CN212400926U

CN212400926U - 多动力源工程机械能量管理系统

Info

Publication number: CN212400926U
Application number: CN202021527258.4U
Authority: CN
Inventors: 易琅琳
Original assignee: Sichuan Dinghong Zhidian Equipment Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Dinghong Zhidian Equipment Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2021-01-26
Anticipated expiration: 2030-07-29

Abstract

本申请实施例公开了一种多动力源工程机械能量管理系统，该系统中的第二能量管理单元用于控制第一动力蓄电池系统和第二动力蓄电池系统交替为负载供电；第一能量管理单元用于控制增程器在第一动力蓄电池系统或第二动力蓄电池系统空闲时为第一动力蓄电池系统或第二动力蓄电池系统充电。本申请实施例采用独立的动力蓄电池系统交替对负载进行供电，增程器在动力蓄电池系统空闲时对其充电，减少了动力蓄电池系统频繁充放电的次数，延长了动力蓄电池系统的使用寿命，增程器不直接为负载供电，可使增程器稳定工作于高效节能区，提高了增程器的工作效率，降低了能耗。

Description

多动力源工程机械能量管理系统

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，具体涉及一种多动力源工程机械能量管理系统。

背景技术

工程机械是装备工业的重要组成部分，是土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工程所必需的机械装备。

目前的增程式混合动力工程机械在纯电驱动的基础之上，增加了内燃机给动力电池充电或直接驱动电机使工程机械工作增加续航里程，相较于单一的纯电驱动的工程机械具有续航里程更长的优点。

但是，现有的增程式混合动力工程机械一般只有一个锂电池系统，由于工程机械的工作环境较为复杂，负载所需功率存在波动，并不稳定，当增程器输出功率大于负载所需功率时，多余的功率会用于给锂电池系统充电，当增程器输出功率小于负载所需功率时，又需要锂电池系统放电，补充负载不够的功率。在这样的工况下，锂电池系统会频繁地充电放电，对锂电池系统的使用寿命存在极大影响。

实用新型内容

本申请提供一种多动力源工程机械能量管理系统，旨在解决现有技术中锂电池系统频繁充放电，使用寿命受影响较大的问题，延长了动力源的使用寿命，降低了工程成本。

本申请提供一种多动力源工程机械能量管理系统，包括中央控制器、增程器、第一能量管理单元、第二能量管理单元、第一动力蓄电池系统和第二动力蓄电池系统，第二能量管理单元用于连接负载，负载与中央控制器通信连接，其中：

中央控制器用于分别控制增程器、第一能量管理单元、第二能量管理单元、第一动力蓄电池系统、第二动力蓄电池系统和负载的运作；

当所述第一动力蓄电池系统和所述第二动力蓄电池系统两者的系统状态满足第一预设状态条件时，所述第二能量管理单元导通所述第一动力蓄电池系统与所述负载之间的电路，以及断开所述第二动力蓄电池系统与所述负载之间的电路，使得所述第一动力蓄电池系统为所述负载供电，同时所述第一能量管理单元导通所述第二动力蓄电池系统与所述增程器之间的电路，以使得所述增程器为所述第二动力蓄电池系统充电；

当所述第一动力蓄电池系统和所述第二动力蓄电池系统两者的系统状态满足第二预设状态条件时，所述第二能量管理单元断开所述第一动力蓄电池系统与所述负载之间的电路，以及导通所述第二动力蓄电池系统与所述负载之间的电路，使得所述第二动力蓄电池系统为所述负载供电，同时所述第一能量管理单元导通所述第一动力蓄电池系统与所述增程器之间的电路，以使得所述增程器为所述第一动力蓄电池系统充电。

在本申请一种可能的实现方式中，第一预设状态条件具体为：所述第二动力蓄电池系统的电量百分比低于第二预设最低百分比；所述第二预设状态条件具体为：所述第一动力蓄电池系统的电量百分比低于第一预设最低百分比。

在本申请一种可能的实现方式中，增程器为第二动力蓄电池系统充电时，第一能量管理单元还用于在第二动力蓄电池系统的电量百分比达到第二预设最高百分比时，断开第二动力蓄电池系统与增程器之间的电路。

