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一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的系统及方法与流程

时间:2022-02-10 阅读: 作者:专利查询

一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的系统及方法与流程

1.本发明涉及设备供电技术领域,具体涉及一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的系统及方法。


背景技术:

2.伴随锂离子电池技术的突破性进步,在汽车、工程机械和特种设备领域应用纯电动技术已是广为受众的主流技术路线。
3.然而,现有采用单一储能单元供电的设备,在高温/高寒使用环境下,动力电池性能衰减叠加空调/暖风使用而加速储能单元的电能消耗,进而加速设备续航能力的衰减,而这种影响因外界环境温度差异变化存在让非专业的使用者无法预期的程度,严重影响使用者的感受、甚至是续航焦虑。
4.另外,虽然锂离子电池技术已取得长足进步,但作为能量已处于激活状体的锂离子电池总成而言,很多时候为了主动规避安全风险,还是会有较高的故障发生率,这也是为什么市场上总有设备动力中断/抛锚的新闻报道。
5.例如,对于汽车起重机、混凝土泵车和特种作业车辆,往往配置液压(或电动)支脚和液压(或电动)作业机构,在突发设备失去动能供应时,往往需要等待专用车辆前来救援,这对于因作业之需而使液压(或电动)支脚和液压(或电动)作业机构等功能装置正处于运动行程中非稳定位置(如高空吊篮状态)的设备而言,这个等待时间是非常紧迫且危险的。
6.目前,针对空调/暖风功能影响设备续航/续时问题,普遍采取的解决措施就是提高储能电池和负载物理参数模型的精度和软件算法的精度,尽可能实施准确地反馈剩余电量和续航信息,同时,为了降低使用者的续航焦虑感,无原则地增加设备装电量,无形中增加了无需使用空调/暖风功能季节里设备的装在负担,也会一定程度地增加储能电池的静默成本。


技术实现要素:

7.本发明提出一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的系统及方法用于解决上述问题。
8.为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
9.一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的系统,包括主电池、副电池、第一接触器、第二接触器及第三接触器,所述主电池经过所述第一接触器与动力系统电连接,所述副电池通过所述第二接触器与温度调节系统电连接,所述第一接触器和第二接触器的输出端还通过所述第三接触器电连接。
10.优选地,还包括中央控制器,所述中央控制器分别与所述主电池、副电池、第一接触器、第二接触器、第三接触器、动力系统及温度调节系统电连接。
11.优选地,还包括仪表,所述仪表与所述中央控制器电连接。
12.一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的方法,包括以下步骤:
13.s1、设备上电,中央控制器检测主电池状态和副电池状态;
14.s2、若主电池正常,则中央控制器获取温度调节系统是否用电需求,若主电池异常,则不论温度调节系统是否有用电需求,中央控制器均控制温度调节系统关闭;
15.s3、中央控制器根据主电池状态、副电池状态及温度调节系统用电需求控制第一接触器、第二接触器及第三接触器的通断;
16.s4、中央控制器将主电池状态和副电池状态发送至仪表。
17.优选地,步骤s3中,若主电池正常、副电池正常、温度调节系统需用电,则中央控制器控制第一接触器和第二接触器接通、第三接触器断开,主电池向动力系统供电,副电池向温度调节系统供电;若主电池正常、副电池异常、温度调节系统需用电,则中央控制器控制第一接触器和第三接触器接通、第二接触器断开,主电池同时向动力系统和温度调节系统供电;若主电池正常、副电池异常、温度调节系统无需用电,则中央控制器控制第一接触器接通,第三接触器和第二接触器断开,主电池向动力系统供电;若主电池异常、辅电池正常,则中央控制器控制第一接触器断开、第二接触器和第三接触器接通,副电池向主供电系统供电;若主电池和副电池均异常,则中央控制器控制第一接触器、第二接触器及第三接触器均断开,主电池和副电池需排除故障后方可使用。
18.采用上述技术方案后,本发明与背景技术相比,具有如下优点:
19.1、本发明一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的系统及方法,将纯电动设备的温度调节系统和动力系统所需主电池储能单元区隔开来,进而达到满足设备在夏季和冬季使用温度调节功能时,可以通过单独安装或更换副电池储能单元灵活实现用电,消除使用温度调节系统功能时对设备续航能力的影响,进而消除设备使用者的续时焦虑;同时,当动力系统所需主电池储能单元出现故障时,可以实现使用温度调节系统所需副电池储能单元进行供电,满足设备应急之需。
20.2、本发明一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的系统及方法,通过中央控制器分别控制第一接触器、第二接触器及第三接触器的通断,控制主电池和副电池分别向动力系统和温度调节系统选择性供电的多方案组合,进而方便衍生故障应急、救援应急和临时应急补能等功能,可有效缩短应急等待时间并降低安全风险,特别对于机场特种设备意义重大。
附图说明
21.图1为本发明系统框图;
22.图2为本发明方法流程图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
24.在本发明中需要说明的是,术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示本发明的装置或元件必须具有特定的方位,因此不能理解为对本发明的限制。
25.实施例
26.请参考图1所示,本发明公开了一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的系统,包括主电池、副电池、第一接触器、第二接触器及第三接触器,主电池经过第一接触器与动力系统电连接,副电池通过第二接触器与温度调节系统电连接,第一接触器和第二接触器的输出端还通过第三接触器电连接。
27.还包括中央控制器,中央控制器分别与主电池、副电池、第一接触器、第二接触器、第三接触器、动力系统及温度调节系统电连接。
28.还包括仪表,仪表与中央控制器电连接,用于显示主电池和副电池的状态。
29.动力系统包括动力装置及其附属装置,温度调节系统为空调或者暖气。其中,中央控制器通过通信总线连接主电池、副电池、动力系统、温度调节及仪表系统,用于各设备状态信息的获取及相应控制指令的传达;中央控制器通过该控制硬线连接第一接触器、第二接触器及第三接触器,基于通信总线获取的各设备状态信息而相应向三个接触器分别发出接通或断开驱动指令;主电池、副电池、第一接触器、第二接触器、第三接触器、动力系统及温度调节系统间相互的连接通过高压线连接。
30.如图2所示,本发明还公开一种满足纯电动设备灵活补能和应急供电的方法,包括以下步骤:
31.s1、设备上电,中央控制器检测主电池状态和副电池状态;
32.s2、若主电池正常,则中央控制器获取温度调节系统是否用电需求,若主电池异常,则不论温度调节系统是否有用电需求,中央控制器均控制温度调节系统关闭;
33.s3、中央控制器根据主电池状态、副电池状态及温度调节系统用电需求控制第一接触器、第二接触器及第三接触器的通断;
34.步骤s3中,若主电池正常、副电池正常、温度调节系统需用电,则中央控制器控制第一接触器和第二接触器接通、第三接触器断开,主电池向动力系统供电,副电池向温度调节系统供电;若主电池正常、副电池异常、温度调节系统需用电,则中央控制器控制第一接触器和第三接触器接通、第二接触器断开,主电池同时向动力系统和温度调节系统供电;若主电池正常、副电池异常、温度调节系统无需用电,则中央控制器控制第一接触器接通,第三接触器和第二接触器断开,主电池向动力系统供电;若主电池异常、辅电池正常,则中央控制器控制第一接触器断开、第二接触器和第三接触器接通,副电池向主供电系统供电;若主电池和副电池均异常,则中央控制器控制第一接触器、第二接触器及第三接触器均断开,主电池和副电池需排除故障后方可使用。
35.s4、中央控制器将主电池状态和副电池状态发送至仪表。其中电池异常问题包括电池电量不足和电池故障,若电池异常,则仪表提示需对电池进行充电、维修或更换。
36.以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。