CN115782581A - 一种用于上装作业的驱动***、工作方法及工程车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于上装作业的驱动***、工作方法及工程车辆，该驱动***包括：高压交流线网、AC‑DC整流器、DC‑AC‑DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、上装电机控制器以及上装电机，动力***中包括有第一驱动电机，高压交流线网经由AC‑DC整流器与DC‑AC‑DC隔离电源连接，驱动电机控制器通过第一驱动电机与动力***连接，动力***与工程车辆的车桥连接，上装电机控制器与上装电机连接，上装电机与上装负载连接。该车辆包括：车辆底盘、上装负载以及驱动***。通过本申请，能够解决现有技术中工程车辆在工作地点静止作业时容易将动力电池电能耗尽的问题，且有利于提高驱动***的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及工程车辆用电技术领域，特别是涉及一种用于上装作业的驱动***、工作方法及工程车辆。
背景技术
电动搅拌车、水泥泵车、油田修井机等工程车辆，通常采用上装电机来替代传统燃油发动机和取力器进行上装作业。由于这种工程车辆的排放低、噪声低、运营成本低等诸多优点，其市场用量越来越多。由于工程车辆的应用场景，大多数使用工况下需要工程车辆长时间工作，例如几小时或者几天工作，因此，如何安排工程车辆的用电，从而确保工程车辆能够正常运作，是个重要的技术问题。
目前对工程车辆进行供电的驱动***主要是车载动力电池，根据不同的应用工况，采用相应容量的车载动力电池为上装作业供电。
然而，目前对工程车辆进行供电的车载动力电池长时间用于上装作业，会导致动力电池严重不足或者全部消耗，从而无法完成上装作业，即：导致工程车辆在工作地点静止作业时会将车辆动力电池电能耗尽，影响工程车辆行驶，或者导致车辆行驶距离有限。
发明内容
本申请提供了一种用于上装作业的驱动***、工作方法及工程车辆，以解决现有技术中工程车辆在工作地点静止作业时容易将动力电池电能耗尽的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
一种用于上装作业的驱动***，所述驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、上装电机控制器以及上装电机，所述动力***中包括有第一驱动电机，所述高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，所述驱动电机控制器通过第一驱动电机与动力***连接，所述动力***与工程车辆的车桥连接，所述上装电机控制器与上装电机连接，所述上装电机与上装负载连接，所述动力电池、DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器以及上装电机控制器分别与所述高压配电箱连接。
可选地，所述上装电机经由液压驱动***与上装负载连接。
可选地，所述AC-DC整流器和DC-AC-DC隔离电源的工作模式均为单向工作模式。
可选地，所述DC-AC-DC隔离电源内部设置有交流线圈变压器构成的隔离器，所述隔离器用于阻断交流线网与直流线网间的物理接触。
可选地，所述驱动***中还包括放电电阻，所述放电电阻与高压配电箱连接，所述放电电阻用于上装电机控制器与上装电机构成的上装电机***发电功率超过设定的发电功率阈值时，对上装电机***进行放电。
一种用于上装作业的驱动***，所述驱动***用于工程车辆处于静止作业状态的工况，所述驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、分动箱、取力器以及液压驱动***，所述动力***中包括有第二驱动电机，所述高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，所述驱动电机控制器通过第二驱动电机与动力***连接，所述动力***经由分动箱与工程车辆的车桥连接，所述分动箱经由取力器连接至液压驱动***，所述液压驱动***与上装负载连接，所述DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器以及动力电池分别与所述高压配电箱连接。
一种用于上装作业的驱动***的工作方法，所述用于上装作业的驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、上装电机控制器、放电电阻以及上装电机，所述动力***中包括有第一驱动电机，所述高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，所述驱动电机控制器通过第一驱动电机与动力***连接，所述动力***与工程车辆的车桥连接，所述上装电机控制器与上装电机连接，所述上装电机与上装负载连接，所述动力电池、DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器、放电电阻以及上装电机控制器分别与所述高压配电箱连接，所述工作方法包括：
