CN220101448U - 热管理系统及电动工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动工程机械技术领域，公开了一种热管理系统及电动工程机械。其中，该热管理系统，与电机适配，包括：电子泵；电源模块，电源模块与电机以及电子泵电连接；电源模块响应于电机的启机状态，为电子泵供电。本实用新型的电子泵在电机的启机状态下与电机同步开始工作，相比传统的电子泵在上电状态下开始工作，避免了传统热管理系统的电源模块容易亏电的问题，另外，仅需更改电子泵的电源模式，不需要增加额外物料和其它改动，改动成本低，利于推广。

Description

热管理系统及电动工程机械

技术领域

本实用新型涉及电动工程机械技术领域，具体涉及热管理系统及电动工程机械。

背景技术

热管理系统对于电动工程机械十分重要，影响着电动工程机械的工作效率和相关部件的使用寿命。电动工程机械的电机通常由高压电源供电，在启机状态下运行，但热管理系统的电子泵通常由低压电源供电，在上电状态下开始工作。因此，上电状态期间，为电子泵供电的低压电源容易产生亏电问题。特别是检修工作期间，亏电更为严重。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种热管理系统及电动工程机械，以解决低压电源容易亏电的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种热管理系统，与电机适配，包括：

电子泵；

电源模块，电源模块与电机以及电子泵电连接；

电源模块响应于电机的启机状态，为电子泵供电。

有益效果：本实用新型将电子泵调整为在电机的启机状态下开始工作，避免了传统热管理系统在上电状态下电子泵便开启工作，而导致电源模块容易亏电的问题。另外，本实用新型仅需改变现有的电子泵的电源模式，即可实现本实用新型的技术方案，不需要增加物料，改动成本低，利于推广。

在一种可选的实施方式中，热管理系统还包括：

故障检测单元，故障检测单元与电子泵电连接，用于在启机状态下检测电子泵运行状态；

热管理控制器，热管理控制器通过故障检测单元与电子泵电连接，能够接收故障检测单元的故障信号，并传输故障检测单元的故障信号。

有益效果：本实用新型的故障检测单元仅在启机状态下检测电子泵的运行状态，并上报热管理控制器故障信息，避免了上电状态的故障信息误报，提高了故障信息的检测准确率。

在一种可选的实施方式中，热管理系统还包括：

显示模块，显示模块与热管理控制器通过CAN信号转换单元连接，用于显示故障信息。

有益效果：本实用新型通过显示模块，显示热管理控制器接收的故障信息，可以更直观的提醒操作者发生的故障情况，利于后续快速排除故障，提高热管理系统的稳定性。

在一种可选的实施方式中，热管理系统还包括：

网关，网关连接在CAN信号转换单元与显示模块之间，用于中转CAN信号转换单元的信号。

有益效果：本实用新型的网关能够中转热管理控制器经CAN信号转换单元转换的信号，并发送至显示模块，使得热管理控制器和显示模块能够处于不同的CAN局域网。

在一种可选的实施方式中，热管理系统还包括水冷循环系统，和/或，风冷循环系统；

电子泵连接水冷循环系统，和/或，风冷循环系统；

故障检测单元还用于检测水冷循环系统的进出口水温和/或风冷循环系统的进出口气体温度并反馈给热管理控制器。

有益效果：本实用新型通过水冷循环系统，和/或，风冷循环系统实现对电机的有效散热。故障检测单元通过检测水冷循环系统的进出口水温和/或风冷循环系统的进出口气体温度进一步实现检测水冷循环系统，和/或，风冷循环系统的运行状态，利于热管理系统的综合故障检测，提高热管理系统的故障检测精细度。

在一种可选的实施方式中，热管理系统还包括：

DCDC转换器；

电源模块包括与DCDC转换器连接的内部电源；DCDC转换器能够调整内部电源的电压，并使内部电源为热管理系统供电。

有益效果：本实用新型通过内部电源和DCDC转换器，实现为热管理系统的电气设备供电，提高了电源模块的电源兼容性和热管理系统的适用范围。

在一种可选的实施方式中，内部电源包括低压电池和高压电池，低压电池用于为电动工程机械中的低压电气组供电，所述高压电池用于为电动工程机械中的高压电气组供电。

有益效果：本实用新型通过低压电池实现低压电气组的低压供电，通过高压电池实现高压电气组的高压供电，且可通过DCDC转换器将高压电池的高电压转化为低电压，从而为电气设备供电，进一步提高了电源模块的供电兼容性。

