CN116488295A - 高压上电控制系统、方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压上电控制系统、方法及存储介质，该系统包括电池总单元、电能分配单元和主控制器；电池总单元用于根据启动信号控制N个蓄电子单元启动，产生N个蓄电子单元对应的电池信息；电能分配单元用于根据电池信息确定每个蓄电子单元是否满足高压上电条件；在满足高压上电条件时，还用于向主控制器发送环境检测指令；主控制器用于根据环境检测指令检测上电环境，在上电环境满足安全条件时，向电能分配单元发送高压上电指令；电能分配单元还用于根据高压上电指令控制N个蓄电子单元进行高压上电。本实施例提供的方案，能够使得工程设备的高压上电过程在安全且环保的环境下进行，取到了提升设备使用寿命，降低维护成本的有益效果。

Description

高压上电控制系统、方法及存储介质

技术领域

本发明涉及高压供电技术领域，尤其涉及一种高压上电控制系统、方法及存储介质。

背景技术

在以煤矿、电厂、隧道等存在大量易爆粉尘和瓦斯气体的环境下，在对工程设备进行高压上电时，如何安全且环保的进行上电，在高压供电领域是需要研究的重点问题。

目前，常见的工程设备(如井下防爆装载机)所使用的动力设备为防爆柴油机，即以防爆柴油机为动力对工程设备进行高压启动，以使得工程设备执行相应功能。但是，在以防爆柴油机为动力时，存在使用寿命低、维护费用高以及产生污染气体等问题。

发明内容

本发明提供一种高压上电控制系统、方法、电子设备及存储介质，能够改善现有的进行高压上电的方案。

第一方面，本发明实施例提供一种高压上电控制系统，所述高压上电控制系统包括电池总单元、电能分配单元和主控制器，所述电池总单元包括N个连接的蓄电子单元，其中：

所述电池总单元，用于根据启动信号控制N个所述蓄电子单元启动，产生N个所述蓄电子单元对应的电池信息，并将所述电池信息发送至所述电能分配单元；

所述电能分配单元，用于根据所述电池信息确定每个所述蓄电子单元是否满足高压上电条件；在满足高压上电条件时，还用于向所述主控制器发送环境检测指令；

所述主控制器，用于根据所述环境检测指令检测上电环境，在所述上电环境满足安全条件时，向所述电能分配单元发送高压上电指令；

所述电能分配单元，还用于根据所述高压上电指令控制N个所述蓄电子单元进行高压上电。

第二方面，本发明一种高压上电控制方法，应用任一实施例所述的高压上电控制系统，所述高压上电控制系统包括电池总单元、电能分配单元和主控制器，所述电池总单元包括N个连接的蓄电子单元，所述方法包括：

接收N个所述蓄电子单元根据启动信号启动时产生的电池信息；

根据所述电池信息确定每个所述蓄电子单元是否满足上电条件；

在满足上电条件时，根据所述主控制器反馈的高压上电指令控制N个所述蓄电子单元进行高压上电，其中，所述高压上电指令是所述主控制器根据环境检测指令确定满足上电环境后发送的。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本任一实施例所述的高压上电控制方法。

本发明提供的高压上电控制系统、方法及存储介质，该高压上电控制系统包括电池总单元、电能分配单元和主控制器，电池总单元包括N个连接的蓄电子单元；电池总单元，用于根据启动信号控制N个蓄电子单元启动，产生N个蓄电子单元对应的电池信息，并将电池信息发送至电能分配单元；电能分配单元，用于根据电池信息确定每个蓄电子单元是否满足高压上电条件；在满足高压上电条件时，还用于向主控制器发送环境检测指令；主控制器，用于根据环境检测指令检测上电环境，在上电环境满足安全条件时，向电能分配单元发送高压上电指令；电能分配单元，还用于根据高压上电指令控制N个蓄电子单元进行高压上电。本实施例提供的方案，通过蓄电池为系统提供高压电能，进一步在每个蓄电子单元均满足上电条件，对上电环境进行安全检测的方式，能够使得工程设备的高压上电过程在安全且环保的环境下进行，解决了现有高压启动方案存在的动力设备使用寿命低以及维护费用高的问题，取到了提升设备使用寿命，降低维护成本的有益效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例提供的一种高压上电控制的一个结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种高压上电控制的一个结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种高压上电控制系统的一个结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种高压上电控制逻辑示意图；