定义动力电池为所述工程车辆的第一电能；
获取所述工程车辆的运行状态，所述运行状态包括：静止作业状态和行车状态；
如果所述工程车辆处于静止作业状态，通过AC-DC整流器将高压交流线网上的交流电转换为直流电；
利用所述DC-AC-DC隔离电源对所述直流电进行稳压，形成第二电能；
根据上装电机的发电状态，控制所述第一电能和第二电能为上装电机供电；
利用所述上装电机驱动上装负载工作；
如果所述工程车辆处于行车状态，断开高压交流线网与AC-DC整流器之间的连接，并关闭所述DC-AC-DC隔离电源；
判断上装电机是否处于发电状态；
如果是，由动力电池吸收上装电机的发电功率；
如果否，由动力电池为上装电机提供功率。
可选地，根据上装电机的发电状态，控制所述第一电能和第二电能为上装电机供电的方法，包括：
判断上装电机是否处于发电状态；
如果上装电机处于发电状态，判断上装电机的发电功率是否小于动力电池的充电功率限值；
如果上装电机的发电功率小于动力电池的充电功率限值，断开DC-AC-DC隔离电源，控制上装电机对动力电池充电；
如果上装电机的发电功率大于或等于动力电池的充电功率限值，断开DC-AC-DC隔离电源和动力电池，接通放电电阻，通过放电电阻对上装电机进行放电；
如果上装电机不处于发电状态，判断上装负载所需功率是否小于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率；
如果上装负载所需功率小于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率，判断动力电池的SOC是否小于设定的动力电池SOC阈值；
如果是，DC-AC-DC隔离电源的输出功率等于动力电池充电功率与上装负载所需功率之和；
如果否，DC-AC-DC隔离电源的输出功率等于上装负载所需功率；
如果上装负载所需功率大于或等于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率，DC-AC-DC隔离电源的输出功率等于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率。
一种用于上装作业的驱动***的工作方法，所述用于上装作业的驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、放电电阻、分动箱、取力器以及液压驱动***，所述动力***中包括有第二驱动电机，所述高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，所述驱动电机控制器通过第二驱动电机与动力***连接，所述动力***经由分动箱与工程车辆的车桥连接，所述分动箱经由取力器连接至液压驱动***，所述液压驱动***与上装负载连接，所述DC-AC-DC隔离电源、放电电阻、驱动电机控制器以及动力电池分别与所述高压配电箱连接，所述工作方法包括：
当工程车辆的运行状态为静止作业状态时，控制高压配电箱断开驱动电机控制器和放电电阻；
通过AC-DC整流器将高压交流线网上的交流电转换为直流电；
利用所述DC-AC-DC隔离电源对所述直流电进行稳压，利用稳压后的电能为第二驱动电机供电；
动力***将来自第二驱动电机的电能转化为动力并传输至分动箱；
取力器经由分动箱获取动力后将动力传输至液压驱动***；
所述液压驱动***根据所述动力驱动上装负载工作。
一种工程车辆，所述工程车辆中包括：车辆底盘、上装负载以及如上任一所述的一种用于上装作业的驱动***。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请提供一种用于上装作业的驱动***，该驱动***可以应用于车辆静止作业状态和行车状态两种运行状态下。该驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、上装电机控制器以及上装电机，动力***中包括有第一驱动电机。高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，从而将高压交流线网上的交流电转化为直流电并对其进行稳压，形成第二电能，从而为静止作业状态下的工程车辆的上装负载供电。驱动电机控制器通过第一驱动电机与动力***连接，动力***与工程车辆的车桥连接，从而为行车状态下的工程车辆供电。上装电机控制器与上装电机连接，上装电机与上装负载连接，动力电池、DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器以及上装电机控制器分别与高压配电箱连接。本实施例将动力电池作为第一电能，将第一电能与第二电能结合，从而工程车辆供电，这种结构设计，能够有效避免工程车辆在工作地点静止作业时容易将动力电池电能耗尽的问题。而且本实施例可以根据工程车辆的运行状态和上装电机是否处于发电状态，及时断开第一电能，能够很好地适应工程车辆工作地点的随机性，在确保工程车辆用电充足的前提下，大大提高驱动***的灵活性。而且，本实施例中第一电能和第二电能结合为工程车辆供电，所采用的动力都是电能，不存在发动机动力排放问题，使得整个驱动***结构简单，使用更加便捷，且动力单一有利于降低成本。