在一种可选的实施方式中，热管理系统还包括：

整流器，整流器与DCDC转换器连接；电子泵与电机、DCDC转换器以及整流器同步启机。

有益效果：本实用新型通过整流器实现稳定的电压供给，电子泵与电机、DCDC转换器以及整流器同步启机，散热效果好，不会造成电源浪费，利于节约能耗。

在一种可选的实施方式中，热管理系统还包括：

DCDC转换器；

电源模块包括与DCDC转换器连接的外部电源；DCDC转换器能够调整外部电源的电压，并使外部电源为热管理系统供电。

有益效果：本实用新型还可以通过外部电源经DCDC转换器调整电压后为热管理系统供电，节约了热管理系统安装电源模块部分的体积，并提高了续航能力。

第二方面，本实用新型还提供了一种电动工程机械，包括：上述的热管理系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例的一种热管理系统中各部件的连接关系示意图。

附图标记说明：

10、电机；100、电子泵；200、电源模块；300、故障检测单元；400、热管理控制器；500、显示模块；600、CAN信号转换单元；700、网关；800、DCDC转换器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

电动工程机械的内部电气组需要使用不同电压，因此电动工程机械的电源模块一般包括低压电源和高压电源，低压电源和高压电源可以并联连接，分别为低压电气组和高压电气组供电。电源模块包括OFF、上电状态和启机状态三种电源模式。其中，OFF是指断电停机状态；上电状态是指电源接通后低压电气组得电的状态；启机状态是指电机等高压电气组得电开始工作的状态，以电机为例，进入启机状态，电机开始转动。

相关技术中，在上电状态，电源模块的低压电源为热管理系统中的电子泵供电，电子泵即开始运转。在启机状态，高压电源为电动工程机械内的高压电气组供电。上电状态时，电子泵即开始工作并消耗电源模块的低压电源，但此时，电机等其它部件尚未开始工作，也未产生热量。因此，电子泵处于无效运行状态，从而出现为其供电的电源模块(低压电源)容易亏电的问题。特别是在电动工程机械的检修工作期间，低压电源供电时间更长，因此亏电问题更为严重。

另外，电源模块出现亏电情况时，还容易引起热管理系统中故障检测回路的故障信号紊乱，出现故障信号误报的问题。

本实施例针对电子泵在上电状态启动导致电源模块容易亏电的问题，提出在电机的启机状态下，电源模块为电子泵供电。此时，电机等其它部件开始同步工作并产生热量，使得电子泵处于有效运行状态，从而避免出现电源模块容易亏电的问题，并且电子泵的电源模式改动简单，改动成本低，利于推广。

如图1所示，一方面，本实施例提供了一种热管理系统，与电机10适配，主要包括：电子泵100和电源模块200。

具体地，电源模块200分别与电机10以及电子泵100电连接，用于为电机10和电子泵100提供电源。电连接优选采用导线(电线)连接，当然也可以根据需要选择其它常规电连接方式，这里不再一一列举。电源模块200响应于电机10的启机状态，为电子泵100供电。电机10的启机状态可通过测量电压判定，即电压达到某一阈值时，达到启机状态，并产生启机信号。电源模块200接收到电机10的启机信号后，打开电子泵100的供电端口，电子泵100开始工作。电源模块200对启机状态的响应，无需增加多余物料和使用成本。

具体地，电子泵100可以根据实际需要采用电子水泵、风机、压缩机等，用于驱动水等冷却介质流动对电气设备进行散热。

能够理解的是，本实施例的电子泵100在电机10的启机状态下开始工作，此时，电子泵100和电机10均由电源模块200供电，避免了传统工程机械热管理系统在上电状态下电子泵100即开始工作，电源模块200容易亏电的问题。另外，本实施例仅需改变电子泵100的电源模式，即可实现电源模块200响应于电机10的启机状态，为电子泵100供电，改动成本低，利于推广。此外，检修期间的上电状态，本实施例的电子泵100不启动，不会产生无效运行，相对传统热管理系统，节约了能耗，降低了成本。

