• 電動攪拌車及其控制方法與流程

          文檔序號:18528748發布日期:2019-08-24 10:42
          電動攪拌車及其控制方法與流程

          本發明涉及工程機械技術領域,具體而言,涉及一種電動攪拌車及其控制方法。



          背景技術:

          電動攪拌車是一種用于運輸混凝土的工程車輛,爲了實現環保節能,目前市場上已經推出純電動攪拌車;純電動攪拌車爲了滿足整車動力性以及工作任務完成能力,需要配置大電量的動力電池包,但是,目前國內大部分地區充電設施都較匮乏,這樣在行駛路上發生缺電又無法開到充電站的情況是很有可能發生的,一旦發生將采取拖車救援措施,對于電動攪拌車而言更爲嚴重的是攪拌筒內的混凝土將凝結,清理工作需要花費大量人力和時間。



          技術實現要素:

          本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

          有鑒于此,本發明的一個目的在于提供一種電動攪拌車的控制方法。

          本發明的另一個目的在于提供一種電動攪拌車。

          爲了實現上述目的,本發明第一方面的技術方案提供了一種電動攪拌車的控制方法,包括:獲取電池包的剩余電量;判斷剩余電量是否小于第一阈值;若剩余電量小于第一阈值,啓動增程器爲電池包充電和/或爲驅動電機供電;其中,電池包用于向驅動電機供電,驅動電機用于驅動車輛行駛。

          在該技術方案中,通過采用增程器爲電池包供電和/或向驅動電機供電,這樣在電動攪拌車的電池包的電量小于第一阈值導致電量不足而無法行駛時,可以持續爲電動攪拌車提供動力,確保電動攪拌車能夠行駛到充電站,避免車輛抛錨導致拖車救援,還可以避免攪拌筒停轉導致內部的混凝土凝結,避免産生因混凝土凝結導致的清理工作,減少了工作量,避免了人力物力的浪費。

          可以理解地,增程器可以單獨爲電池包充電,使電池包一邊充電,一邊繼續爲驅動電機供電,或者增程器單獨爲驅動電機供電,使驅動電機驅動車輛繼續行駛,直到到達充電站,再使用充電站的設施爲電池包充電;或者增程器在爲電池包充電的同時,也爲驅動電機供電,這樣電池包充電和車輛行駛兩項都不影響。

          在上述技術方案中,若剩余電量小于第一阈值,在啓動增程器爲電池包充電和/或爲驅動電機供電之後,控制方法還包括:獲取電池包的剩余電量;判斷剩余電量是否大于等于第二阈值;若剩余電量大于等于第二阈值,關閉增程器;若剩余電量小于第二阈值,保持增程器的開啓狀態,其中,第二阈值大于第一阈值。

          在上述技術方案中,在判斷剩余電量是否大于等于第二阈值之前,還包括:判斷是否收到增程器手動停止信號,並生成第一判斷結果,同時判斷剩余電量是否大于第三阈值,並生成第二判斷結果;若第一判斷結果和第二判斷結果均爲是,則關閉增程器;若第一判斷結果和第二判斷結果中任一個爲否,則保持增程器的開啓狀態;其中,第三阈值大于第一阈值,小于第二阈值。

          在上述任一項技術方案中,增程器具體包括:相互連接的發動機和發電機;啓動增程器爲電池包充電和/或爲驅動電機供電,具體包括:啓動發動機;控制發動機運轉,並驅動發電機發電;控制發電機向電池包充電和/或爲驅動電機供電。

          本發明第二方面的技術方案提供了一種電動攪拌車,包括:車體;驅動電機,設于車體上並與車體連接;電機控制器,用于控制驅動電機驅動車體行駛;電池包,與驅動電機和電機控制器連接,電池包用于向驅動電機和電機控制器供電;增程器,與電池包、驅動電機和電機控制器連接,其中,增程器用于根據上述第一方面中任一項技術方案的控制方法,爲電池包充電和/或爲驅動電機、電機控制器供電。

          在該技術方案中,通過在電動攪拌車上設置增程器,並爲電池包充電和/或爲驅動電機、電機控制器供電,這樣,在電動攪拌車的電池包的剩余電量不足而無法行駛時,可以持續爲電動攪拌車提供動力,確保電動攪拌車能夠行駛到充電站,避免車輛抛錨導致拖車救援,還可以避免攪拌筒停轉導致內部的混凝土凝結,避免産生因混凝土凝結導致的清理工作,減少了工作量,避免了人力物力的浪費。