另外，本实施例中AC-DC整流器和DC-AC-DC隔离电源的工作模式均为单向工作模式，不具备反向逆变功能，在能够保证工程车辆供电充足的基础上，有利于进一步简化驱动***结构，降低成本。DC-AC-DC隔离电源内部设置有交流线圈变压器构成的隔离器，从而能够有效阻断高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源组成的交流线网与动力电池端的直流线网间的物理接触，从而进一步提高驱动***的安全性。
本申请还提供另一种用于上装作业的驱动***，该驱动***用于工程车辆处于静止作业状态的工况，该驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、分动箱、取力器以及液压驱动***，动力***中包括有第二驱动电机。高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，驱动电机控制器通过第二驱动电机与动力***连接，动力***经由分动箱与工程车辆的车桥连接，分动箱经由取力器连接至液压驱动***，液压驱动***与上装负载连接，DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器以及动力电池分别与高压配电箱连接。这种驱动***主要用于水泥泵车等上装负载需求功率或需求扭矩很大的工程车辆。通过设置分动箱、取力器以及液压驱动***，取力器通过分动箱取力，并为液压驱动***提供驱动力，从而满足大功率或者大扭矩上装负载的需求，这种通过动力***变速箱或减速升扭***来提供动力的结构，能够有效提高驱动***的驱动能力，确保工程车辆正常运作。
本申请还提供一种工程车辆，该工程车辆中包括车辆底盘、上装负载以及如上任一所述的一种用于上装作业的驱动***。通过设置带有第一驱动电机、上装电机控制器以及上装电机的驱动***，能够满足工程车辆在静止作业状态和行车状态的用电需求，避免动力电池电能耗尽的情况。通过设置带有第二驱动电机、分动箱、取力器以及液压驱动***的驱动***，能够满足工程车辆在静止作业状态的用电需求，且能够适用于含有大功率或大扭矩上装负载的特殊车辆。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例所提供的一种用于上装作业的驱动***的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的一种用于上装作业的驱动***的工作方法的流程示意图；
图3为本实施例中步骤S4中工作方法的流程示意图；
图4为本申请实施例所提供的另一种用于上装作业的驱动***的结构示意图；
图5为本申请实施例所提供的另一种用于上装作业的驱动***的工作方法的流程示意图。
其中，1-高压交流线网、2-AC-DC整流器、3-DC-AC-DC隔离电源、4-动力电池、5-高压配电箱、6-驱动电机控制器、71-第一驱动电机、72-第二驱动电机、8-动力***、9-上装电机控制器、10-上装电机、11-分动箱、12-取力器、13-液压驱动***。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，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，本领域普通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，都应当属于本申请保护的范围。
为了更好地理解本申请，下面结合附图来详细解释本申请的实施方式。
实施例一
参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种用于上装作业的驱动***的结构示意图。由图1可知，本实施例中用于上装作业的驱动***，主要包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、上装电机控制器以及上装电机。
其中，动力***中包括有第一驱动电机。本实施例中第一驱动电机主要用于工程车辆处于行车状态时驱动工程车辆运行。第一驱动电机可以为单电机也可以为多电机。动力***采用纯电动***，例如：电机+AMT***、e-CVT***或电驱桥***；也可以采用混合动力***，例如：串联***(含增程式)、并联***或混联***。