在本实施例中，热管理系统还包括：故障检测单元300和热管理控制器400。故障检测单元300与电子泵100电连接，用于在启机状态下检测电子泵100的运行状态，即在电机10的启机状态下检测电子泵100是否出现故障。故障检测单元300可通过检测电子泵100的电压、电流、流量等参数判定电子泵100是否出现故障。当然，本领域的技术人员也可以根据实际需要，选择检测其它参数判定电子泵100是否出现故障。

热管理控制器400通过故障检测单元300与电子泵100电连接，能够接收故障检测单元300的故障信号，并传输故障检测单元300的故障信号。故障检测单元300检测到电子泵100出现故障后，将对应故障信号上报至热管理控制器400。故障检测单元300仅在启机状态下检测电子泵100运行状态，并与高压电源同步开启，上报热管理控制器400故障信息，避免了上电状态的故障信息误报，提高了故障信息的检测准确率。

另外，热管理控制器400还与电子泵100电连接。在热管理控制器400接收到电子泵100的故障信号后，热管理控制器400发送信号至电源模块200，电源模块200停止供电，即处于OFF状态，电机10等电器停止工作，以防止电机10等电器无法正常散热而烧损，提高了使用安全性。

在本实施例中，热管理系统还包括：显示模块500。显示模块500与热管理控制器400通过CAN信号转换单元600连接。显示模块500优选显示屏，可以用于显示故障信息。显示模块500显示故障信息的同时，还可以作为电子泵100出现故障的报警提示，例如显示模块500还连接蜂鸣器，在接收到故障信号后蜂鸣器开启进行报警。显示模块500也可以根据需要选择其它常规的显示设备，例如指示灯。

CAN，Controller Area Network，是指控制器局域网络。CAN信号转换单元600是指能够实现CAN总线信号与其他信号之间相互转化的设备，包括高电平信号线(CAN_H)和低电平信号线(CAN_L)，如图1所示。CAN信号转换单元600为现有设备，本领域的技术人员可根据实际需要选择具体的型号进行使用。

热管理控制器400通过CAN信号转换单元600将接收的故障信号转化为CAN信号，并发送至显示模块500进行故障信息的显示。通过显示模块500，可以更直观的提醒操作者发生的故障情况，操作者根据故障信息，判断故障类型，进一步做出处理措施，清除故障，继续作业。利于快速排除故障，提高热管理系统的稳定性。当然，也可以根据实际需要，根据故障信息的具体情况，选择自动判断机制判定故障类型，并根据故障类型进行故障的自动处理。故障信号转化为具体的故障信息并通过CAN信号转换单元600转换信号后以具体故障信息的形式显示在显示模块500的方法为常规技术手段，这里不在详细阐述。

在本实施例中，热管理系统还包括：网关700(即网间连接器、协议转换器)。网关700连接在CAN信号转换单元600与显示模块500之间，用于中转CAN信号转换单元600的信号。网关700能够中转热管理控制器400经CAN信号转换单元600转换的信号，并发送至显示模块500，使得热管理控制器400和显示模块500能够处于不同的CAN局域网，提高了信号的运输距离，便于长距离使用。网关700为现有设备，可根据实际需要选择具体使用型号。

在本实施例中，热管理系统还包括水冷循环系统，和/或，风冷循环系统。水冷循环系统可根据需要选择现有的相关设备，例如散热器、水道、辅助散热风扇等常规部件。风冷循环系统可根据需要选择现有的相关设备，例如散热风扇、风道、进出风口等常规部件。

优选地，本实施例以水冷循环系统为主要散热系统，以风冷循环系统作为辅助散热系统。本领域的技术人员可根据实际需要选择设置水冷循环系统和/或风冷循环系统的具体设备以及安装位置。水冷循环系统和风冷循环系统为现有技术，简洁起见，其详细结构和安装位置，这里不在详细阐述。