          具體地,通過驅動電機和電機控制器的設置,使電動攪拌車能夠被驅動電機驅動行駛,減少了各種液壓結構、傳動結構和大排量的發動機,減少了部件數量和體積,節省了空間,還降低了排放,減少了對環境的汙染;通過電池包的設置,能夠爲驅動電機提供電力,確保驅動電機的驅動力;通過增程器的設置,使得在電池包剩余電量不足時,可以使用增程器繼續供電或爲電池包充電,從而保證電動攪拌車能夠行駛到充電站。

          可以理解地,增程器可以單獨爲電池包充電,使電池包一邊充電,一邊繼續爲驅動電機供電,或者增程器單獨爲驅動電機供電,使驅動電機驅動車輛繼續行駛,直到到達充電站,再使用充電站的設施爲電池包充電;或者增程器在爲電池包充電的同時,也爲驅動電機供電,這樣電池包充電和車輛行駛兩項都不影響。

          在上述技術方案中,增程器包括:相互連接的發動機和發動機控制器,發動機控制器用于根據電池包的剩余電量,控制發動機的啓閉;發電機,與發動機連接,發電機用于在發動機的驅動下進行發電,發電機還與電池包、驅動電機和電機控制器連接;發電機控制器,與發電機連接,發電機控制器用于控制發電機向電池包充電和/或爲驅動電機、電機控制器供電。

          在上述技術方案中,發動機包括柴油發動機、汽油發動機、燃氣發動機、太陽能發動機中的任意一種。

          在上述技術方案中,柴油發動機爲小排量的阿特金森循環發動機。

          在上述任一項技術方案中,電池包上設有外接電源充電口。

          在上述任一項技術方案中,電動攪拌車還包括:攪拌筒,設于車體上,並與驅動電機連接,攪拌筒用于容納混凝土;驅動電機還用于驅動攪拌筒轉動。

          本發明的附加方面和優點將在下面的描述部分中變得明顯,或通過本發明的實踐了解到。

          附圖說明

          圖1是本發明的一個實施例的電動攪拌車的控制方法的流程示意圖;

          圖2是本發明的一個實施例的電動攪拌車的控制方法的流程示意圖;

          圖3是本發明的一個實施例的電動攪拌車的結構框圖;

          圖4是本發明的一個具體實施例的電動攪拌車的控制方法的流程示意圖。

          其中,圖3中的附圖標記與部件名稱之間的對應關系爲:

          10電池包,12驅動電機,120電機控制器,20增程器,22發動機,220發動機控制器,24發電機,240發電機控制器。

          具體實施方式

          爲了可以更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點,下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

          在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明,但是,本發明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施,因此,本發明的保護範圍並不受下面公開的具體實施例的限制。

          下面參照圖1至圖4描述根據本發明的一些實施例。

          如圖1所示,根據本發明提出的一個實施例的電動攪拌車的控制方法,包括:步驟S100:獲取電池包的剩余電量;步驟S102:判斷剩余電量是否小于第一阈值;步驟S104:若剩余電量小于第一阈值,啓動增程器爲電池包充電和/或爲驅動電機供電;其中,電池包用于向驅動電機供電,驅動電機用于驅動車輛行駛。

          在該實施例中,通過采用增程器爲電池包供電和/或向驅動電機供電,這樣在電動攪拌車的電池包的電量小于第一阈值導致電量不足而無法行駛時,可以持續爲電動攪拌車提供動力,確保電動攪拌車能夠行駛到充電站,避免車輛抛錨導致拖車救援,還可以避免攪拌筒停轉導致內部的混凝土凝結,避免産生因混凝土凝結導致的清理工作,減少了工作量,避免了人力物力的浪費。

          可以理解地,增程器可以單獨爲電池包充電,使電池包一邊充電,一邊繼續爲驅動電機供電,或者增程器單獨爲驅動電機供電,使驅動電機驅動車輛繼續行駛,直到到達充電站,再使用充電站的設施爲電池包充電;或者增程器在爲電池包充電的同時,也爲驅動電機供電,這樣電池包充電和車輛行駛兩項都不影響。