继续参见图1可知，高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，形成交流线网。其中，高压交流线为三相交流线网或者两项交流线网，高压交流线与AC-DC整流器通过高压线缆连接。驱动电机控制器通过第一驱动电机与动力***连接，动力***与工程车辆的车桥连接，从而为工程车辆供电。上装电机控制器与上装电机连接，上装电机与上装负载连接，从而为负载供电。本实施例中上装电机控制器与上装电机构成上装电机***，该上装电机***主要用于为工程车辆的各种负载供电，上装负载包括：搅拌罐、油田修井机等。动力电池、DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器以及上装电机控制器分别通过高压线缆或者铜排与高压配电箱连接，从而通过高压配电箱进行电能分配。
进一步地，本实施例中上装电机除了直接与上装负载连接，直接驱动上装负载以外，上装电机还可以经由液压驱动***与上装负载连接，也就是：上装电机驱动液压***，液压***驱动上装负载。
本实施例中AC-DC整流器和DC-AC-DC隔离电源的工作模式均为单向工作模式，不具备反向逆变功能，因此DC-AC-DC隔离电源只能输出电能，这种结构设计，能够在确保高压交流线网及时为工程车辆供电的前提下，确保整个驱动***的结构简化，而且有利于确保功能的基础上降低成本。
进一步地，DC-AC-DC隔离电源内部设置有交流线圈变压器构成的隔离器，隔离器用于阻断交流线网与直流线网间的物理接触电源。变压器两侧分别称为交流线网侧和直流线网侧。因交流线网侧仅包含高压交流线网、整流器和DC-AC-DC隔离电源部分电路，涉及车辆范围很小，因此隔离器的设置能够极大减少车辆的安全隐患，有利于提高整个驱动***的安全性。同时，通过隔离器将直流线网与交流线网物理隔离，使得直流线网的绝缘监测不受交流电源的影响，从而避免直流线网的绝缘监测过程中导致***误报警的问题，有利于确保工程车辆的正常作业。
DC-AC-DC隔离电源的输出电压高于动力电池的峰值电压，从而能够对动力电池进行充电。且DC-AC-DC隔离电源的输出电压低于上装电机控制器和驱动电机控制器所要求的输入电压。
进一步地，本实施例中动力电池具有反向充电功能，存在上装电机发电对动力电池充电的工况。例如：上装电机与搅拌罐直连的搅拌车存在对搅拌罐进行减速，或通过上装电机控制油电修井机控制吊装的物体缓速下落时，此时上装电机***处于发电状态。此时应关闭DC-AC-DC隔离电源，通过动力电池进行回收电能。但上装电机***发电功率超过动力电池的回收能力时，即：在上装电机***发电功率过高时，还需配置放电电阻进行放电。
由于工程车辆实际运行中，上装电机***需求的功率无法与DC-AC-DC隔离电源输出的功率完全相等，本实施例通过动力电池进行充放电调节。具体地，当DC-AC-DC隔离电源输出的功率小于上装电机***的需求功率时，动力电池放电，补偿DC-AC-DC隔离电源缺少的功率；当DC-AC-DC隔离电源输出的功率大于上装电机***的需求功率时，动力电池充电，吸收DC-AC-DC隔离电源多出的功率。
因动力电池充放电功率受自身SOC状态的影响，因此本实施例在设计DC-AC-DC隔离电源放电功率时，根据动力电池SOC的变化进行设置。可以根据动力电池的SOC状态计算动力电池充放电功率，将动力电池的充放电功率与上装电机***需求的功率相加，功率和为DC-AC-DC隔离电源提供的功率，即：PDCACDC＝Pbattery+PLoadMoter，式中，PDCACDC为DC-AC-DC隔离电源的输出功率，Pbattery为动力电池的充放电功率，PLoadMoter为上装电机***需求的功率。其中，Pbattery与动力电池SOC相关，可以设定为线性关系，而且在动力电池放电时，Pbattery与SOC成正比，在动力电池充电时，Pbattery与SOC成反比。
进一步地，该驱动***中还包括放电电阻，放电电阻与高压配电箱连接，该放电电阻用于上装电机***的发电功率超过设定的发电功率阈值时，对上装电机***进行放电。
实施例二
在图1所示实施例的基础上参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种用于上装作业的驱动***的工作方法的流程示意图。
由图2可知，本实施例中用于上装作业的驱动***的工作方法，主要包括如下过程：
S0：定义动力电池为工程车辆的第一电能。
S1：获取工程车辆的运行状态，运行状态包括：静止作业状态和行车状态。
如果工程车辆处于静止作业状态，执行步骤S2：通过AC-DC整流器将高压交流线网上的交流电转换为直流电。
S3：利用DC-AC-DC隔离电源对直流电进行稳压，形成第二电能。
S4：根据上装电机的发电状态，控制第一电能和第二电能为上装电机供电。
具体地，步骤S4的具体执行方法可以参见图3所示，由图3可知，步骤S4包括如下过程：
S41：判断上装电机是否处于发电状态。
