CN209260625U - 一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，包括主处理器和脚刹机构，所述主处理器连接所述脚刹机构，所述主处理器和所述脚刹机构均安装在清扫车上。利用驾驶室内安装作业模式开关，可以切换纯电动扫路机当前的工作模式，作业模式和行驶模式，不同的工况下，对应不同的最高车速，保证了作业安全和行驶效率。与此同时，在复杂的城市交通状况中，需要频繁制动时，再生制动与机械制动协同作用，提高制动效果与可靠性，减少制动装置的机械磨损，避免扫路机作业过程中瞬时刹车时使得行走电机所受负荷和电路中电流急剧增加，进而导致电机堵转，造成安全隐患及财产损失。

Description

一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，属于电动扫路机行走控制系统技术领域。

背景技术

调研行业内的纯电动扫路机现状，车辆行走系统通常采用单一控制模式，不区分作业状态和行驶状态，不利于整车的作业安全及电量分配，且制动系统单一的采用机械刹车，其噪声较大，工作可靠性、稳定性、寿命及耐用性得不到有力保证；并且假如制动系统内部发生故障，不但车辆的制动效果会受到影响，而且操作驾驶室人员对于车辆制动效果的把控程度也会受到干扰，严重的甚至会造成交通安全事故。

当纯电动扫路机在城市中处在作业状态时，由于城市交通工况较为复杂，应限制最高车速以保证行人和驾驶员的安全；且纯电动扫路机制动的同时，确保动力电机第一时间断电是极为重要的环节，若单一的采用机械制动，在纯电动扫路机制动的瞬间，由于驱动电机没能及时断电，导致电机产生堵转现象，使电机、电机控制器及动力电池受到大电流的冲击而减少使用寿命，甚至发生损坏。

而再生制动是一种电辅助制动，作用时间一般为1ms，与机械制动协同作用，提高制动效果与可靠性，减少制动装置的机械磨损。同时再生制动在保持电动车稳定制动的前提下，通过电机将制动时车辆部分动能转换为电能存储起来，可以降低汽车的能耗损失，提高能量利用率，改善整车的续航里程。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统。

为达到上述目的，本实用新型提供一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，包括主处理器和脚刹机构，所述主处理器连接所述脚刹机构，所述主处理器和所述脚刹机构均安装在清扫车上。

优先地，所述脚刹机构包括开关KA10和位置传感器，所述开关KA10安装在刹车踏板的两端，所述主处理器串联所述开关KA10后连接供电端，所述开关KA10常闭；所述位置传感器固定设置在脚刹的下方，所述位置传感器连接所述主处理器，所述主处理器连接行走电机的U端、V端和W端。

优先地，包括用于切换工作状态和行驶状态的模式切换机构，所述模式切换机构包括中间继电器和KA12工作模式开关，所述KA12工作模式开关安装在清扫车的驾驶室内，所述主处理器串联所述KA12工作模式开关后连接供电端；所述中间继电器的线圈两端连接所述主处理器，所述中间继电器的两个常开触点串联电机控制器、熔断器后连接所述主处理器，所述主处理器串联所述KA12工作模式开关后连接供电端。

优先地，包括用于操作清扫车前进或后退的操作机构，所述操作机构包括KA1前进开关和KA2后退开关，所述主处理器串联所述KA1前进开关后连接供电端，所述主处理器串联所述KA2后退开关后连接供电端，所述KA1前进开关和所述KA2后退开关安装在清扫车的驾驶室内。

优先地，包括用于监督清扫车的手刹状态的手刹机构，所述手刹机构包括KA11手刹开关，所述KA11手刹开关安装在清扫车的手刹两端，所述KA11手刹开关常开，所述主处理器串联所述KA11手刹开关后连接供电端。