          優選地,第一阈值爲百分比數值,以便于確定剩余電量的多少;例如,第一阈值爲5%、8%、10%中的任意一個。

          如圖2所示,根據本發明提出的另一個實施例的電動攪拌車的控制方法,包括:步驟S200:獲取電池包的剩余電量;步驟S202:判斷剩余電量是否小于第一阈值,若否,則轉至步驟S214;步驟S204:若剩余電量小于第一阈值,啓動增程器爲電池包充電和/或爲驅動電機供電;步驟S206:獲取電池包的剩余電量;步驟S208:判斷是否收到增程器手動停止信號,並生成第一判斷結果,同時判斷剩余電量是否大于第三阈值,並生成第二判斷結果;若第一判斷結果和第二判斷結果均爲是,則轉至步驟S214;步驟S210:若第一判斷結果和第二判斷結果中的任一個爲否,則保持增程器的開啓狀態,並判斷剩余電量是否大于等于第二阈值;若剩余電量大于等于第二阈值,則轉至步驟S214;步驟S212:若剩余電量小于第二阈值,保持增程器的開啓狀態;步驟S214:關閉增程器;

          其中,第三阈值大于第一阈值,小于第二阈值。

          可選地,第二阈值設置爲25%、30%、35%中的任意一個,第三阈值設爲10%、15%、18%中的任意一個。

          在該實施例中,通過設置第三阈值和第二阈值,第三阈值介于第一阈值和第二阈值之間,在收到增程器手動停止信號且剩余電量大于第三阈值的情況下,關閉增程器,這樣一方面可以由用戶根據車輛與充電站之間的距離靈活地發出增程器手動停止信號,並利用電池包的剩余電量使車輛行駛到充電站,即在車輛距離充電站較近,且電池包的剩余電量沒有達到第二阈值時即關閉增程器,從而降低能耗和排放;另一方面,還可以避免在第一阈值的臨界點附近手動關閉增程器時,隨著電能消耗,剩余電量很快又進入到第一阈值以下導致增程器再次開啓,使得手動關閉增程器操作失去意義。

          進一步地,在沒有收到增程器手動停止信號的情況下,當電池包充電至剩余電量大于第二阈值時關閉增程器,停止充電,這樣可以降低能耗和排放,而剩余電量由于大于第二阈值,可以保證電池包電量充足,車輛能夠行駛到充電站,攪拌筒不會出現停轉的現象;而剩余電量小于第二阈值時,說明電池包的剩余電量難以支撐車輛余下行程的行駛,因此需要繼續通過增程器充電或者爲驅動電機供電,即保持增程器的開啓狀態。

          可選地,在一些實施例中,增程器具體包括:相互連接的發動機和發電機;啓動增程器爲電池包充電和/或爲驅動電機供電,具體包括:啓動發動機;控制發動機運轉,並驅動發電機發電;控制發電機向電池包充電和/或爲驅動電機供電。

          在該實施例中,通過發動機驅動發電機發電,並通過發電機進行充電和/或供電,而不是直接采用發動機驅動車輛,這樣一方面避免在電動攪拌車上增加發動機和車體之間的傳動機構,減少了零部件,簡化了電動攪拌車的結構,另一方面可以采用小排量的發動機驅動發電機,從而減小增程器所占用的空間,提升車輛部件布局的靈活性。

          如圖3所示,本發明第二方面的實施例提供了一種電動攪拌車,包括:車體;驅動電機12,設于車體上並與車體連接;電機控制器120,用于控制驅動電機12驅動車體行駛;電池包10,與驅動電機12和電機控制器120連接,電池包10用于向驅動電機12和電機控制器120供電;增程器20,與電池包10、驅動電機12和電機控制器120連接,其中,增程器20用于根據上述第一方面中任一項實施例的控制方法,爲電池包10充電和/或爲驅動電機12、電機控制器120供電。

          在該實施例中,通過在電動攪拌車上設置增程器20,並爲電池包10充電和/或爲驅動電機12、電機控制器120供電,這樣,在電動攪拌車的電池包10的剩余電量不足而無法行駛時,可以持續爲電動攪拌車提供動力,確保電動攪拌車能夠行駛到充電站,避免車輛抛錨導致拖車救援,還可以避免攪拌筒停轉導致內部的混凝土凝結,避免産生因混凝土凝結導致的清理工作,減少了工作量,避免了人力物力的浪費。

