CN116018442A - 用于搅拌器滚筒的电驱动器 - Google Patents

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爱德华·海利希
乌多·布雷默
拉斐尔·索纳
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    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/42—Apparatus specially adapted for being mounted on vehicles with provision for mixing during transport
    • B28C5/4203—Details; Accessories
    • B28C5/4206—Control apparatus; Drive systems, e.g. coupled to the vehicle drive-system
    • B28C5/421—Drives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明涉及一种用于搅拌器滚筒的电驱动器，电驱动器具有高压直流电网(HVN)，至少一个电池(B)、变流器(SR)和用于联接固定电源的至少一个接口(IF)联接至该高压直流电网，其中，至少一个电池(B)仅通过至少一个外部接口来充电，其中，设置有控制器(eDCU)，控制器控制来自联接至高压直流电网(HVN)的部件和去往联接至高压直流电网(HVN)的部件的能量流。此外，还提出了一种相应的用于运行这种电驱动器的方法。

Description

用于搅拌器滚筒的电驱动器
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求的类型的用于搅拌器滚筒的电驱动器和用于运行这种电驱动器的方法。
背景技术
从EP 2 807 007 B1已知一种搅拌车，其具有用于转动混凝土搅拌器的滚筒的设备，其中，滚筒纯电动地被转动。用于此的电能由发电机产生，该发电机由内燃机通过动力输出部驱动。电能用于给电池充电，电池然后给电动马达供电，以使滚筒转动。此外，电池还可以通过固定电网和搅拌车的回收来充电。
发明内容
与此相对，具有独立权利要求的特征的根据本发明的用于搅拌器滚筒的电驱动器或根据本发明的用于运行该驱动器的方法具有以下优点，即由于仅通过固定供能部对电池充电，因此省略了搅拌器驱动器与车辆的传动系的耦合。在现有技术中的耦合导致安全技术构思，而根据本发明可以省略该安全技术构思。此外，车辆的发电机只需设计用于车载电网，其中，发电机由车辆的驱动车辆的内燃机通过动力输出部来驱动。因此，总体上不存在从车辆的驱动器到用于搅拌器滚筒的电驱动器的能量传输连接。如果搅拌器滚筒例如位于挂车上，那么这进一步简化了布线和构建。由此省略对发电机的复杂的监控，并且对控制根据本发明的驱动器的控制器的监控和控制明显变得更容易。
因此，提出了一种用于搅拌器滚筒的电驱动器，其中，设置有高压直流电网，至少一个电池、变流器和用于联接固定电源的至少一个接口联接至该高压直流电网，其中，仅通过至少一个外部接口对至少一个电池进行充电，其中，设置有控制器，控制器控制来自联接至高压直流电网的部件和去往联接至高压直流电网的部件的能量流。此外，还提出了一种相应的用于运行该电驱动器的方法。
电驱动器理解为根据本发明限定的对于驱动搅拌器滚筒所必需的的部件。因此，不存在液压或机械类型的另外的驱动器，而仅存在根据本发明限定的电驱动器。
高压直流电网连接所联接的部件，使得电能可以通过高压直流电网在它们之间传输。在此，电压可以在100V和800V之间。
因此，电池是适配于搅拌器滚筒的能量需求和使用条件的高压电池。有利地，电池以如下方式被安装，即电池可以容易地增大或减小其容量，这取决于搅拌车的使用。
当前，搅拌器滚筒布置在可移动的混凝土搅拌器(因此也被称为搅拌车)上。在此尤其地，混凝土被输送到转动的搅拌器滚筒中。搅拌车将如此混匀的混凝土例如运输到建筑工地。三轴或四轴的载货车可以用作搅拌车。半挂车也是可能的。
变流器可以理解为逆变器、整流器或直流变压器，这取决于需要的应用。
向外的外部接口设计成使得其机械地允许例如通过用于三相电流或交变电流的插座联接外部电源，但当前也可以联接外部直流电压源。为此，接口优选具有多个插座，从而可以根据情况联接相应的电流源。此外，接口还具有变流器，以便将外部电能转换为用于高压直流电网的相应的参数，即转换为相应大小的直流电压。
控制器处理来自搅拌车中的部件或另外的信号源的信号，并且由此产生用于联接至高压直流电网的部件或搅拌车之内和/或之外的另外的信号接收器的控制信号。为此，控制器具有处理机构，其至少以软件方式构造。可能的是，控制器仅作为软件存在，但也可以具有自身的硬件。该软件可以基于确定性的算法，或者替代地或附加地使用神经网络。尤其地，控制器可以具有自身的带有相应的接口的壳体。