优先地，包括脚踏加速器，所述脚踏加速器的wiper引脚、使能引脚和接地端均连接所述主处理器，所述脚踏加速器的电源线连接供电端。

优先地，供电端为+48V供电。

优先地，包括温度传感器，所述温度传感器固定在行走电机上，所述温度传感器串联所述主处理器。

优先地，包括动力电池包和BMS2，所述动力电池包、所述BMS2、电机控制器和所述行走电机依次串联。

本实用新型所达到的有益效果：

利用驾驶室内安装作业模式开关，可以切换纯电动扫路机当前的工作模式，作业模式和行驶模式，不同的工况下，对应不同的最高车速，保证了作业安全和行驶效率。与此同时，在复杂的城市交通状况中，需要频繁制动时，再生制动与机械制动协同作用，提高制动效果与可靠性，减少制动装置的机械磨损，避免扫路机作业过程中瞬时刹车时，由于电路未能及时断电，行走电机仍然保持原有通电旋转状态，使得行走电机所受负荷和电路中电流急剧增加，进而导致电机堵转，甚至会把行走电机，动力电池以及电机控制器损毁，造成安全隐患及财产损失。再生制动在保持电动车稳定制动的前提下，通过电机将制动时车辆部分动能转换为电能存储起来，可以大大降低汽车的能耗损失，提高能量利用率，改善整车的续航里程。

通过本装置实现作业模式和行走模式下不同工况的最大车速设定，以保证作业安全和行驶效率，同时通过脚刹机构实现再生制动功能，与机械制动协同作用，提高制动效果与可靠性，减少制动装置的机械磨损，完成能量回收，达到增加纯电动扫路机整体续航里程的目的。

附图说明

图1是本实用新型安装在清扫车上的结构图；

图2是清扫车上的行走电机和传动装置的示意图；

图3是本实用新型中辅助再生制动和能量回收装置的电气原理图。

附图中标记含义，1-动力电池包；2-BMS；3-行走电机；4-电机控制器；5-KA12工作模式开关；6-刹车踏板；7-位置传感器；9-中间继电器。

具体实施方式

以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，包括主处理器和脚刹机构，所述主处理器连接所述脚刹机构，所述主处理器和所述脚刹机构均安装在清扫车上。

进一步地，所述脚刹机构包括开关KA10和位置传感器7，所述开关KA10安装在刹车踏板的两端，所述主处理器串联所述开关KA10后连接供电端，所述开关KA10常闭；所述位置传感器7固定设置在脚刹的下方，所述位置传感器7连接所述主处理器，所述主处理器连接行走电机3的U端、V端和W端，所述位置传感器7为限位开关，根据刹车踏板的踩踏行程判断驾驶员的意图。

进一步地，包括用于切换工作状态和行驶状态的模式切换机构，所述模式切换机构包括中间继电器9和KA12工作模式开关5，所述KA12工作模式开关5安装在清扫车的驾驶室内，所述主处理器串联所述KA12工作模式开关5后连接供电端；所述中间继电器9的线圈两端连接所述主处理器，所述中间继电器9的两个常开触点串联电机控制器4、熔断器后连接所述主处理器，所述主处理器串联所述KA12工作模式开关5后连接供电端，所述中间继电器9的两个常开触点连接电机控制器4的输入端。

进一步地，包括用于操作清扫车前进或后退的操作机构，所述操作机构包括KA1前进开关和KA2后退开关，所述主处理器串联所述KA1前进开关后连接供电端，所述主处理器串联所述KA2后退开关后连接供电端，所述KA1前进开关和所述KA2后退开关安装在清扫车的驾驶室内。

进一步地，包括用于监督清扫车的手刹状态的手刹机构，所述手刹机构包括KA11手刹开关，所述KA11手刹开关安装在清扫车的手刹两端，所述KA11手刹开关常开，所述主处理器串联所述KA11手刹开关后连接供电端。

进一步地，包括脚踏加速器，所述脚踏加速器的wiper引脚、使能引脚和接地端均连接所述主处理器，所述脚踏加速器的电源线连接供电端，所述脚踏加速器安装在驾驶室内方向盘立柱右侧。

本装置中KA12工作模式开关5，开关KA10，中间继电器9，位置传感器7，脚踏加速器，KA11手刹开关，KA1前进开关和KA2后退开关现有技术中能满足本装置的要求的型号很多，本装置中不一一举例，本领域技术人员可以根据实际需要选择相应的型号。