图5是本发明实施例提供的高压上电控制方法的一个流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种高压上电控制的一个结构示意图，本实施例可适用于在复杂环境下对设备进行高压上电的情况，该系统可以由高压上电控制方法来执行，具体地，请参考图1，该系统包括电池总单元10、电能分配单元20和主控制器30。电池总单元10与电能分配单元20连接，电能分配单元20与主控制器30连接，电池总单元10包括N个连接的蓄电子单元，其中：

电池总单元10，用于根据启动信号控制N个蓄电子单元启动，产生N个蓄电子单元对应的电池信息，并将电池信息发送至电能分配单元20。其中，上述N个连接的蓄电子单元的可通过并联和/或者串联的方式组成电池总单元10。

蓄电子单元可以由n个串联的电池模组组成，当前电池模组可以为具备防爆功能的锂离子蓄电池，当前防爆锂离子蓄电池具备存储电能和提供高压的功能。

本发明实施例通过锂离子蓄电池为动力设备提供高压电能，不会产生污染尾气，具备环保的有益效果。进一步地，在以蓄电子单元为动力进行高压上电时，如何根据一套完整的上电逻辑进行安全上电，是本实施例需要解决的重点问题。

在根据启动信号控制N个蓄电子单元启动时，当前启动信号的产生方式可以为：在动力设备上包含有为N个蓄电子单元单独设置的启动开关，将启动开关打开可产生启动信号，使得N个蓄电子单元能够根据启动信号启动，以在启动的过程中实现对每个蓄电子单元的自检。

若每个蓄电子单元都正常，则会产生每个蓄电子单元对应的电池信息发送至电能分配单元20，电能分配单元20分配单元可根据每个电池信息决定当前能否进行高压启动。当前电池信息可以包括：电池电量、电压数据、电流状态以及电池状态等，具体电池信息包含的内容在此不做限制。

电能分配单元20，用于根据电池信息确定每个蓄电子单元是否满足高压上电条件；在满足高压上电条件时，还用于向主控制器30发送环境检测指令。

满足高压上电的条件可以包括：电池电量是否符合需求、电压是否满足、电池是否充电等，巨日满足高压上电的条件在此不做限制。

其中，在电能分配单元20接收到每个蓄电子单元对应的电池数据时，可能存在当前蓄电子单元不导通或损坏的情况，在该种情况下，若其余蓄电子单元的电池数据均正常，且满足高压启动条件，则可不对当前蓄电子单元进行启动，只启动其余蓄电子单元即可。

一实施例中，在根据电池状态确定每个蓄电子单元是否满足高压上电条件时，电池状态包括充电状态和非充电状态，具体方式可以为，在N个蓄电子单元对应的电池状态包括充电状态时，电能分配单元20，还用于向主控制器30发送禁止上电指令；在N个电池模组对应的电池状态均为非充电状态时，向主控制器30发送环境检测指令。即N个蓄电子单元中包括至少一个电池状态为充电状态时，禁止进行高压启动。

上述电能分配单元20可以由电源分配单元(Power Distribution Unit，PDU)实现，以使得通过防爆PDU将电能分配给不同用电单元。

主控制器30，用于根据环境检测指令检测上电环境，在上电环境满足安全条件时，向电能分配单元20发送高压上电指令。

本实施例提供的高压上电方案，除适用于地面上电之外，还可适用于在隧道、矿井等包含有易爆粉尘及气体的复杂环境下，在复杂环境下进行高压启动时，需对动力设备所处的当前上电环境进行检测，以确保上电过程能够在安全的环境下进行。

其中，上述上电环境包括环境温度、一氧化碳浓度和甲烷浓度至少一种。

主控制根据环境检测指令检测上电环境的方式可以为，在动力设备上设置有环境温度传感器、一氧化碳传感器以及甲烷传感器等，根据各种类型传感器反馈的检测结果确定上电环境是否满足安全条件，若任意一种环境不满足安全条件，主控制器30可向电能分配单元20发送禁止高压上电的指令；在所有上电环境均满足安全条件时，主控制器30向电能分配单元20发送高压上电指令。具体上电环境所包含的检测内容在此不做限制，以施工所处的实际环境为准。

在N个蓄电子单元中当前蓄电子单元故障时，则电源分配单元可将当前蓄电子单元对应的电池信息反馈至主控制器30，在主控制器30中可集成有显示面板，以使得工作人员分析是否需要对当前蓄电子单元进行修复。

电能分配单元20，还用于根据高压上电指令控制N个蓄电子单元进行高压上电。即，在接收到高压上电指令之后，表明当前设备处于安全状态，可进行高压上电的操作，则电能分配单元20根据据高压上电指令控制N个蓄电子单元进行高压上电。