在本申请一种可能的实现方式中，增程器为第一动力蓄电池系统充电时，第一能量管理单元还用于在第一动力蓄电池系统的电量百分比达到第一预设最高百分比时，断开第一动力蓄电池系统与增程器之间的电路。

在本申请一种可能的实现方式中，第一动力蓄电池系统或第二动力蓄电池系统还分别用于在工程机械制动或减速时，回收负载形成的回馈能量。

在本申请一种可能的实现方式中，第一动力蓄电池系统或第二动力蓄电池系统还分别用于在增程器启动时，为增程器提供启动电能。

在本申请一种可能的实现方式中，系统还包括充电装置和第三能量管理单元，所述中央控制器还用于分别控制所述充电装置和所述第三能量管理单元；

当所述第二能量管理单元导通所述第一动力蓄电池系统与所述负载之间的电路，以及断开所述第二动力蓄电池系统与所述负载之间的电路，使得所述第一动力蓄电池系统为所述负载供电时，所述第三能量管理单元导通所述第二动力蓄电池系统与所述充电装置之间的电路，以使得所述充电装置为所述第二动力蓄电池系统充电；

当所述第二能量管理单元断开所述第一动力蓄电池系统与所述负载之间的电路，以及导通所述第二动力蓄电池系统与所述负载之间的电路，以使得所述第二动力蓄电池系统为所述负载供电时，所述第三能量管理单元导通所述第一动力蓄电池系统与所述充电装置之间的电路，以使得所述充电装置为所述第一动力蓄电池系统充电。

在本申请一种可能的实现方式中，增程器包括发动机、发电机和双向交直流变换器，发动机与发电机机械连接，发电机与双向交直流变换器电连接，发动机用于产生动能，发电机用于将发动机产生的动能转换为交流电，双向交直流变换器用于将交流电转换为直流电输出为第一动力蓄电池系统和第二动力蓄电池系统充电，或者用于将第一动力蓄电池系统和第二动力蓄电池系统输出的直流电转换为交流电输入，带动发动机启动。

本申请中，采用相互独立的动力蓄电池系统交替对负载进行供电，并且增程器在其中一个动力蓄电池系统为负载供电的同时，对另一个空闲的动力蓄电池系统充电，减少了动力蓄电池系统频繁充放电的次数，大大延长了动力蓄电池系统的使用寿命，另外本申请的增程器不直接为负载供电，只为动力蓄电池系统充电，可以使增程器稳定工作于高效节能区，提高了增程器的工作效率，降低了能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例提供的多动力源工程机械能量管理系统的一个实施例结构示意图；

图2是本申请实施例中提供的多动力源工程机械能量管理系统的又一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种多动力源工程机械能量管理系统，以下进行详细说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的多动力源工程机械能量管理系统的一个结构示意图，该多动力源工程机械能量管理系统可以包括：中央控制器100、增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400，第二能量管理单元600电连接有负载700，负载700与中央控制器100通信连接。

请参考图1，中央控制器100与增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700之间可通过任何通信方式实现通信连接，包括但不限于，串口通信(Serial Communication)方式、无线通信(Wireless Communication)方式等。中央控制器100可以通过上述通信方式与增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700实现数据传输与控制。

本申请实施例中，增程器200可以包括发动机、发电机和双向交直流变换器，其中，发动机与发电机机械连接，发电机与双向交直流变换器电连接，发动机用于产生动能，发电机用于将发动机产生的动能转换为交流电，双向交直流变换器可以用于整流，即将该交流电转换为直流电输出，用于为第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400充电，也可以用于逆变，即将第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400输出的直流电转换为交流电输入，带动发动机启动。

本申请实施例中，发动机可以是汽油发动机、柴油发动机、压缩天然气(Compressed Natural Gas，CNG)发动机、液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)发动机等目前市面上常见的发动机，发电机可以是同步发电机、异步发电机、单相发电机、三相发电机等不同类型的发电机，双向交直流变换器可以是目前已有的任意整流(Rectifier)/逆变器(Inverter)，具体此处不做限定，另外本申请实施例的发电机和双向交直流变换器还可以用目前市面上现有的直流发电机进行替换，增程器200还可以用燃料电池系统代替。