          具體地,通過驅動電機12和電機控制器120的設置,使電動攪拌車能夠被驅動電機12驅動行駛,減少了各種液壓結構、傳動結構和大排量的發動機22,減少了部件數量和體積,節省了空間,還降低了排放,減少了對環境的汙染;通過電池包10的設置,能夠爲驅動電機12提供電力,確保驅動電機12的驅動力;通過增程器20的設置,使得在電池包10剩余電量不足時,可以使用增程器20繼續供電或爲電池包10充電,從而保證電動攪拌車能夠行駛到充電站。

          可以理解地,增程器20可以單獨爲電池包10充電,使電池包10一邊充電,一邊繼續爲驅動電機12供電,或者增程器20單獨爲驅動電機12供電,使驅動電機12驅動車輛繼續行駛,直到到達充電站,再使用充電站的設施爲電池包10充電;或者增程器20在爲電池包10充電的同時,也爲驅動電機12供電,這樣電池包10充電和車輛行駛兩項都不影響。

          如圖3所示,在上述實施例中,增程器20包括:相互連接的發動機22和發動機控制器220,發動機控制器220用于根據電池包10的剩余電量,控制發動機22的啓閉;發電機24,與發動機22連接,發電機24用于在發動機22的驅動下進行發電,發電機24還與電池包10、驅動電機12和電機控制器120連接;發電機控制器240,與發電機24連接,發電機控制器240用于控制發電機24向電池包10充電和/或爲驅動電機12、電機控制器120供電。

          在該實施例中,通過發動機控制器220的設置,可以靈活地根據電池包10的剩余電量,控制發動機22的啓閉,提升了電動攪拌車控制的智能化水平,確保在電池包10的剩余電量不足時,增程器20能夠及時被啓動進行供電或充電;通過發動機22和發電機24的設置,使得其它形式的能量能夠被轉化爲電能,從而使攪拌電動車始終由電能驅動,避免在電動攪拌車上再設置其它傳動結構或者液壓結構,從而減少了部件,簡化了電動攪拌車的整體結構,節省了空間;通過發電機控制器240的設置,可以靈活地控制發電機24單獨爲電池包10充電,或者控制發電機24單獨爲驅動電機12供電,或者控制發電機24爲電池包10充電,同時爲驅動電機12供電,提升了增程器20使用的靈活性。

          可選地,發動機22與發電機24之間的連接,包括皮帶連接、曲軸連接、齒輪連接、鏈輪連接中的任意一種。

          在上述實施例中,發動機22包括柴油發動機、汽油發動機、燃氣發動機、太陽能發動機中的任意一種。

          在該實施例中,通過將發動機22設置爲柴油發動機或汽油發動機或燃氣發動機中的任意一種,均可以帶動發電機發電,實現增程器20的充電、供電功能,且這幾種發動機易于獲取,有利于提升電動攪拌車生産、使用和維護保養的便利性;采用太陽能發動機,可以避免排放,減少汙染。

          在上述實施例中,柴油發動機爲小排量的阿特金森循環發動機。

          在該實施例中,通過采用小排量的阿特金森循環發動機,相對于常規的燃油發動機效率更高,排放更低,汙染更少。

          在上述任一項實施例中,電池包10上設有外接電源充電口。

          在該實施例中,通過在電池包10上設置外接電源充電口,這樣便于電動攪拌車在任意一個充電站使用充電設施進行充電,從而不需要一直使用增程器20充電,減低了排放和汙染。

          在上述任一項實施例中,電動攪拌車還包括:攪拌筒,設于車體上,並與驅動電機12連接,攪拌筒用于容納混凝土;驅動電機12還用于驅動攪拌筒轉動。

          在該實施例中,通過攪拌筒與驅動電機12連接,使攪拌筒在驅動電機12的驅動下進行轉動,這樣在電池包10剩余電量不足時,通過增程器20直接爲驅動電機12供電,或者爲電池包10充電,使電池包10能夠繼續爲驅動電機12供電,從而保持攪拌筒的轉動,避免混凝土凝結,進而避免了因混凝土凝結産生大量的清理工作,避免了用戶的損失。

          如圖4所示,根據本申請提出的一個具體實施例的攪拌車的控制方法,包括:

          步驟S0,增程器處于停機狀態,此時锂離子電池包作爲電源,向電機控制器提供電能,電機控制器控制驅動電機驅動車輛行駛。

          步驟S1,發動機控制器通過總線實時地接收來自锂離子電池包的剩余電量信號,優選地,該總線優選爲CAN(Controller Area Network,控制器局域網絡)總線。

          步驟S2,發動機控制器判斷接收到的剩余電量值是否小于阈值a,優選地,該阈值爲5%,若是則進入步驟S3,若否則保持原狀態不動作;

          步驟S3,發動機控制器控制柴油發動機啓動工作,發動機控制器根據發動機萬有特性曲線自動匹配當前功率需求下的最佳效率工作點,柴油發動機通過皮帶帶動發電機發電,發電機控制器控制發電電壓和電流的大小,一部分電能將代替锂離子電池包作爲電機控制器的電源,另一部分用來給锂離子電池包充電;

          步驟S4,發動機控制器實時接收總線上是否有手動停機信號,若有則判斷此時的剩余電量是否大于阈值c,兩個條件同時滿足則控制發動機停機,否則不動作,維持原狀態。這種常用于當車輛快要行駛到充電地點,而輔助柴油發動機在工作的情況,提前關閉發動機以降低能耗和排放,使用剩余的電池包能量駛到充電地點,阈值c設置的目的是防止在阈值a的臨界點附近手動關閉增程器時,隨著電能消耗到滿足,會很快又進入到S3步驟,使得手動關閉增程器操作失去意義,優選地,阈值c爲15%。

          步驟S5,增程器工作狀態下,發動機控制器判斷總線上反饋的剩余電量值是否大于阈值b,優選地,阈值b爲30%,若是,則發動機控制器輔助柴油發動機停機回到步驟S0,若否則不動作,維持原狀態。

          本申請還提供一種增程式電動攪拌車,包括增程器、锂離子電池包、電機控制器和驅動電機。锂離子電池包爲電機控制器提供電源,控制驅動電機驅動車輛,增程器作爲锂離子電池包的電量補充裝置,可以減少電池包電量的配置,並且可以防止車輛抛錨和攪拌筒停轉;

          锂離子電池包可外接電源充電,其電量配置剛好能滿足一次工作任務的需要。在執行工作任務時,優先使用锂離子電池包本身的電量,盡可能不使用效率較低且會産生汙染排放的發動機作爲電能的來源,增程器只在電池包電量低的情況才介入工作。

          增程器包括小排量阿特金森循環柴油發動機,這種發動機的特點是效率高排放低,並且當柴油發動機工作時,始終工作在最佳燃油經濟性工作點。使得即便需要增程器工作時,仍然擁有遠低于常規燃油車的油耗以及汙染排放。

          本具體實施例具有以下有益效果:

          1.使得純電動攪拌車可減少動力電池包電量的配置,大幅降低整車成本;

          2.一般情況下增程器不工作,跟純電動工作方式一樣,使用來自電網的電能驅動車輛,不消耗燃油,不産生排放汙染,且使用成本低;

          3.增程器作爲應急的電能補充裝置,可以防止車輛抛錨和攪拌筒停轉,避免了損失;

          4.增程器使用小排量阿特金森循環發動機,相對于常規的燃油發動機效率更高,排放更低。

          以上結合附圖詳細說明了本發明的技術方案,通過本發明的技術方案,有效地減少了電池包的配置,簡化了電動攪拌車的結構,保證了電動攪拌車的續航能力,避免了車輛抛錨和攪拌筒停轉的情況,還降低了排放,減少了汙染。

          在本發明中,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述的目的,而不能理解爲指示或暗示相對重要性;術語“多個”則指兩個或兩個以上,除非另有明確的限定。術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語均應做廣義理解,例如,“連接”可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;“相連”可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言,可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

          本發明的描述中,需要理解的是,術語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“後”等指示的方位或位置關系爲基于附圖所示的方位或位置關系,僅是爲了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或單元必須具有特定的方向、以特定的方位構造和操作,因此,不能理解爲對本發明的限制。

          在本說明書的描述中,術語“一個實施例”、“一些實施例”、“具體實施例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或實例。而且,描述的具體特征、結構、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

          以上僅爲本發明的優選實施例而已,並不用于限制本發明,對于本領域的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護範圍之內。

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