本实施例提供的高压上电控制系统，包括电池总单元、电能分配单元和主控制器30，电池总单元包括N个连接的蓄电子单元；电池总单元，用于根据启动信号控制N个蓄电子单元启动，产生N个蓄电子单元对应的电池信息，并将电池信息发送至电能分配单元；电能分配单元，用于根据电池信息确定每个蓄电子单元是否满足高压上电条件；在满足高压上电条件时，还用于向主控制器30发送环境检测指令；主控制器30，用于根据环境检测指令检测上电环境，在上电环境满足安全条件时，向电能分配单元发送高压上电指令；电能分配单元，还用于根据高压上电指令控制N个蓄电子单元进行高压上电。本实施例提供的方案，通过蓄电池为系统提供高压电能，进一步在每个蓄电子单元均满足上电条件，对上电环境进行安全检测的方式，能够使得工程设备的高压上电过程在安全且环保的环境下进行，解决了现有高压启动方案存在的动力设备使用寿命低以及维护费用高的问题，取到了提升设备使用寿命，降低维护成本的有益效果。

图2是本发明实施例提供的另一种高压上电控制系统的一个结构示意图，本实施例与上述实施例之间的关系对上述实施例相应特征的进一步细化。如图2所示，本发明实施例提供的高压上电控制系统中，每个蓄电子单元包括电池模组11、第一降压子单元12、电池管理子单元13；电池模组11的第一端与电池管理子单元13连接，电池模组11的第二端与第一降压子单元12连接，第一降压子单元12与电池管理子单元13连接，电池管理子单元13与电能分配单元20连接，其中：

电池模组11，用于根据启动信号产生初始电压，并将初始电压发送至第一降压子单元12。

电池模组11可以由n个串联的防爆锂离子蓄电池组成，n的取值可以为5、10或15等，具体n的取值在此不做限制，以实际需求为准。

在电池模组11中的所有电池启动之后，电池总单元10中的所有器件使能，在该种情况下，存在电压过高烧坏电子器件的情况，因此，首先将初始电压发送至每个第一降压子单元12，以使得启动第一降压子单元12的降压功能。

第一降压子单元12，用于将初始电压下降至目标电压，以根据目标电压为电池管理子单元13提供电能。

第一降压子单元12可将电池模产生的初始降压下降至12V/24V，以实现为每个电子器件的低压供电，当前第一降压子单元12可以由DCDC模块实现，具体目标电压的取值在此不做限制，以实际需求为准。

电池管理子单元13，用于获取每个电池模组11的电池信息，并将电池信息发送至电能分配单元20；还用于根据电能分配单元20反馈的高压上电指令控制电池模组11进行高压上电。

电池管理子单元13(Battery Management Unit)，简称BMU)，以实现向电能分配单元20传输电池模组11的电池数据和实施电能分配单元20对电池模组11的控制指令。在电池信息无故障，且主控制器30检测的上电环境符合案件条件时，电能分配单元20根据高压上电指令控制电池模组11进行高压上电。

具体每个蓄电子单元包含的电池模组11、第一降压子单元12和电池管理子单元13的工作过程可以为：手动拧动防爆锂离子蓄电池的启动开关后，蓄电池内部的DCDC模块上电，并使能启动输出12V/24V低压电，低压电唤醒BMU模块，BMU对串联的电池模组11模组进行检测，若检测正常，控制防爆锂离子电池高压上电，并将电池状态信息显示在电池箱上的显示屏中。若检测过程发现异常，将停止高压上电，并在显示屏中显示异常和报警信息，以便操作者及时的接收到异常和报警信息。

请继续参照图2，如图2所示，每个蓄电子单元还包括正极继电器14，电能分配单元20包括第二降压子单元21、电池控制子单元22和绝缘检测子单元23；正极继电器14的一端与电池管理子单元13连接，正极继电器14的另一端与电池控制子单元22连接，第二降压子单元21的一端与电池管理子单元13连接，第二降压子单元21的另一端与电池控制子单元22连接；绝缘检测子单元23与电池控制子单元22连接，电池控制子单元22与主控制器30连接，其中：

绝缘检测子单元23，用于根据高压上电指令对高压上电控制系统进行绝缘检测，获得绝缘检测结果，并将绝缘检测结果反馈至电池控制子单元22。

在电能分配单元20根据高压上电指令控制电池模组11进行高压上电之前，电能分配单元20中的电池控制子单元22首先控制绝缘检测子单元23对高压上电控制系统进行绝缘检测，以防止出现电路故障。当前绝缘检测结果可以为正常和异常，电池控制子单元22根据绝缘检测结果判定能否进入下一操作流程。在若检测到异常，电池控制子单元22将异常结果发送至主控制器30，主控制器30发送禁止高压上电的指令。