能量流表示电能在高压直流电网上的传输。
通过在从属权利要求中列出的措施和改进方案，阐释在独立权利要求中说明的地面运输工具的有利的改进。
设置的是，外部接口被构造成用于接收直流电流和/或交变电流，其中，外部接口针对直流电流具有直流变压器，并且针对交流电流具有整流器。
此外设置的是，控制器依赖于表示至少一个电池的状态的第一信号地为搅拌器的用户输出用于输出装置的第二信号。因此，例如依赖于电池的充电状态地向用户告知是否需要另外的充电过程。输出装置可以在光学上例如构造为显示器或在声学上构造为扬声器。信号是数据信号。
此外设置的是，控制器依赖于第一信号地输出第三信号，该第三信号影响功率输出或功率消耗。因此，经由第三信号，可以通过其功率消耗来控制高压直流电网上的部件或另外的部件、例如电马达。
此外可能的是，控制器被设立成用于仅通过外部接口向变流器供应电能。在这种情况下，电池被跨接和/或仅被充电。这可以在电池上通过中断能量输出来实现。为此，控制器例如可以相应地对电池控制器进行指示，或控制器本身承担该任务。
也可能的是，控制器依赖于另外的可用的固定电源地控制至少一个电池的充电。因此可以计划：在电池可以利用下一个可用的电源进行充电之前，电池必须充电多长时间。为此，还可以使用关于届时该能源的预期能耗有多高的数据。
相应可以设置的是，控制器依赖于未来的能量需求来控制至少一个电池的充电。为此，需要存储的关于搅拌车的使用的数据。
为此可以设置的是，控制器依赖于计划的行驶时间来确定未来的能量需求。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出，并且将在以下描述中更详细地阐述。其中：
图1示出了根据本发明的搅拌车中的电驱动器的第一框图；
图2示出了外部接口的第二框图；
图3示出了通过控制器来控制的第三框图；
图4示出了从外部的直接供能的第四框图；
图5示出了根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于搅拌器滚筒的电驱动器的第一框图。在挂车TR上存在用于搅拌器滚筒TRO的电驱动器。在此，外部供能部ES通过接口IF联接至挂车TR，并且在此联接至电驱动器。接口IF、电池B和变流器SR当前联接至高压直流电网HVN，该高压直流电网将这些部件电连接。变流器与电马达EM连接以提供能量，该电马达例如通过减速器使搅拌器滚筒TRO转动。控制器eDCU在信号技术上至少与接口IF、电池B和变流器SR连接。可能的是，控制器eDCU与更多或更少的部件连接。
在牵引机器ZM中布置有驱动牵引机器ZM的驱动器A。该驱动器A不与搅拌器滚筒的电驱动器连接。在这些驱动器之间常规地不能够实现能量流。当然，牵引机器ZM和挂车TR相互机械连接，从而牵引机器ZM牵引挂车TR。
来自外部供能部ES的能量可以经由高压直流电网HVN向电池B和/或变流器SR供应电能。两个部件可以与高压直流电网接通。这可以通过控制器eDCU执行。
图2在第二框图中示出了接口IF，该接口具有用于具有交变电压WES的第一外部供能部的联接部和用于具有直流电压GES的第二供能部的联接部。在交变电压WES的情况下，接口IF具有整流器GR，其将交变电压整流为直流电压。在直流电压的情况下，接口IF具有直流变压器，该直流变压器将外部输入的直流电压转换为用于高压直流电网HVN的电压。整流器GR还可以通向直流变压器。该直流电压随后相应被引导到高压直流电网HVN。
图3在第三框图中示出了，控制器eDCU依赖于电池B的并且在此是电池控制器BS的第一信号S1地通过第二信号S2驱控输出装置AE。在输出装置AE上示出的信息通知用户例如电池B的充电状态。控制器eDCU通过信号S3驱控变流器SR、电池控制器BS和接口IF，以便依赖于电池的充电状态或另外的电池参数地控制功率消耗或功率输出。
图4在第四框图中示出了，在将外部供能部EV联接至接口IF时，控制器eDCU通过开关S将电池与高压直流电网HVN分离。因此，变流器SR仅由外部供能部EV来供应。
图5中利用流程图示出了根据本发明的方法。在方法步骤500中，将外部供能部ES联接至接口IF，以便实现从接口IF经由高压直流电网HVN到电池B和变流器SR的能量流。在方法步骤501中，控制器eDCU控制经由高压直流电网HVN的能量流。
附图标记列表
A          驱动器
B          电池
ZM         牵引机器
TR         挂车
TRO        搅拌器滚筒
EV         外部供能部
S          开关
IF         接口
eDCU       控制器
S1、S2、S3   信号连接(信号)
SR         变流器
EM         电马达
HVN        高压直流电网
GR         整流器
GS         直流变压器
WES        外部交变电流供能部
GES        外部直流电流供能部
BS         电池控制器
AE         输出装置
500、501    方法步骤