本申请实施例中的第一能量管理单元500和第二能量管理单元600可以是电源分配单元(Power Distribution Unit，PDU)等用于实现电力分配的器件，本申请实施例中的第一动力蓄电池系统和第二动力蓄电池系统可以是锂电池系统、铅酸蓄电池系统、镍氢蓄电池系统等其他蓄电池系统，需要说明的是，本申请实施例中的多个能量管理单元也可以是一个集成的总能量管理单元，可以通过该总能量管理单元分别对各器件之间的电路通断进行控制。

本申请实施例中的负载700可以是电机、压缩机、加热器等需要消耗能量或可产生回馈能量的装置。该回馈能量，具体指的是可以回收并进行存储的电能，该电能还可能由相关的位能、动能等机械能转化得到。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构示意图，仅仅是本申请方案的一种结构示意图，并不构成对本申请方案的限定，其他的应用场景还可以包括比图1中所示更多的动力蓄电池系统，例如图1中仅示出2个动力蓄电池系统，可以理解的，该多动力源工程机械能量管理系统还可以包括3个或多个与中央控制器100通信连接以及和第一能量管理单元500和第二能量管理单元600电连接的其他动力蓄电池系统，具体此处不做限定。

需要说明的是，图1所示的多动力源工程机械能量管理系统的结构示意图仅仅是一个示例，本申请实施例描述的多动力源工程机械能量管理系统以及结构是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着多动力源工程机械能量管理系统的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

首先，如图1所示，本申请实施例提供一种多动力源工程机械能量管理系统，该系统包括中央控制器100、增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400，第二能量管理单元600与负载700电连接，其中：

中央控制器100分别与增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700通信连接，用于分别控制增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700的运作。

本申请实施例中，中央控制器100分别与增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700通信，接收增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700的反馈信息，同时也向增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700发送控制指令，以指示增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700的运作。需要说明的是，本申请实施例中的中央控制器100可以是一个具有控制功能的器件，也可以由不同控制器组成，比如可以为增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700分别配置一个控制器，来对增程器200、第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第一动力蓄电池系统300、第二动力蓄电池系统400和负载700进行控制，并且本实施例的中央控制器100还具有故障判断、分配策略调整、实时监控等功能，中央控制器100的具体功能可以根据实际应用场景进行选择调整。

当所述第一动力蓄电池系统300和所述第二动力蓄电池系统400两者的系统状态满足第一预设状态条件时，所述第二能量管理单元600导通所述第一动力蓄电池系统300与所述负载700之间的电路，以及断开所述第二动力蓄电池系统400与所述负载700之间的电路，使得所述第一动力蓄电池系统300为所述负载700供电，同时所述第一能量管理单元500导通所述第二动力蓄电池系统400与所述增程器200之间的电路，以使得所述增程器200为所述第二动力蓄电池系统400充电；

当所述第一动力蓄电池系统300和所述第二动力蓄电池系统400两者的系统状态满足第二预设状态条件时，所述第二能量管理单元600断开所述第一动力蓄电池系统300与所述负载700之间的电路，以及导通所述第二动力蓄电池系统400与所述负载700之间的电路，使得所述第二动力蓄电池系统400为所述负载700供电，同时所述第一能量管理单元500导通所述第一动力蓄电池系统300与所述增程器200之间的电路，以使得所述增程器200为所述第一动力蓄电池系统300充电。

本申请实施例中，增程器200通过第一能量管理单元500与第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400电连接，将增程器200的预设功率设置在该增程器200的高效节能区，使增程器200以最低能耗最高效率稳定输出，为第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400充电。

负载700通过第二能量管理单元600与第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400电连接，使得负载700接收第一动力蓄电池系统300或第二动力蓄电池系统400提供的电能而运作，本实施例中，默认第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400在系统初始时，均处于满电量的状态，即电量百分比均为100％。