如果上装电机处于发电状态，执行步骤S42：判断上装电机的发电功率是否小于动力电池的充电功率限值。
如果上装电机的发电功率小于动力电池的充电功率限值，执行步骤S43：断开DC-AC-DC隔离电源，控制上装电机对动力电池充电。
如果上装电机的发电功率大于或等于动力电池的充电功率限值，执行步骤S44：断开DC-AC-DC隔离电源和动力电池，接通放电电阻，通过放电电阻对上装电机进行放电。
多出的功率，根据SOC状态进行调整，动力电池的充放电功率与动力电池SOC成线性关系。
如果上装电机不处于发电状态，执行步骤S45：判断上装负载所需功率是否小于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率。
如果上装负载所需功率小于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率，执行步骤S46：判断动力电池的SOC是否小于设定的动力电池SOC阈值。
如果动力电池的SOC小于设定的动力电池SOC阈值，执行步骤S47：DC-AC-DC隔离电源的输出功率等于动力电池充电功率与上装负载所需功率之和。
本实施例中动力电池充电功率与SOC成线性关系。
如果动力电池的SOC大于或等于设定的动力电池SOC阈值，执行步骤S48：DC-AC-DC隔离电源的输出功率等于上装负载所需功率。
如果上装负载所需功率大于或等于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率，执行步骤S49：DC-AC-DC隔离电源的输出功率等于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率。
根据以上步骤S41-S49可知，当动力电池的SOC小于设定阈值且上装负载需求功率小于DC-AC-DC隔离电源峰值功率时，控制DC-AC-DC隔离电源输出功率大于上装负载需求功率，多出的功率，对动力电池进行充电；当动力电池的SOC小于设定阈值且上装负载需求功率大于DC-AC-DC隔离电源峰值功率时，控制DC-AC-DC隔离电源按峰值功率输出；当动力电池的SOC大于设定阈值且上装负载需求功率小于DC-AC-DC隔离电源峰值功率时，控制DC-AC-DC隔离电源按上装负载需求功率输出；当动力电池的SOC大于设定阈值且上装负载需求功率大于DC-AC-DC隔离电源峰值功率时，控制DC-AC-DC隔离电源按峰值功率输出。其中，DC-AC-DC隔离电源输出电压需要大于动力电池的峰值电压，且低于上装电机控制器和驱动电机控制器的输入电压要求。
继续参见图2可知，根据上装电机的发电状态，控制第一电能和第二电能为上装电机供电之后，执行步骤S5：利用上装电机驱动上装负载工作。
如果工程车辆处于行车状态，执行步骤S6：断开高压交流线网与AC-DC整流器之间的连接，并关闭DC-AC-DC隔离电源。
S7：判断上装电机是否处于发电状态。
如果上装电机处于发电状态，执行步骤S8：由动力电池吸收上装电机的发电功率。
如果上装电机不处于发电状态，执行步骤S9：由动力电池为上装电机提供功率。
该实施例未详细描述的部分，可以参见图1所示的实施例，两个实施例之间可以互相参照，在此不再赘述。
实施例三
在图1所示实施例的基础上参见图4，图4为本申请实施例所提供的另一种用于上装作业的驱动***的结构示意图。该实施例中的驱动***用于工程车辆处于静止作业状态的工况，主要针对大功率或大扭矩上装负载的情况，如水泥泵车中的驱动***。
由图4可知，本实施例中用于上装作业的驱动***，主要包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、分动箱、取力器以及液压驱动***，动力***中包括有第二驱动电机。其中，高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，驱动电机控制器通过第二驱动电机与动力***连接，动力***经由分动箱与工程车辆的车桥连接，从而为工程车辆供电。分动箱经由取力器连接至液压驱动***，液压驱动***与上装负载连接，从而通过第二驱动电机为上装负载供电。DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器以及动力电池分别与高压配电箱连接。
本实施例中第二驱动电机主要用于工程车辆处于静止作业状态时，为工程车辆的各种负载供电。第二驱动电机与第一驱动电机可以采用相同的型号，只是两者功能不完全相同。
针对一些特殊车辆，例如水泥泵车，其上装负载需求功率或者需求扭矩很大，单个上装电机很难满足上装负载的需求，本实施例利用第二驱动电机和动力***，通过动力***变速箱或减速升扭***来提供动力，从而确保这些特殊车辆有足够的功率和扭矩确保可以正常运行。
进一步地，该实施例的驱动***中还包括放电电阻，放电电阻与高压配电箱连接，用于对第二驱动电机发电功率超过设定的发电功率阈值时，对第二驱动电机进行放电。
实施例四
