
所述多合一控制器连接有中心回转体高压滑环，所述中心回转体高压滑环连接有用于控制上车作业的第一电机控制器，所述多合一控制器连接有用于控制下车支腿作业的第三电机控制器；
所述增程机构包括：ISG电机和用于控制ISG电机的第二电机控制器；所述ISG电机与第二电机控制器相连接，所述第二电机控制器与多合一控制器相连接；所述发动机曲轴输出端与ISG电机相连接，所述ISG电机输出端连接有所述汽车起重机的离合器。
可选地，所述多合一控制器连接有用于为动力电池充电的车载充电机，所述车载充电机设有外接电源输入口。
可选地，所述发动机包括作业工况，所述作业工况包括插电作业模式和增程作业模式。
可选地，所述车载充电机接入外界电源，所述发动机处于插电作业模式，所述发动机停止工作；所述车载充电机未入外界电源，所述发动机处于增程作业模式，所述发动机带动ISG电机进行发电。
可选地，所述发动机还包括启动工况、怠速工况和行驶工况。
可选地，所述发动机处于启动工况时，所述动力电池为ISG电机供电，所述第二电机控制器控制ISG电机工作并带动发动机启动，所述离合器为分离状态。
可选地，所述发动机处于怠速工况时，所述动力电池电量不足，所述第二电机控制器启动ISG电机为动力电池充电，当所述动力电池电量充足时，所述ISG电机停止工作，所述离合器为分离状态。
可选地，所述发动机处于行驶工况时，所述第二电机控制器能够控制ISG电机输出正扭矩或负扭矩，所述离合器为结合状态。
可选地，所述第一电机控制器连接有上车作业电机，所述上车作业电机连接有用于驱动上车作业系统的第一液压油泵；所述第三电机控制器连接有支腿电机，所述支腿电机连接有用于驱动下车支腿动作的第二液压油泵。
一种起重机，包括上述的汽车起重机油电混合作业系统。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、本发明在发动机处于上车作业工况，当具备外接电源时，车辆通过外接电源、车载充电机为上车作业电机提供电能，实现纯电作业，燃油零消耗；当不具备外接电源时，发动机带动ISG电机进行发电，实现上车的增程作业，由于发动机始终工作在高效区发电，极大地降低了上车作业的燃油消耗率，解决了当前汽车起重机发动机能量利用效率低、作业过程污染排放量大的问题。
2、本发明在发动机分别处于启动工况、怠速工况和行驶工况时，ISG电机适时参与行驶助力和发电，提高了发动机工作效率，降低了燃油消耗率和尾气排放。
3、本发明通过多合一控制器分别控制第一电机控制器和第三电机控制器，以此来分别控制上车作业电机和下车上的支腿电机，进而控制位于上车的第一液压油泵和位于下车的第二液压油泵，使得上下车液压系统分开，不需要通过中心回转体传递液压，提高了系统工作效率，降低了能量损耗。
附图说明
图1是本发实施例提供的一种汽车起重机油电混合作业系统的示意图。
图中：1、发动机；2、多合一控制器；3、动力电池；4、BMS电池管理系统；5、增程机构；501、ISG电机；502、第二电机控制器；6、中心回转体高压滑环；7、第一电机控制器；8、上车作业电机；9、第一液压油泵；10、第三电机控制器；11、支腿电机；12、第二液压油泵；13、离合器；14、车载充电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1，一种汽车起重机油电混合作业系统，包括：发动机1、多合一控制器2、动力电池3、BMS电池管理系统4和增程机构5；动力电池3安装于汽车起重机下车，动力电池3与BMS电池管理系统4相连接，BMS电池管理系统4与多合一控制器2相连接，BMS电池管理系统4可对动力电池3进行充放电控制并检测动力电池3电量；
多合一控制器2连接有中心回转体高压滑环6，中心回转体高压滑环6连接有用于控制上车作业的第一电机控制器7，第一电机控制器7连接有上车作业电机8，上车作业电机8连接有第一液压油泵9，用于驱动上车作业系统；多合一控制器2连接有第三电机控制器10，用于控制下车支腿作业；第三电机控制器10连接有支腿电机11，支腿电机11连接有第二液压油泵12，用于驱动下车支腿动作；通过多合一控制器2分别控制第一电机控制器7和第三电机控制器10，以此来分别控制上车作业电机8和位于下车上的支腿电机11，进而控制位于上车的第一液压油泵9和位于下车的第二液压油泵12，使得上下车液压系统分开，不需要通过中心回转体传递液压，提高了系统工作效率，降低了能量损耗；
增程机构5包括：ISG电机501和用于控制ISG电机501的第二电机控制器502；ISG电机501与第二电机控制器502相连接，第二电机控制器502与多合一控制器2相连接；发动机1曲轴输出端与ISG电机501相连接，ISG电机501输出端连接有汽车起重机的离合器13；多合一控制器2连接有用于为动力电池3充电的车载充电机14，车载充电机14设有外接电源输入口；发动机1包括作业工况，作业工况包括插电作业模式和增程作业模式，当发动机1处于作业工况且车载充电机14接入外界电源时，发动机1处于插电作业模式，发动机1停止工作，外接电源通过车载充电机14、多合一控制器2、中心回转体高压滑环6、第一电机控制器7为上车作业电机8提供电能，上车作业电机8驱动第一液压油泵9工作，实现上车回转、变幅等动作，同时外接电源通过多合一控制器2、第三电机控制器10为支腿电机11提供电能，实现支腿的水平、垂直伸缩动作；在插电工作模式时，车载充电机14还通过多合一控制器2、BMS电池管理系统4为动力电池3充电，即车辆通过外接电源、车载充电机14为上车作业电机8提供电能，实现纯电作业，燃油零消耗；