在主控制器30对应的显示界面上，工作人员可根据异常结果对高压上电控制系统进行人工检修，以排除故障。

电池控制子单元22，用于根据绝缘检测结果控制每个正极继电器14闭合，以使得对每个电池模组11进行高压上电，产生高压上电信号。

在绝缘检测结果为正常时，电池控制子单元22控制每个蓄电子单元的正极继电器14闭合，以使得每个电池模组11进行高压上电，产生高压上电信号。

可选地，在控制每个正极继电器14闭合时，整个闭合过程中电池控制子单元22将根据每个电池模组11中的电池电压由低到高的顺序逐一闭合正极继电器14，能够取到尽可能减小电池间的冲击，实现安全平稳的上电的有益效果。

第二降压子单元21，用于根据高压上电信号进行启动，向高压上电控制系统提供目标电压。

在正极继电器14闭合后第二降压子单元21得电唤醒，电能分配单元20通过使能控制使第二降压子单元21启动，以满足整机低压系统的供电需求。其中，当前第二降压子单元21可以由DCDC模块实现，目标电压可以为12V/24V等。

电池控制子单元22，用于获取每个电池模组11的高压上电状态，在高压上电状态故障时，将对应的故障信息反馈至主控制器30。

具体地，电池控制子单元22对每个电池模组11进行控制，能够检测各串联电池模组11的电压和电池状态，并能根据电池控制子单元22发出的CAN通讯指令控制每个电池管理子单元13的工作，电池控制子单元22也能通过CAN通讯方式向电池管理子单元13获取每个电池模组11的工作信息和故障信息。其中，每个电池模组11的工作信息可以包括每个所述电池模组11中电芯的温度、电压参数以及绝缘电阻等参数信息，在任一电池模组11的高压上电状态出现故障时，将对应的故障信息反馈至主控制器。

每个蓄电子单元中的第一降压子单元12在手动开启开关后便启动工作，为电池总单元10中的所有电子器件提供12V/24V低压供电。其中，电池总单元10中的每组蓄电池均拥有自主检测和控制的功能，每组蓄电池拥有为自身提供低压电源和为电能分配单元20提供低压辅助供电的功能。该功能能够实现动力设备中蓄电子单元的独立工作，也能够实现实时监测每个蓄电子单元，使得高压上电控制系统的使用和存放更为安全。进一步地，在电池控制子单元22接收到高压上电指令后，首先启动绝缘检测子单元23进行绝缘检测，在结果正常时，电池控制子单元22控制每个蓄电子单元中的正极继电器14导通，以使得电池模组11产生高压信息；进一步，在第二降压子单元21接收到高压信号后，第二降压子单元21产生目标电压，为供电系统中的电子器件提供低压需求，在高压上电后，第二降压子单元21工作后，将取代第一降压子单元12，成为主要的低压供电模块。

请继续参照图2，如图2所示，高压上电系统还包括电机控制器和电机模组，电机控制器41的一端与主控制器30连接，电机控制器41的另一端与电机模组50连接，其中：主控制器30，用于将高压上电信号发送至电机控制器41；电机控制器41，用于根据高压上电信号对电机模组50进行高压上电。

电机模组50根据动力设备类型的不同，电机模组50的具体类型也不同。示例性地，在动力设备为装载机为例，电机模组50可包括行走电机和上装电机，电机控制器41可包括行走电机控制器和上装电机控制器，其中，行走电机控制器与行走电机连接，行走控制器用于通过行走电机控制装载机的前后左右移动；上装电机控制器与上装电机连接，上装电机控制器用于通过上装电机控制装载机铲斗的移动；可选地，动力设备还可以为挖掘机械、起重机械、凿岩机械以及铲土运输机械等，具体电机控制器41和电机模组50的具体类型以及控制方式在此不做限制，以每个动力设备对应的实际功能需求为准。

请继续参照图2，为了实现在高压功能过程中，为实现每个动力设备中高压蓄电部分的平稳安全上电，本实施例提供的方案电能分配单元20还包括主预充子单元24、主开关子单元25和负开关子单元26；高压上电系统还包括辅开关单元，辅开关单元包括辅预充子单元42和辅开关子单元43；主预充子单元24、主开关子单元25和负开关子单元26的一端分别与电能分配单元20连接，主预充子单元24、主开关子单元25和负开关子单元26的另一端分别与电池管理子单元13连接；辅预充子单元42和辅开关子单元43的一端分别与电机控制器41连接，辅预充子单元42和辅开关子单元43的另一端分别与电机模组50连接，其中：