在图1-图4所示实施例的基础上参见图5，图5为本申请实施例所提供的另一种用于上装作业的驱动***的工作方法的流程示意图。
由图5可知，本实施例中用于上装作业的驱动***的工作方法，主要包括如下过程：
S1：当工程车辆的运行状态为静止作业状态时，控制高压配电箱断开驱动电机控制器和放电电阻。
S2：通过AC-DC整流器将高压交流线网上的交流电转换为直流电。
S3：利用DC-AC-DC隔离电源对直流电进行稳压，利用稳压后的电能为第二驱动电机供电。
S4：动力***将来自第二驱动电机的电能转化为动力并传输至分动箱。
S5：取力器经由分动箱获取动力后将动力传输至液压驱动***。
S6：液压驱动***根据动力驱动上装负载工作。
该实施例中的工作方法，用于工程车辆的运行状态为静止作业状态时，主要通过第二驱动电机为工程车辆的上装负载提供驱动。
该实施例中未详细描述的部分，可以参见图1-图4所示的实施例，四个实施例之间可以互相参照，在此不再赘述。
实施例五
本申请还提供一种工程车辆，该工程车辆中包括有车辆底盘、上装负载以及用于上装作业的驱动***。该驱动***可以为图1所示的驱动***，也可以采用图3所示的驱动***。通常，当工程车辆的上装负载需求功率或需求扭矩较大，单靠上装电机无法满足上装负载需求时，工程车辆中的驱动***采用图3所示的驱动***。其他情况的工程车辆，采用图1所示的驱动***。
车辆底盘可以采用纯电动底盘，也可以采用混合动力底盘。
该实施例中未详细描述的部分，可以参见图1-图4所示的实施例，在此不再赘述。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于上装作业的驱动***，其特征在于，所述驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、上装电机控制器以及上装电机，所述动力***中包括有第一驱动电机，所述高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，所述驱动电机控制器通过第一驱动电机与动力***连接，所述动力***与工程车辆的车桥连接，所述上装电机控制器与上装电机连接，所述上装电机与上装负载连接，所述动力电池、DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器以及上装电机控制器分别与所述高压配电箱连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于上装作业的驱动***，其特征在于，所述上装电机经由液压驱动***与上装负载连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于上装作业的驱动***，其特征在于，所述AC-DC整流器和DC-AC-DC隔离电源的工作模式均为单向工作模式。
4.根据权利要求1所述的一种用于上装作业的驱动***，其特征在于，所述DC-AC-DC隔离电源内部设置有交流线圈变压器构成的隔离器，所述隔离器用于阻断交流线网与直流线网间的物理接触。
5.根据权利要求1所述的一种用于上装作业的驱动***，其特征在于，所述驱动***中还包括放电电阻，所述放电电阻与高压配电箱连接，所述放电电阻用于上装电机控制器与上装电机构成的上装电机***发电功率超过设定的发电功率阈值时，对上装电机***进行放电。
6.一种用于上装作业的驱动***，其特征在于，所述驱动***用于工程车辆处于静止作业状态的工况，所述驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、分动箱、取力器以及液压驱动***，所述动力***中包括有第二驱动电机，所述高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，所述驱动电机控制器通过第二驱动电机与动力***连接，所述动力***经由分动箱与工程车辆的车桥连接，所述分动箱经由取力器连接至液压驱动***，所述液压驱动***与上装负载连接，所述DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器以及动力电池分别与所述高压配电箱连接。
7.一种用于上装作业的驱动***的工作方法，其特征在于，所述用于上装作业的驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、上装电机控制器、放电电阻以及上装电机，所述动力***中包括有第一驱动电机，所述高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，所述驱动电机控制器通过第一驱动电机与动力***连接，所述动力***与工程车辆的车桥连接，所述上装电机控制器与上装电机连接，所述上装电机与上装负载连接，所述动力电池、DC-AC-DC隔离电源、驱动电机控制器、放电电阻以及上装电机控制器分别与所述高压配电箱连接，所述工作方法包括：