进一步地，供电端为+48V供电。

进一步地，现有技术中能实现本装置需要的功能的主处理器型号很多，本实施例中所述主处理器型号可以采用Curtis-1234SE。

进一步地，包括温度传感器，所述温度传感器固定在行走电机3上，所述温度传感器串联所述主处理器。

进一步地，包括动力电池包1和BMS2，所述动力电池包1、所述BMS2、电机控制器4和所述行走电机3依次串联，现有技术中主处理器，动力电池包1，电池管理系统即BMS能满足本装置的类型型号繁多，本装置中不一一举例，本领域技术人员可以根据实际需要选择相应的型号。

刹车踏板、手刹、脚踏加速器对应的油门踏板均为集成在现有技术中清扫车上的部件，本装置可安装在现有技术中的各种型号清扫车，本实施例中不一一举例，本领域技术人员可以根据实际需要选择相应的型号。

所述开关KA10连接主处理器的J1-22引脚，所述中间继电器9的电磁线圈两端连接主处理器的J1-6引脚和J1-13引脚。

所述位置传感器7的Br引脚连接主处理器的J1-25引脚，所述位置传感器7的Y引脚连接主处理器的J1-31引脚，所述位置传感器7的BI引脚连接主处理器的J1-32引脚，所述位置传感器7的BK引脚连接主处理器的J1-37引脚。

KA12工作模式开关5连接主处理器的J1-11引脚，KA1前进开关连接主处理器的J1-22引脚，KA2后退开关连接主处理器的J1-33引脚，KA11手刹开关连接主处理器的J1-10引脚，所述脚踏加速器 的wiper引脚、使能引脚和接地端分别连接所述主处理器的J1-16引脚、J1-14引脚和J1-18引脚，

所述温度传感器的AI端连接主处理器的J1-8引脚，所述温度传感器的GND连接所述主处理器的J1-7引脚 。

动力电池包1经BMS2和电机控制器4给行走电机3供电，行走电机3带动纯电动扫路机动力输出轴转动进而驱动车辆行驶；通过在驾驶室内安装作业模式开关5，来限制作业模式和行走模式不同工况下的最高车速。通过刹车踏板6及位置传感器7实现辅助再生制动功能，当驾驶员踩下刹车踏板6时，位置传感器7识别判断是否引入踏板发出的信号，电机控制器4接收踏板位置传感器发出的信号，进而使行走电机3产生反向力矩达到快速制动的目的，提高制动效果与可靠性，减少制动装置的机械磨损；通过电机控制器4的逆变实现能量回收功能，当行走电机处于滑行状态或者刹车制动过程时，利用行走电机3本身产生的电动势，经电机控制器4逆变后再通过BMS给动力电池1充电，完成能量回收，增加纯电动扫路机续航里程。

利用驾驶室内安装作业模式开关，可以切换纯电动扫路机当前的工作模式，作业模式和行驶模式，不同的工况下，对应不同的最高车速，保证了作业安全和行驶效率。与此同时，在复杂的城市交通状况中，需要频繁制动时，再生制动与机械制动协同作用，提高制动效果与可靠性，减少制动装置的机械磨损，避免扫路机作业过程中瞬时刹车时，由于电路未能及时断电，行走电机仍然保持原有通电旋转状态，使得行走电机所受负荷和电路中电流急剧增加，进而导致电机堵转，甚至会把行走电机，动力电池以及电机控制器损毁，造成安全隐患及财产损失。再生制动在保持电动车稳定制动的前提下，通过电机将制动时车辆部分动能转换为电能存储起来，可以大大降低汽车的能耗损失，提高能量利用率，改善整车的续航里程。

动力电池包1是整车的能量供给装置，是纯电动扫路机的核心能量源，为整车提供电能；BMS2是动力电池包1最重要的组成部分，防止电池出现过充和过放并实时监测电池的运行状态；电机控制器4经驱动模块和逆变模块后产生行走电机工作时所需要的三相电压。动力电池包1经BMS2和电机控制器4给行走电机供电，行走电机③通过传动装置⑧带动扫路机动力输出轴转动进而驱动车辆行驶。