电池控制子单元22，用于在主控制器30接收到每个电池模组11的上电状态正常时，根据主控制器30发送的负开关闭合指令控制负开关子单元26闭合，获得负开关闭合信息。

电机控制器41，用于根据主控制器30发送的辅预充闭合指令控制辅预充子单元42闭合，获得辅预充闭合信息；辅预充闭合指令是主控制器30在接收到负开关闭合信息之后产生的。

电池控制子单元22，还用于根据主控制器30发送的主预充闭合指令控制主预充子单元24闭合，获得主预充闭合信息；主预充闭合指令是主控制器30在接收到辅预充闭合信息之后产生的。

主控制器30，还用于在辅预充子单元42和主预充子单元24对应的预充工作完成后，控制辅预充子单元42和主预充子单元24断开；还用于向电池控制子单元22发送主开关闭合指令，以使得主开关子单元25闭合；还用于向电机控制器41发送辅开关子单元43闭合指令，以使得辅开关子单元43闭合在闭合状态时，完成对高压上电控制系统的高压上电。

上述首先控制辅预充子单元42闭合，再控制主预充子单元24闭合的方式组成了双预充功能电路，使得预充功能有了双重保护，在单一预充回路出现故障时，依然能够保证电机系统的安全预充上电。电机控制器41可自身实现对高压供电的预充，保证高压上电的平稳性和安全性。

其中，上述主预充子单元24、主开关子单元25、负开关子单元26、辅预充子单元42和辅开关子单元43可由相应继电器实现对应功能。

请继续参照图2，如图2所示，高压上电系统还包括：充电单元，充电单元与电能分配单元20连接；

充电单元，用于产生充电电能，并将充电电能发送至电能分配单元20，电能分配单元20将充电电能传输至N个蓄电子单元，以使实现对N个蓄电子单元的充电。

每个蓄电子单元中的电池模组11由n个防爆锂离子蓄电池模组11组成，为使得电池模组11能够实现高压供电时所需的电能，在电池模组11中电量不足时，可使用充电单元通过电能分配单元20中的电池控制子单元22实现充电的操作。

具体地，本实施例提供的高压供电系统可包括防爆接线盒，防爆接线盒中包含有防爆充电座，防爆充电座可实现充电单元的功能作用。其中，防爆接线盒主要是各辅机系统和用电系统接线的部件，内置防爆充电座，是放电和充电线路中转的部件，防爆接线盒为线缆串并连接提供了安全的防爆场所。

请参照图3和图4，图3是本发明实施例提供的又一种高压上电控制系统的一个结构示意图，图4是本发明实施例提供的一种高压上电控制逻辑示意图。具体地，以动力设备为装载机为例，根据图4的控制逻辑，本实施例提供的高压上电系统对动力设备进行高压上电时可依据如下过程实现：

可手动拧动装载机中的钥匙开关至ON档位，电池总单元(防爆电池系统)中第一降压子单元(DCDC)输出的低压电将唤醒电能分配单元(防爆PDU)、主控制器(防爆VCU)、电机控制器(防爆行走电机控制器和防爆上装电机控制器)。电池管理子单元(BMU)唤醒后首先对每个蓄电子单元对应的电池模组进行自检，可将检测结果反馈在每个电池模组对应的显示界面中，以使得作业人员能够直观看到每个电池模组的电池信息(如，储电量、电压、电流等)，在电池信息无故障时，进一步电池管理子单元(BMU)可对每个电池模组的充电状态进行判定，若检测到充电信号，将判定系统为充电状态，禁止高压上电。若检测为非充电状态，则允许高压上电。