电子泵100连接水冷循环系统和/或风冷循环系统。对于水冷循环系统，电子泵100优选电子水泵，通过热管理控制器400控制电子水泵能够调控水冷循环系统中冷却水的流量，从而控制水冷循环系统的散热能力。同样的，对于风冷循环系统，电子泵100优选风机，通过热管理控制器400控制风机能够调控风冷循环系统中冷却气流的流量，从而控制风冷循环系统的散热能力。

故障检测单元300还用于检测水冷循环系统的进出口水温和/或风冷循环系统的进出口气体温度并反馈给热管理控制器400，以检测水冷循环系统和/或风冷循环系统的运行状态。同时，热管理控制器400还可以根据水冷循环系统的进出口水温和/或风冷循环系统的进出口气体温度，通过电子泵100调控水冷循环系统和/或风冷循环系统的散热能力，以提高散热效果。当然，故障检测单元300还可以根据需要，通过检测散热风扇的运行状态、水和/或气体的流速或流量等其它方式，判定水冷循环系统和/或风冷循环系统是否出现故障。并在出现故障后将故障信息上报至热管理控制器400，热管理控制器400发送信号至电源模块200，电源模块200停止供电，电机10等电器停止工作，并将故障信号传输至显示模块500进行故障信息的显示以及报警。操作者根据故障信息，判断故障类型，进一步做出处理措施，清除故障，继续作业。

通过水冷循环系统和/或风冷循环系统可以实现电机10和其它电气设备的有效散热，并且电子泵100与电机10同步启机，不会造成电力浪费，利于节约能耗。故障检测单元300通过检测水冷循环系统的进出口水温和/或风冷循环系统的进出口气体温度进一步实现检测水冷循环系统，和/或，风冷循环系统的运行状态，利于热管理系统的综合故障检测，提高热管理系统的故障检测的精细度。

在本实施例中，热管理系统还包括：DCDC转换器800。电源模块200包括与DCDC转换器800连接的内部电源。连接方式为电连接。内部电源直接安装于热管理系统内部，不受接线电源的位置限制，可实现电动工程机械远距离工作。DCDC转换器800能够调整内部电源的电压，并使内部电源为热管理系统供电。通过内部电源和DCDC转换器800，实现为热管理系统的电气设备供电，提高了电源模块200的电源兼容性，保养成本低。

另外，在本实施例中，DCDC转换器800可通过CAN信号转换单元600与电源模块200进行CAN信号传输。DCDC转换器800在电机10成功启机后，将启机信号通过CAN信号转换单元600发送至电源模块200。电源模块200检测到启机信号后，打开电子泵100的供电端口，电子泵100开始工作。

在本实施例中，内部电源包括低压电池和高压电池。低压电池作为低压电源，用于为电动工程机械中的低压电气组供电，优选24V低压电池。高压电池作为高压电源，用于为电动工程机械中的高压电气组供电，优选380V高压电池。可根据实际需要，选择低压电池和高压电池的具体型号，这里不再一一列举。热管理系统内部的不同电气设备需要配备不同的电压。需要使用低电压的电气设备统称为低压电气组，需要使用高电压的电气设备统称为高压电气组。通过低压电池为低压电气组供电，通过高压电池为高压电气组供电。且可通过DCDC转换器800将高压电池的高电压转化为低电压，从而为低压电气组供电。反之，亦可通过DCDC转换器800将低压电池的低电压转化为高电压，从而为高压电气组供电。以提高电源模块200的供电兼容性，和热管理系统的适用范围。需要说明的是，本实施例的电子泵100属于低压电气组，电机10属于高压电气组。高压电池同时为电子泵100和电机10供电，因此需要通过DCDC转换器800先将高压电池的高压电降低为低压电，再为电子泵100供电。

在本实施例中，热管理系统还包括：整流器(图中未示出)。整流器与DCDC转换器800连接。连接方式为电连接。电子泵100与电机10、DCDC转换器800以及整流器同步启机。通过整流器实现稳定的电压供给，电子泵100与电机10、DCDC转换器800以及整流器同步启机，散热效果好，节约能耗。