第二能量管理单元600可以包括第六开关K6和第五开关K5，第一动力蓄电池系统300通过第六开关K6与负载700连接，第二动力蓄电池系统400通过第五开关K5与负载700连接。当第一动力蓄电池系统300和所述第二动力蓄电池系统400两者的系统状态在第一预设状态条件和第二预设状态条件切换时，通过第二能量管理单元600使第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400相互交替为负载700供电，具体的，当第一动力蓄电池系统300和所述第二动力蓄电池系统400两者的系统状态满足第一预设状态条件时，第二能量管理单元600的第六开关K6闭合，使第一动力蓄电池系统300与负载700之间的电路导通，从而使第一动力蓄电池系统300为负载700提供工作电能，在第一动力蓄电池系统300为负载700供电时，第二动力蓄电池系统400处于空闲状态；当第一动力蓄电池系统300和所述第二动力蓄电池系统400两者的系统状态满足第二预设状态条件时，第二能量管理单元600的第五开关K5闭合，使第二动力蓄电池系统300与负载700之间的电路导通，从而使第二动力蓄电池系统300为负载700提供工作电能，而在第二动力蓄电池系统300为负载700供电时，第一动力蓄电池系统400处于空闲状态。

本申请实施例中，第一能量管理单元500可以包括第一开关K1和第二开关K2，第一动力蓄电池系统300通过第二开关K2与增程器200连接，第二动力蓄电池系统400通过第一开关K1与增程器200连接。当第一动力蓄电池系统300为负载700供电时，第二动力蓄电池系统400处于空闲状态，若此时第二动力蓄电池系统400满足第一预设状态条件，则第一能量管理单元500的第一开关K1闭合，使第二动力蓄电池系统400与增程器200之间的电路导通，增程器200为该第二动力蓄电池系统400充电；当第二动力蓄电池系统400为负载700供电时，第一动力蓄电池系统300处于空闲状态，若此时第一动力蓄电池系统300满足第二预设状态条件，则第一能量管理单元500的第二开关K2闭合，使第一动力蓄电池系统300与增程器200之间的电路导通，增程器200为该第一动力蓄电池系统300充电。

需要说明的是，由于在系统初始时，默认第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400均处于满电量的状态，即电量百分比均为100％，当系统开始工作，第一动力蓄电池系统300第一次为负载700供电时，由于第二动力蓄电池系统400处于满电量的状态，则第一能量管理单元500的第一开关K1不会闭合，增程器200不会为第二动力蓄电池系统400充电。当第一动力蓄电池系统300满足第二预设状态条件时，第二能量管理单元600的第五开关K5闭合，使第二动力蓄电池系统400与负载700之间的电路导通，第二动力蓄电池系统400为负载700供电，同时第六开关K6断开，第一能量管理单元500的第二开关K2闭合，增程器200为该第一动力蓄电池系统300充电；若系统开始工作，第二动力蓄电池系统300第一次为负载700供电，也是如上同样的工作原理，此处不再赘述。

本申请实施例中，采用相互独立的动力蓄电池系统交替对负载700进行供电，并且增程器200在其中一个动力蓄电池系统为负载700供电的同时，按照预设功率对另一个空闲的动力蓄电池系统充电，减少了动力蓄电池系统频繁充放电的次数，大大延长了动力蓄电池系统的使用寿命，另外本申请实施例的增程器200不直接为负载供电，只按照预设功率为动力蓄电池系统充电，可以使增程器200稳定工作于高效节能区，提高了增程器200的工作效率。

在本申请一些实施例中，第一预设状态条件具体为：所述第二动力蓄电池系统400的电量百分比低于第二预设最低百分比；所述第二预设状态条件具体为：所述第一动力蓄电池系统300的电量百分比低于第一预设最低百分比。

当第二动力蓄电池系统400的电量百分比低于第二预设最低百分比时，第二能量管理单元600导通第一动力蓄电池系统300与负载700之间的电路，断开第二动力蓄电池系统400与负载700之间的电路，以使得第一动力蓄电池系统300为负载700供电；同时第一能量管理单元500导通第二动力蓄电池系统400与增程器200之间的电路，以使得增程器200为第二动力蓄电池系统400充电；