定义动力电池为所述工程车辆的第一电能；
获取所述工程车辆的运行状态，所述运行状态包括：静止作业状态和行车状态；
如果所述工程车辆处于静止作业状态，通过AC-DC整流器将高压交流线网上的交流电转换为直流电；
利用所述DC-AC-DC隔离电源对所述直流电进行稳压，形成第二电能；
根据上装电机的发电状态，控制所述第一电能和第二电能为上装电机供电；
利用所述上装电机驱动上装负载工作；
如果所述工程车辆处于行车状态，断开高压交流线网与AC-DC整流器之间的连接，并关闭所述DC-AC-DC隔离电源；
判断上装电机是否处于发电状态；
如果是，由动力电池吸收上装电机的发电功率；
如果否，由动力电池为上装电机提供功率。
8.根据权利要求7所述的一种用于上装作业的驱动***的工作方法，其特征在于，根据上装电机的发电状态，控制所述第一电能和第二电能为上装电机供电的方法，包括：
判断上装电机是否处于发电状态；
如果上装电机处于发电状态，判断上装电机的发电功率是否小于动力电池的充电功率限值；
如果上装电机的发电功率小于动力电池的充电功率限值，断开DC-AC-DC隔离电源，控制上装电机对动力电池充电；
如果上装电机的发电功率大于或等于动力电池的充电功率限值，断开DC-AC-DC隔离电源和动力电池，接通放电电阻，通过放电电阻对上装电机进行放电；
如果上装电机不处于发电状态，判断上装负载所需功率是否小于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率；
如果上装负载所需功率小于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率，判断动力电池的SOC是否小于设定的动力电池SOC阈值；
如果是，DC-AC-DC隔离电源的输出功率等于动力电池充电功率与上装负载所需功率之和；
如果否，DC-AC-DC隔离电源的输出功率等于上装负载所需功率；
如果上装负载所需功率大于或等于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率，DC-AC-DC隔离电源的输出功率等于DC-AC-DC隔离电源的峰值功率。
9.一种用于上装作业的驱动***的工作方法，其特征在于，所述用于上装作业的驱动***包括：高压交流线网、AC-DC整流器、DC-AC-DC隔离电源、动力电池、高压配电箱、驱动电机控制器、动力***、放电电阻、分动箱、取力器以及液压驱动***，所述动力***中包括有第二驱动电机，所述高压交流线网经由AC-DC整流器与DC-AC-DC隔离电源连接，所述驱动电机控制器通过第二驱动电机与动力***连接，所述动力***经由分动箱与工程车辆的车桥连接，所述分动箱经由取力器连接至液压驱动***，所述液压驱动***与上装负载连接，所述DC-AC-DC隔离电源、放电电阻、驱动电机控制器以及动力电池分别与所述高压配电箱连接，所述工作方法包括：
当工程车辆的运行状态为静止作业状态时，控制高压配电箱断开驱动电机控制器和放电电阻；
通过AC-DC整流器将高压交流线网上的交流电转换为直流电；
利用所述DC-AC-DC隔离电源对所述直流电进行稳压，利用稳压后的电能为第二驱动电机供电；
动力***将来自第二驱动电机的电能转化为动力并传输至分动箱；
取力器经由分动箱获取动力后将动力传输至液压驱动***；
所述液压驱动***根据所述动力驱动上装负载工作。
10.一种工程车辆，其特征在于，所述工程车辆中包括：车辆底盘、上装负载以及权利要求1-6中任一所述的一种用于上装作业的驱动***。
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|---|---|---|---|
| CN202211640513.XA CN115782581A (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 一种用于上装作业的驱动***、工作方法及工程车辆 |
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| CN202211640513.XA CN115782581A (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 一种用于上装作业的驱动***、工作方法及工程车辆 |
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| CN202211640513.XA Withdrawn CN115782581A (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 一种用于上装作业的驱动***、工作方法及工程车辆 |
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