在一些实施例中，与上述实施例的区别在于，电源模块200包括与DCDC转换器800连接的外部电源。连接方式为电连接。通过外部电源代替内部电源。外部电源独立安装于热管理系统之外。DCDC转换器800能够调整外部电源的电压，并使外部电源为热管理系统供电，即通过DCDC转换器800升高或降低外部电源的电压，对应的为低压电气组和高压电气组供电。适用于工作距离较短的电动工程机械，节约了热管理系统安装电源模块200部分的体积，并提高其续航能力。

外部电源可采用配电箱和电缆，通过电缆连接配电箱和热管理系统的接电口，实现供电。当然，本领域的技术人员也可以根据需要选择其它形式的外部电源。

另外，在一些实施例中，电源模块200可以同时包括内部电源和外部电源，并经DCDC转换器800调整其电压，对应的为低压电气组和高压电气组供电，能够兼备内部电源和外部电源的优势，以提高热管理系统的使用范围。

为实现热管理系统的基本功能，本实施例中的热管理系统还可以包括其他必需的模块或部件，例如机架、电路等。需要说明的是，热管理系统所包括的其他必需的模块或部件，可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但应该理解，本实用新型在范围上并不因此而受到限制。

另一方面，本实施例还提供了一种电动工程机械，包括：上述的热管理系统和与之适配的电机10。电机10可根据电动工程机械的具体需要选择现有的相关型号直接使用。本实施例的电动工程机械优选电动挖掘机，可以理解的是本实用新型的保护范围并不受限于此，电动工程机械还可以是电动搅拌机、电动桩机等。因为电动工程机械包括热管理系统，具有与热管理系统相同的效果，在此不再赘述。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种热管理系统，与电机(10)适配，其特征在于，包括：

电子泵(100)；

电源模块(200)，所述电源模块(200)与所述电机(10)以及所述电子泵(100)电连接；

所述电源模块(200)响应于所述电机(10)的启机状态，为所述电子泵(100)供电。

2.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括：

故障检测单元(300)，所述故障检测单元(300)与所述电子泵(100)电连接，用于在所述启机状态下检测所述电子泵(100)运行状态；

热管理控制器(400)，所述热管理控制器(400)通过所述故障检测单元(300)与所述电子泵(100)电连接，能够接收所述故障检测单元(300)的故障信号，并传输所述故障检测单元(300)的故障信号。

3.根据权利要求2所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括：

显示模块(500)，所述显示模块(500)与所述热管理控制器(400)通过CAN信号转换单元(600)连接，用于显示故障信息。

4.根据权利要求3所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括：

网关(700)，所述网关(700)连接在所述CAN信号转换单元(600)与所述显示模块(500)之间，用于中转所述CAN信号转换单元(600)的信号。

5.根据权利要求2所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括水冷循环系统，和/或，风冷循环系统；

所述电子泵(100)连接所述水冷循环系统，和/或，所述风冷循环系统；

所述故障检测单元(300)还用于检测所述水冷循环系统的进出口水温和/或所述风冷循环系统的进出口气体温度并反馈给所述热管理控制器(400)。

6.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括：

DCDC转换器(800)；

所述电源模块(200)包括与所述DCDC转换器(800)连接的内部电源；所述DCDC转换器(800)能够调整所述内部电源的电压，并使所述内部电源为所述热管理系统供电。

7.根据权利要求6所述的热管理系统，其特征在于，所述内部电源包括低压电池和高压电池，所述低压电池用于为电动工程机械中的低压电气组供电，所述高压电池用于为电动工程机械中的高压电气组供电。

8.根据权利要求6所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括：

整流器，所述整流器与所述DCDC转换器(800)连接；所述电子泵(100)与所述电机(10)、所述DCDC转换器(800)以及所述整流器同步启机。

9.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括：

DCDC转换器(800)；

所述电源模块(200)包括与所述DCDC转换器(800)连接的外部电源；所述DCDC转换器(800)能够调整所述外部电源的电压，并使所述外部电源为所述热管理系统供电。

10.一种电动工程机械，其特征在于，包括：权利要求1至9中任一项所述的热管理系统。