增程器200为第二动力蓄电池系统400充电时，第一能量管理单元500还用于在第二动力蓄电池系统400的电量百分比达到第二预设最高百分比时，断开第二动力蓄电池系统400与增程器200之间的电路，增程器200停止为第二动力蓄电池系统400充电。

当第一动力蓄电池系统300的电量百分比低于第一预设最低百分比时，第二能量管理单元600断开第一动力蓄电池系统300与负载700之间的电路，导通第二动力蓄电池系统400与负载700之间的电路，以使得第二动力蓄电池系统400为负载700供电；同时第一能量管理单元500导通第一动力蓄电池系统300与增程器200之间的电路，以使得增程器200为第一动力蓄电池系统300充电。

增程器200为第一动力蓄电池系统300充电时，第一能量管理单元500还用于在第一动力蓄电池系统300的电量百分比达到第一预设最高百分比时，断开第一动力蓄电池系统300与增程器200之间的电路，增程器200停止为第一动力蓄电池系统300充电。

本申请实施例中，设置系统初始时，第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400的电量百分比均为100％，但是在第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400为负载700供电的过程中，设置第一动力蓄电池系统300的第一预设最低百分比为20％，第二动力蓄电池系统400的第二预设最低百分比为20％，在增程器200为第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400充电时，设置第一动力蓄电池系统300的第一预设最高百分比为80％，第二动力蓄电池系统400的第二预设最高百分比为80％。

当第二动力蓄电池系统400的电量百分比低于20％时，第二能量管理单元600的第六开关K6闭合，导通第一动力蓄电池系统300与负载700之间的电路，断开第二动力蓄电池系统400与负载700之间的电路，使第一动力蓄电池系统300为负载700供电，并且在此同时，第一能量管理单元500的第一开关K1闭合，导通第二动力蓄电池系统400与增程器200之间的电路，使增程器200为第二动力蓄电池系统400充电，当第二动力蓄电池系统400的电量百分比达到80％时，第一开关K1断开，第二动力蓄电池系统400与增程器200之间的电路断开，增程器200停止为第二动力蓄电池系统400充电。

当第一动力蓄电池系统300的电量百分比低于20％时，第二能量管理单元600的第五开关闭合，导通第二动力蓄电池系统400与负载700之间的电路，断开第一动力蓄电池系统300与负载700之间的电路，使第二动力蓄电池系统400为负载700供电，并且在此同时，第一能量管理单元500的第二开关K2闭合，导通第一动力蓄电池系统300与增程器200之间的电路，使增程器200为第一动力蓄电池系统300充电，当第一动力蓄电池系统300的电量百分比达到80％时，第二开关K2断开，第一动力蓄电池系统300与增程器200之间的电路断开，增程器200停止为第一动力蓄电池系统300充电。在增程器200停止为第二动力蓄电池系统400或第一动力蓄电池系统300充电时，增程器200停止工作，以节约能源。

本实施例在第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400的充放电过程中，没有对第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400进行满充满放，而是设置当放电时电量百分比下降到20％就停止放电，充电时电量百分比上升到80％就停止充电，进一步提高了第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400的使用寿命，同时能以更高的充电功率充电和更高的放电效率放电。需要说明的是，第一预设最低百分比、第二预设最低百分比、第一预设最高百分比、第二预设最高百分比可以根据动力蓄电池系统的性能进行设置，本实施例提供的仅仅是一个示例，具体数值此处不做限定。

在本申请一些实施例中，第一动力蓄电池系统300或第二动力蓄电池系统400还分别用于在工程机械制动或减速时，回收负载700形成的回馈能量。

本申请实施例中，在第一动力蓄电池系统300为负载700供电的过程中，当工程机械制动或减速，负载700会产生反向电动势，进而产生回馈能量，负载700的回馈能量通过第六开关K6回收至第一动力蓄电池系统300；同样的，在第二动力蓄电池系统400为负载700供电的过程中，当工程机械制动或减速，负载700会产生反向电动势，进而产生回馈能量，负载700的回馈能量通过第五开关K5回收至第二动力蓄电池系统400。