非充电状态下，拧动装载机中的钥匙开关至START挡，电池控制子单元(BMS)将对电池总单元(防爆电池系统)中的每个电子器件进行检测，检测异常后将为主控制器(防爆VCU)上报故障，若检测正常向主控制器(防爆VCU)上报系统正常。主控制器(防爆VCU)收到电能控制子单元(BMS)对电池模组的检测结果后，判定允许高压上电后，再进行爆炸环境的安全性判定，根据环境温度传感器、一氧化碳传感器、甲烷传感器反馈的检测结果，判定该环境下是否满足高压上电要求。若不满足高压上电要求，主控制器(防爆VCU)将发出禁止上高压指令。若判定满足高压上电要求，主控制器(防爆VCU)将发出高压上电信号。绝检测子单元收到高压上电信号后将对高压电路进行绝缘监测，若检测到异常，主控制器(防爆VCU)收到绝缘监测异常结果后将禁止高压上电，若绝缘监测正常，电池控制子单元(BMS)将控制每个蓄电子单元中的正极继电器闭合，整个闭合过程中电池控制子单元(BMS)将根据每个电池模组的电压由低到高的顺序逐一闭合正极继电器，尽可能减小电池间的冲击，实现安全平稳的上电。正极继电器闭合后第二降压组件(DC-DC)得电唤醒，以满足整机低压系统的供电需求。电池控制子单元(BMS)将再对电池总单元(防爆电池系统)和电能分配单元中每个电子器件的上电状态进行检测，在检测正常后，将控制闭合负开关子单元(负开关继电器)，电能控制子单元(BMS)反馈负开关子单元(负开关继电器)闭合状态。主控制器(防爆VCU)将控制防爆上装控制器和行走电机控制器辅预充子单元(辅预充继电器)，再控制主预充子单元(主预充继电器)闭合，以此实现双重预充保护控制。主控制器(防爆VCU)判定预充完成后将控制闭合主开关子单元(主开关继电器)，再控制闭合防爆上装控制器和行走电机控制器的辅开关子单元(辅开关继电器)。主控制器(防爆VCU)检测主开关子单元(主开关继电器)和辅开关子单元(辅开关继电器)闭合后，断开主预充子单元(主预充继电器)和辅预充子单元(辅开关继电器)，主控制器(防爆VCU)将监测所有开关的工作状态，判定开关状态正常后，整个高压上电系统的高压上电完成。

综上，本实施例提供的高压上电控制系统在进行高压上电时，电池管理子单元13和电池控制子单元22将实现对高压系统的双重监测。第一步是电池总单元10中的电池管理子单元根据启动信号控制N个蓄电子单元启动，在当前过程中，高压上电控制系统拥有充足的全面自检时间，在第一步的防爆电池上电过程中，操作者可以看到每组电池模组11的电池数据或报警信息，进而能够在第一时间发现风险，进而采取正确的处理措施，该过程增加了高压上电过程的人机交互，电池系统的自动检测和操作人员的人工检测同时进行，为防爆电池的安全工作提供了双重保障，最终实现发现和规避可能的风险。第二步是电池控制子单元22对高压上电控制系统的电池状态进行检测，绝缘监测子单元将对整机高压电路绝缘和环境进行检测后根据控制上电。在第二步中，操作者在上电过程中在发现故障时也可以取消上电或者由控制系统直接报故障进行高压下电，该过程也实现了人机共同监控上电状态的效果。提供的分步式高压上电的方案，更为科学、安全、有序和可靠，符合爆炸环境对防爆电动装载机高安全性的要求。

本发明实施例提供的高压上电控制系统，结合防爆工况下高安全性的要求，通过电能为动力设备进行功能的方式，满足防爆、性能稳定、噪声小、无污染、维修成本低等优势。进一步对高压上电控制系统提供的完整的上电逻辑，能够实现安全、科学、有序、平稳的高压上电和配电。进一步取到了保护操作人员安全，降低高压上电的问题可能引发的爆炸事故的有益效果

图5是本发明实施例提供的高压上电控制方法的一个流程示意图，该方法适用于执行本发明实施例提供的高压上电控制系统。如图5所示，该方法集成于本发明实施例提供的高压上电控制系统，高压上电控制系统包括电池总单元、电能分配单元和主控制器，电池总单元包括N个连接的蓄电子单元，方法包括：

S110、接收N个蓄电子单元根据启动信号启动时产生的电池信息。

蓄电子单元可以由n个串联的电池模组组成，当前电池模组可以为具备防爆功能的锂离子蓄电池，当前防爆锂离子蓄电池具备存储电能和提供高压的功能。

本发明实施例通过锂离子蓄电池为动力设备提供高压电能，不会产生污染尾气，具备环保的有益效果。进一步地，在以蓄电子单元为动力进行高压上电时，如何根据一套完整的上电逻辑进行安全上电，是本实施例需要解决的重点问题。

在根据启动信号控制N个蓄电子单元启动时，当前启动信号的产生方式可以为：在动力设备上包含有为N个蓄电子单元单独设置的启动开关，将启动开关打开可产生启动信号，使得N个蓄电子单元能够根据启动信号启动，以在启动的过程中实现对每个蓄电子单元的自检。

若每个蓄电子单元都正常，则会产生每个蓄电子单元对应的电池信息发送至电能分配单元，电能分配单元分配单元可根据每个电池信息决定当前能否进行高压启动。当前电池信息可以包括：电池电量、电压数据、电流状态以及电池状态等，具体电池信息包含的内容在此不做限制。