当发动机1处于作业工况且车载充电机14未入外界电源，发动机1处于增程作业模式，此时离合器13分离，发动机1带动ISG电机501进行发电，通过第二电机控制器502、多合一控制器2、中心回转体高压滑环6、第一电机控制器7为上车作业电机8提供电能，上车作业电机8驱动第一液压油泵9工作，实现上车回转、变幅等动作，同时通过多合一控制器2、第三电机控制器10为位于下车的支腿电机11提供电能，实现支腿的水平、垂直伸缩动作；即当不具备外接电源时，发动机1带动ISG电机501进行发电，实现上车的增程作业，由于发动机1始终工作在高效区发电，极大地降低了上车作业的燃油消耗率。
发动机1还包括启动工况、怠速工况和行驶工况；当发动机1处于启动工况时，动力电池3为ISG电机501供电，第二电机控制器502控制ISG电机501工作并带动发动机1启动，离合器13为分离状态；当发动机1处于怠速工况时，动力电池3电量不足，第二电机控制器502启动ISG电机501为动力电池3充电，当动力电池3电量充足时，ISG电机501停止工作，离合器13为分离状态；
发动机1处于行驶工况时，离合器13为结合状态，车辆行驶动力主要由发动机1提供，动力经离合器13、变速箱、传动轴、车桥传至车轮，驱动车辆行驶；当车辆处于起步、加速、上坡等工况时，所需发动机1功率较大，发动机1往往无法工作在高效区，此时第二电机控制器502控制ISG电机501发出正扭矩进行助力，降低发动机1输出扭矩，使发动机1尽可能工作在高效区，降低燃油消耗；当车辆处于下坡、制动、滑行等工况时，第二电机控制器502控制ISG电机501发出负扭矩进行发电，进行能量回收为动力电池3充电，避免能量浪费，提高能源利用率。
实施例二
一种起重机，包括上述的汽车起重机油电混合作业系统。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车起重机油电混合作业系统，其特征在于，包括：发动机、多合一控制器、动力电池、用于对动力电池进行充放电控制并检测动力电池电量的BMS电池管理系统和增程机构；
所述动力电池与BMS电池管理系统相连接，所述BMS电池管理系统与多合一控制器相连接；
所述多合一控制器连接有中心回转体高压滑环，所述中心回转体高压滑环连接有用于控制上车作业的第一电机控制器，所述多合一控制器连接有用于控制下车支腿作业的第三电机控制器；
所述增程机构包括：ISG电机和用于控制ISG电机的第二电机控制器；所述ISG电机与第二电机控制器相连接，所述第二电机控制器与多合一控制器相连接；所述发动机曲轴输出端与ISG电机相连接，所述ISG电机输出端连接有所述汽车起重机的离合器。
2.根据权利要求1所述的一种汽车起重机油电混合作业系统，其特征在于，所述多合一控制器连接有用于为动力电池充电的车载充电机，所述车载充电机设有外接电源输入口。
3.根据权利要求2所述的一种汽车起重机油电混合作业系统，其特征在于，所述发动机包括作业工况，所述作业工况包括插电作业模式和增程作业模式。
4.根据权利要求3所述的一种汽车起重机油电混合作业系统，其特征在于，所述车载充电机接入外界电源，所述发动机处于插电作业模式，所述发动机停止工作；
所述车载充电机未入外界电源，所述发动机处于增程作业模式，所述发动机带动ISG电机进行发电。
5.根据权利要求1所述的一种汽车起重机油电混合作业系统，其特征在于，所述发动机还包括启动工况、怠速工况和行驶工况。
6.根据权利要求5所述的一种汽车起重机油电混合作业系统，其特征在于，所述发动机处于启动工况时，所述动力电池为ISG电机供电，所述第二电机控制器控制ISG电机工作并带动发动机启动，所述离合器为分离状态。
7.根据权利要求5所述的一种汽车起重机油电混合作业系统，其特征在于，所述发动机处于怠速工况时，所述动力电池电量不足，所述第二电机控制器启动ISG电机为动力电池充电，当所述动力电池电量充足时，所述ISG电机停止工作，所述离合器为分离状态。
8.根据权利要求5所述的一种汽车起重机油电混合作业系统，其特征在于，所述发动机处于行驶工况时，所述第二电机控制器能够控制ISG电机输出正扭矩或负扭矩，所述离合器为结合状态。
9.根据权利要求1所述的一种汽车起重机油电混合作业系统，其特征在于，所述第一电机控制器连接有上车作业电机，所述上车作业电机连接有用于驱动上车作业系统的第一液压油泵；所述第三电机控制器连接有支腿电机，所述支腿电机连接有用于驱动下车支腿动作的第二液压油泵。
10.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的汽车起重机油电混合作业系统。
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