在本申请一些实施例中，第一动力蓄电池系统300或第二动力蓄电池系统400还分别用于在增程器200启动时，为增程器200提供启动电能。

当第一动力蓄电池系统300的电量百分比下降到第一预设最低百分比时，第六开关K6断开，第五开关K5闭合，第二动力蓄电池系统400为负载700供电，同时，第二开关K2闭合，第一动力蓄电池系统300通过双向交直流变换器供电给发电机，使发电机作为启动电机带动发动机在短时间内达到所需转速，增程器200完成启动时的高能耗阶段，才开始对第一动力蓄电池系统300充电。

同样的，当第二动力蓄电池系统400的电量百分比下降到第二预设最低百分比时，第五开关K5断开，第六开关K6闭合，第一动力蓄电池系统300为负载700供电，同时，第一开关K1闭合，第二动力蓄电池系统400通过双向交直流变换器供电给发电机，使发电机作为启动机带动发动机在短时间内达到所需转速，增程器200完成启动时的高能耗阶段，才开始对第二动力蓄电池系统400充电。

本实施例中，通过第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400为发电机反向供电，以使发电机带动发动机在短时间内达到所需转速，可以避免发动机启动时的高耗能阶段，提高了增程器的工效，节约了能源。

如图2所示，在本申请一些实施例中，多动力源工程机械能量管理系统还可以包括充电装置800和第三能量管理单元900，中央控制器100还用于分别控制所述充电装置800和所述第三能量管理单元900；

当所述第二能量管理单元600导通所述第一动力蓄电池系统300与所述负载700之间的电路，以及断开所述第二动力蓄电池系统400与所述负载700之间的电路，使得所述第一动力蓄电池系统300为所述负载700供电时，所述第三能量管理单元900导通所述第二动力蓄电池系统400与所述充电装置800之间的电路，以使得所述充电装置800为所述第二动力蓄电池系统400充电；

当所述第二能量管理单元600断开所述第一动力蓄电池系统300与所述负载700之间的电路，以及导通所述第二动力蓄电池系统400与所述负载700之间的电路，以使得所述第二动力蓄电池系统400为所述负载700供电时，所述第三能量管理单元900导通所述第一动力蓄电池系统300与所述充电装置800之间的电路，以使得所述充电装置800为所述第一动力蓄电池系统300充电。

本申请实施例中，第三能量管理单元900可以包括第三开关K3和第四开关K4，充电装置800通过第三开关K3与第一动力蓄电池系统300电连接，充电装置800通过第四开关K4与第二动力蓄电池系统400电连接。当第一动力蓄电池系统300的电量百分比低于第一预设最低百分比时，第一动力蓄电池系统300停止为负载700供电，第三能量管理单元900的第三开关K3闭合，导通充电装置800与第一动力蓄电池系统300之间的电路，使充电装置800为第一动力蓄电池系统300充电，当第一动力蓄电池系统300的电量百分比达到第一预设最高百分比时，第三开关K3断开，充电装置800停止为第一动力蓄电池系统300充电。同样的，当第二动力蓄电池系统400的电量百分比低于第二预设最低百分比时，第二动力蓄电池系统400停止为负载700供电，第三能量管理单元900的第四开关K4闭合，导通充电装置800与第二动力蓄电池系统400之间的电路，使充电装置800为第二动力蓄电池系统400充电，当第二动力蓄电池系统400的电量百分比达到第二预设最高百分比时，第四开关K4断开，充电装置800停止为第二动力蓄电池系统400充电。

本实施例中的充电装置800可以是外接的市电充电桩、移动充电装置，也可以是其他的储能装置，充电装置800可以与增程器200交替为第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400充电，或独立为第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400充电，也可以在增程器200出现故障时，或第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400空闲时，交替为第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400充电。

在本申请一些实施例中，当第一动力蓄电池系统300故障时，中央控制器100控制第六开关K6和第二开关K2断开，第五开关K5和第一开关K1闭合，由第二动力蓄电池系统400和增程器200组成传统的增程式动力系统为负载700供电；同理，当第二动力蓄电池系统400故障时，中央控制器100控制第五开关K5和第一开关K1断开，第六开关K6和第二开关K2闭合，由第一动力蓄电池系统300和增程器200组成传统的增程式动力系统为负载700供电。