S120、根据电池信息确定每个蓄电子单元是否满足上电条件。

满足高压上电的条件可以包括：电池电量是否符合需求、电压是否满足、电池是否充电等，巨日满足高压上电的条件在此不做限制。

其中，在电能分配单元接收到每个蓄电子单元对应的电池数据时，可能存在当前蓄电子单元不导通或损坏的情况，在改种情况下，若其余蓄电子单元的电池数据均正常，且满足高压启动条件，则可不对当前蓄电子单元进行启动，只启动其余蓄电子单元即可。

一实施例中，在根据电池状态确定每个蓄电子单元是否满足高压上电条件时，电池状态包括充电状态和非充电状态，具体方式可以为，在N个蓄电子单元对应的电池状态包括充电状态时，电能分配单元，还用于向主控制器发送禁止上电指令；在N个电池模组对应的电池状态均为非充电状态时，向主控制器发送环境检测指令。即N个蓄电子单元中包括至少一个电池状态为充电状态时，禁止进行高压启动。

上述电能分配单元可以由电源分配单元(Power Distribution Unit，PDU)实现，以使得通过防爆PDU将电能分配给不同用电单元。

S130、在满足上电条件时，根据主控制器反馈的高压上电指令控制N个蓄电子单元进行高压上电。

其中，高压上电指令是主控制器根据环境检测指令确定满足上电环境后发送的。

本实施例提供的高压上电方案，除适用于地面上电之外，还可适用于在隧道、矿井等包含有易爆粉尘及气体的复杂环境下，在复杂环境下进行高压启动时，需对动力设备所处的当前上电环境进行检测，以确保上电过程能够在安全的环境下进行。

其中，上述上电环境包括环境温度、一氧化碳浓度和甲烷浓度至少一种。

主控制根据环境检测指令检测上电环境的方式可以为，在动力设备上设置有环境温度传感器、一氧化碳传感器以及甲烷传感器等，根据各种类型传感器反馈的检测结果确定上电环境是否满足安全条件，若任意一种环境不满足安全条件，主控制器可向电能分配单元发送禁止高压上电的指令；在所有上电环境均满足安全条件时，主控制器向电能分配单元发送高压上电指令。具体上电环境所包含的检测内容在此不做限制，以施工所处的实际环境为准。

在N个蓄电子单元中当前蓄电子单元故障时，则电源分配单元可将当前蓄电子单元对应的电池信息反馈至主控制器，在主控制器中可集成有显示面板，以使得工作人员分析是否需要对当前蓄电子单元进行修复。

电能分配单元，还用于根据高压上电指令控制N个蓄电子单元进行高压上电。即，在接收到高压上电指令之后，表明当前设备处于安全状态，可进行高压上电的操作，则电能分配单元根据据高压上电指令控制N个蓄电子单元进行高压上电。

本发明实施例提供的高压上电控制方法，通过蓄电池为系统提供高压电能，进一步在每个蓄电子单元均满足上电条件，对上电环境进行安全检测的方式，能够使得工程设备的高压上电过程在安全且环保的环境下进行，解决了现有高压启动方案存在的动力设备使用寿命低以及维护费用高的问题，取到了提升设备使用寿命，降低维护成本的有益效果。

本发明实施例提供的一种高压上电控制方法，相当于在本申请实施例所提供的一种高压上电控制系统基础上提供的一种高压上电控制方法，具备执行该系统相应的功能和有益效果，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序用于使处理器执行时实现本发明任一实施例的高压上电控制方法。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压上电控制系统，其特征在于，所述高压上电控制系统包括电池总单元、电能分配单元和主控制器，所述电池总单元包括N个连接的蓄电子单元，其中：

所述电池总单元，用于根据启动信号控制N个所述蓄电子单元启动，产生N个所述蓄电子单元对应的电池信息，并将所述电池信息发送至所述电能分配单元；

所述电能分配单元，用于根据所述电池信息确定每个所述蓄电子单元是否满足高压上电条件；在满足高压上电条件时，还用于向所述主控制器发送环境检测指令；

所述主控制器，用于根据所述环境检测指令检测上电环境，在所述上电环境满足安全条件时，向所述电能分配单元发送高压上电指令；

所述电能分配单元，还用于根据所述高压上电指令控制N个所述蓄电子单元进行高压上电。

2.根据权利要求1所述的高压上电控制系统，其特征在于，每个所述蓄电子单元包括电池模组、第一降压子单元、电池管理子单元，其中：

所述电池模组，用于根据所述启动信号产生初始电压，并将所述初始电压发送至所述第一降压子单元；

所述第一降压子单元，用于将所述初始电压下降至目标电压，以根据所述目标电压为所述电池管理子单元提供电能；

所述电池管理子单元，用于获取每个所述电池模组的电池信息，并将所述电池信息发送至所述电能分配单元；还用于根据所述电能分配单元反馈的高压上电指令控制所述电池模组进行高压上电。