Claims (9)

1.一种用于搅拌器滚筒的电驱动器，所述电驱动器具有高压直流电网(HVN)，至少一个电池(B)、变流器(SR)和用于联接固定电源的至少一个接口(IF)联接至所述高压直流电网，其中，所述至少一个电池(B)仅通过至少一个外部接口来充电，其中，设置有控制器(eDCU)，所述控制器控制来自联接至所述高压直流电网(HVN)的部件和去往联接至所述高压直流电网(HVN)的部件的能量流。
2.根据权利要求1所述的电驱动器，其特征在于，所述外部接口(IF)被构造成用于接收直流电流和/或交变电流，其中，所述外部接口(IF)针对直流电流具有直流变压器并且针对交流电流具有整流器。
3.根据权利要求1或2所述的电驱动器，其特征在于，所述控制器(eDCU)依赖于表示所述至少一个电池(B)的状态的第一信号地为搅拌器的用户输出用于输出装置的第二信号。
4.根据权利要求1、2或3所述的电驱动器，其特征在于，所述控制器(eDCU)依赖于第一信号地输出第三信号，所述第三信号影响功率输出或功率消耗。
5.根据权利要求1所述的电驱动器，其特征在于，所述控制器(eDCU)被设立成用于仅通过所述外部接口(IF)向所述变流器(SR)供应电能。
6.根据权利要求1所述的电驱动器，其特征在于，所述控制器(eDCU)依赖于另外的可用的固定供能部地控制所述至少一个电池(B)的充电。
7.根据权利要求1或6所述的电驱动器，其特征在于，所述控制器(eDCU)依赖于未来的能量需求地控制所述至少一个电池的充电。
8.根据权利要求7所述的电驱动器，其特征在于，所述控制器依赖于计划的行驶时间地确定未来的能量需求。
9.一种用以运行用于搅拌器滚筒的电驱动器的方法，所述电驱动器具有高压直流电网(HVN)，至少一个电池(B)、变流器(SR)和用于联接固定电源的至少一个接口(IF)联接至所述高压直流电网，其中，仅通过至少一个外部接口对所述至少一个电池(B)充电，其中，设置有控制器(eDCU)，所述控制器控制来自联接至所述高压直流电网(HVN)的部件和去往联接至所述高压直流电网(HVN)的部件的能量流。
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