当第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400同时出现故障，则中央控制器100控制第一能量管理单元500断开增程器200与第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400之间的电路，控制第二能量管理单元600断开负载700与第一动力蓄电池系统300和第二动力蓄电池系统400之间的电路，通过第一能量管理单元500和第二能量管理单元600的第七开关K7导通增程器200与负载700之间的电路，使增程器200直接独立为负载700供电，在这种情况下，为了满足负载700的工况，增程器200的输出功率随负载200所需要的功率而变化，并且停止负载700的回馈能量的回收。

需要说明的是，本申请实施例中通过第一能量管理单元500、第二能量管理单元600、第三能量管理单元900的各开关对电路通断进行控制的方式仅是实现本申请的一种方式，其余能够实现电路通断的相同或相似原理的控制方式同样适用于本申请实施例。此外，在实际应用场景中，本领域技术人员应当理解，为确保工作效率，本申请实施例的增程器200为其中一个动力蓄电池系统充电直至该动力蓄电池系统的电量百分比达到预设最高百分比的效率，是高于另一个动力蓄电池系统供负载放电直至电量百分比低于预设最低百分比的效率的。

另外，需要说明的是，本申请实施例的多动力源工程机械能量管理系统还可以包括更多的相互独立的动力蓄电池系统，系统工作方式与本申请实施例中的原理相同，均是通过每一套独立的动力蓄电池系统单独为负载700供电，当当前动力蓄电池系统的电量百分比低于预设值时，切换另一套独立的动力蓄电池系统继续为负载700供电，并且同时通过增程器200为上一套供电的动力蓄电池系统充电，如此交替工作，可以避免复杂工况下动力蓄电池系统频繁充放电的情况，延长动力蓄电池系统的使用寿命，并且由于增程器200仅为动力蓄电池系统供电，而不直接参与负载200的供电，可以确保增程器200始终工作于高效节能区，提高增程器200效率。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

以上对本申请实施例所提供的一种多动力源工程机械能量管理系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种多动力源工程机械能量管理系统，其特征在于，包括中央控制器、增程器、第一能量管理单元、第二能量管理单元、第一动力蓄电池系统和第二动力蓄电池系统，所述第二能量管理单元用于连接负载，所述负载与所述中央控制器通信连接，其中：

所述中央控制器用于分别控制所述增程器、所述第一能量管理单元、所述第二能量管理单元、所述第一动力蓄电池系统、所述第二动力蓄电池系统和所述负载的运作；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一预设状态条件具体为：所述第二动力蓄电池系统的电量百分比低于第二预设最低百分比；所述第二预设状态条件具体为：所述第一动力蓄电池系统的电量百分比低于第一预设最低百分比。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述增程器为所述第二动力蓄电池系统充电时，所述第一能量管理单元还用于在所述第二动力蓄电池系统的电量百分比达到第二预设最高百分比时，断开所述第二动力蓄电池系统与所述增程器之间的电路。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述增程器为所述第一动力蓄电池系统充电时，所述第一能量管理单元还用于在所述第一动力蓄电池系统的电量百分比达到第一预设最高百分比时，断开所述第一动力蓄电池系统与所述增程器之间的电路。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一动力蓄电池系统或所述第二动力蓄电池系统还分别用于在工程机械制动或减速时，回收所述负载形成的回馈能量。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一动力蓄电池系统或所述第二动力蓄电池系统还分别用于在所述增程器启动时，为所述增程器提供启动电能。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括充电装置和第三能量管理单元，所述中央控制器还用于分别控制所述充电装置和所述第三能量管理单元；

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述增程器包括发动机、发电机和双向交直流变换器，所述发动机与所述发电机机械连接，所述发电机与所述双向交直流变换器电连接，所述发动机用于产生动能，所述发电机用于将所述发动机产生的动能转换为交流电，所述双向交直流变换器用于将所述交流电转换为直流电输出为所述第一动力蓄电池系统和所述第二动力蓄电池系统充电，或者用于将所述第一动力蓄电池系统和所述第二动力蓄电池系统输出的直流电转换为交流电输入，带动所述发动机启动。