3.根据权利要求2所述的高压上电控制系统，其特征在于，每个所述蓄电子单元还包括正极继电器；所述电能分配单元包括第二降压子单元、电池控制子单元和绝缘检测子单元，其中：

所述绝缘检测子单元，用于根据所述高压上电指令对所述高压上电控制系统进行绝缘检测，获得绝缘检测结果，并将所述绝缘检测结果反馈至电池控制子单元；

所述电池控制子单元，用于根据所述绝缘检测结果控制每个所述正极继电器闭合，以使得对每个所述电池模组进行高压上电，产生高压上电信号；

所述第二降压子单元，用于根据所述高压上电信号进行启动，向所述高压上电控制系统提供目标电压；

所述电池控制子单元，用于获取每个所述电池模组的高压上电状态，在所述高压上电状态故障时，将对应的故障信息反馈至所述主控制器。

4.根据权利要求3所述的高压上电控制系统，其特征在于，所述高压上电系统还包括电机控制器和电机模组，其中：

所述主控制器，用于将所述高压上电信号发送至所述电机控制器；

所述电机控制器，用于根据所述高压上电信号对所述电机模组进行高压上电。

5.根据权利要求4所述的高压上电控制系统，其特征在于，所述电能分配单元还包括主预充子单元、主开关子单元和负开关子单元；所述高压上电系统还包括辅预充子单元和辅开关子单元，其中：

所述电池控制子单元，用于在所述主控制器接收到每个所述电池模组的上电状态正常时，根据所述主控制器发送的负开关闭合指令控制所述负开关子单元闭合，获得负开关闭合信息；

所述电机控制器，用于根据所述主控制器发送的辅预充闭合指令控制所述辅预充子单元闭合，获得辅预充闭合信息；所述辅预充闭合指令是所述主控制器在接收到所述负开关闭合信息之后产生的；

所述电池控制子单元，还用于根据所述主控制器发送的主预充闭合指令控制所述主预充子单元闭合，获得主预充闭合信息；所述主预充闭合指令是所述主控制器在接收到所述辅预充闭合信息之后产生的；

所述主控制器，还用于在所述辅预充子单元和所述主预充子单元对应的预充工作完成后，控制所述辅预充子单元和所述主预充子单元断开；还用于向所述电池控制子单元发送主开关闭合指令，以使得所述主开关子单元闭合；还用于向所述电机控制器发送辅开关子单元闭合指令，以使得所述辅开关子单元闭合在闭合状态时，完成对所述高压上电控制系统的高压上电。

6.根据权利要求1所述的高压上电控制系统，其特征在于，所述高压上电系统还包括：充电单元，其中：

所述充电单元，用于产生充电电能，并将所述充电电能发送至所述电能分配单元，所述电能分配单元将所述充电电能传输至N个所述蓄电子单元，以使实现对N个所述蓄电子单元的充电。

7.根据权利要求2所述的高压上电控制系统，其特征在于，所述电池信息包括电池状态；

在N个所述蓄电子单元对应的电池状态包括充电状态时，所述电能分配单元，还用于向所述主控制器发送禁止上电指令；在N个所述电池模组对应的电池状态均为非充电状态时，向所述主控制器发送所述环境检测指令。

8.根据权利要求1所述的高压上电控制系统，其特征在于，所述上电环境包括环境温度、一氧化碳浓度和甲烷浓度至少一种。

9.一种高压上电控制方法，其特征在于，应用权利要求1-7任一所述的高压上电控制系统，所述高压上电控制系统包括电池总单元、电能分配单元和主控制器，所述电池总单元包括N个连接的蓄电子单元，所述方法包括：

接收N个所述蓄电子单元根据启动信号启动时产生的电池信息；

根据所述电池信息确定每个所述蓄电子单元是否满足上电条件；

在满足上电条件时，根据所述主控制器反馈的高压上电指令控制N个所述蓄电子单元进行高压上电，其中，所述高压上电指令是所述主控制器根据环境检测指令确定满足上电环境后发送的。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求9所述的高压上电控制方法。