一、作业模式切换：

通过在驾驶室内安装作业模式开关5，来限制作业模式和行走模式不同工况下的最高车速。当驾驶员按下作业模式开关5时，通过中间继电器9闭合向电机控制器4发出开关量输入信号，纯电动扫路机变为作业模式，此时最大车速V1≤5km/h，保证作业安全；当驾驶员再次按下作业模式开关5使其弹起时，中间继电器9断开，电机控制器4切换纯电动扫路机变为行驶模式，此时最大车速V2≤25km/h，方便车辆转场工作。

二、辅助再生制动：

当驾驶员踩下刹车踏板7时，位置传感器7识别判断是否引入踏板发出的开关量信号，当刹车踏板行程L1≤1/3行程时，位置传感器7不触发开关量信号，当刹车踏板行程L1≥1/3行程时，电机控制器4接收踏板发出的开关量信号，使电动机产生一个与转动反向相反的转矩迅速停转，达到快速制动电机的目的。

当行走电机3处于滑行状态或者辅助再生制动过程时，利用电机本身自转产生的电动势，经电机控制器4逆变后再通过BMS2给动力电池包1充电，实现能量回收以增加纯电动扫路的续航里程，行走电机3为清扫车上自带的电机，现有技术中可用的电机种类很多，本装置中不一一举例。

可能以许多方式来实现本实用新型的方法和系统，例如：可以通过硬件、软件、固件或者硬件、软件、固件的任何组合来实现本实用新型的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本实用新型的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其他的方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本实用新型实施为记录在记录介质的程序，这些程序包括用于根据本实用新型的方法的机器可以读出指令。因此，本实用新型还覆盖存用于执行根据本实用新型的方法的程序的记录介质。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，其特征在于，包括主处理器和脚刹机构，所述主处理器连接所述脚刹机构，所述主处理器和所述脚刹机构均安装在清扫车上。

2.根据权利要求1所述的一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，其特征在于，所述脚刹机构包括开关KA10和位置传感器(7)，所述开关KA10安装在刹车踏板上，所述主处理器串联所述开关KA10后连接供电端，所述开关KA10常闭；所述位置传感器(7)固定设置在刹车踏板的下方，所述位置传感器(7)连接所述主处理器，所述主处理器连接行走电机(3)的U端、V端和W端。

3.根据权利要求1所述的一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，其特征在于，包括用于切换工作状态和行驶状态的模式切换机构，所述模式切换机构包括中间继电器(9)和KA12工作模式开关(5)，所述KA12工作模式开关(5)安装在清扫车的驾驶室内，所述主处理器串联所述KA12工作模式开关(5)后连接供电端；所述中间继电器(9)的线圈两端连接所述主处理器，所述中间继电器(9)的两个常开触点串联电机控制器(4)、熔断器后连接所述主处理器，所述主处理器串联所述KA12工作模式开关(5)后连接供电端。

4.根据权利要求1所述的一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，其特征在于，包括用于操作清扫车前进或后退的操作机构，所述操作机构包括KA1前进开关和KA2后退开关，所述主处理器串联所述KA1前进开关后连接供电端，所述主处理器串联所述KA2后退开关后连接供电端，所述KA1前进开关和所述KA2后退开关安装在清扫车的驾驶室内。

5.根据权利要求1所述的一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，其特征在于，包括用于监督清扫车的手刹状态的手刹机构，所述手刹机构包括KA11手刹开关，所述KA11手刹开关安装在清扫车的手刹两端，所述KA11手刹开关常开，所述主处理器串联所述KA11手刹开关后连接供电端。

6.根据权利要求1所述的一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，其特征在于，包括脚踏加速器，所述脚踏加速器的wiper引脚、使能引脚和接地端均连接所述主处理器，所述脚踏加速器的电源线连接供电端。

7.根据权利要求2所述的一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，其特征在于，供电端为+48V供电。

8.根据权利要求1所述的一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，其特征在于，包括温度传感器，所述温度传感器固定在行走电机(3)上，所述温度传感器串联所述主处理器。

9.根据权利要求1所述的一种带辅助再生制动的多模式纯电动扫路机行走控制系统，其特征在于，包括动力电池包(1)和BMS(2)，所述动力电池包(1)、所述BMS(2)、电机控制器(4)和行走电机(3)依次串联。