CN210395481U - 一种电动设备的控制***及推土机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动设备的控制***及推土机，包括：整车控制模块、电机控制模块及电池控制模块至少一个单体电池组件；其中，所述整车控制模块分别与所述至少一个单体电池组件和所述电机控制模块电连接，用于控制所述至少一个单体电池组件并从每个所述单体电池组件获取对应的电池信息，还用于根据所述电池信息对所述电机控制模块的工作参数进行调整。本实用新型通过将至少一个单体电池组件和电机控制模块分别与整车控制模块电连接，有利于相关功能的扩展及整车控制模块根据电池***的工作情况对整车运行状况进行及时调整，提高了电动设备的控制效率，同时减少了控制模块的数量，使得排布更简单，同时节省成本。

Description

一种电动设备的控制***及推土机

技术领域

本实用新型实施例涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种电动设备的控制***及推土机。

背景技术

能源、环保已经成为当今世界的主题之一，推土机作为工程机械的重要一员，对经济建设起着关键的作用，同时也是能源消耗的重要设备。目前，我国还没有成熟的纯电动推土机，发展纯电动推土机产业主要面临以下问题：动力电池控制***与整车控制***相对独立，两者之间互不通讯，不利于相关功能的扩展和整车控制器根据不同的工况对整车的运转进行调整，整车控制***不能对动力电池的故障进行相应的控制，存在较大的安全隐患，同时也影响工作效率。此外，如果采用目前的电池控制***，推土机将用到整车控制器、电机控制器、电池控制***控制器至少3款控制器，这不仅会在排布方面会有影响，而且成本也会随之加大。

实用新型内容

本实用新型提供一种电动设备的控制***及推土机，将至少一个单体电池组件和电机控制模块分别与整车控制模块电连接，有利于相关功能的扩展及整车控制模块根据电池***的工作情况对整车运转状况进行及时调整，此外，本实用新型将电池控制的功能集成到了整车控制模块，减少了控制模块的数量，使得排布更简单，更节省成本。

第一方面，一种电动设备的控制***，该控制***包括：整车控制模块、电机控制模块及至少一个单体电池组件；

其中，所述整车控制模块分别与所述至少一个单体电池组件和所述电机控制模块电连接，用于控制所述至少一个单体电池组件并从每个所述单体电池组件获取对应的电池信息，还用于根据所述电池信息对所述电机控制模块的工作参数进行调整。

可选的，所述至少一个单体电池组件包括单体电池和与所述单体电池电连接的单体电池控制模块，所述单体电池控制模块用于控制所述单体电池进行工作并采集所述单体电池的数据信息以输出。

可选的，所述单体电池控制模块包括电池状态检测电路、电池状态分析电路、电池安全保护电路、能量控制电路及电池信息控制电路；

其中，所述电池状态检测电路用于对所述单体电池电压电流、电压及温度进行检测；所述电池状态分析电路用于对所述单体电池剩余电量及老化程度进行评估；所述电池安全保护电路用于对所述单体电池进行过流保护、过压保护及过充放电保护；所述能源控制电路用于对所述单体电池进行充放电过程控制及电池均衡控制；所述电池信息控制电路用于对所述单体电池的信息进行显示、***内外信息交互及所述单体电池的历史信息的存储。

可选的，所述单体电池控制模块还包括单体电池开启电路，所述单体电池开启电路用于根据所述整车控制模块的指令，对所述单体电池控制模块的所述电池状态检测电路、所述电池状态分析电路、所述电池安全保护电路、所述能量控制电路及所述电池信息控制电路进行开启或关闭。

可选的，所述整车控制模块根据所述电池信息对所述电机控制模块的工作参数进行调整具体包括：

所述整车控制模块在检测到所述至少一个单体电池组件的电池剩余电量小于或等于剩余电量阈值时，将所述电机控制模块的功率降低为小于或等于第一限定功率。

可选的，所述控制***包括多个所述单体电池，多个所述单体电池包括串联的至少一个电池组，所述电池组包括并联的多个电池单元，所述电池单元包括多个串联的单体电池；所述至少一个电池组分布在所述电动设备的多个区域。

可选的，该电动设备的控制***还包括：保护电路、总绝缘检测电路、温度控制电路、总电流检测电路及总电压检测电路；

所述保护电路、所述总绝缘检测电路、所述温度检测电路、所述总电流检测电路及所述总电压检测电路分别与所述整车控制模块电连接；

所述保护电路串联在所述至少一个电池组的总电路上，用于根据所述整车控制模块的指令导通或断开所述至少一个电池组的充放电回路；所述总绝缘检测电路与所述至少一个电池组的电连接，用于根据所述至少一个电池组的总电压检测所述至少一个电池组的绝缘性；所述温度检测电路用于检测环境温度等相关参数，对所述至少一个电池组进行升温或降温；所述总电流检测电路用于对所述至少一个电池组组成的串联电路的总电流进行检测，所述总电压检测电路用于对所述至少一个电池组组成的串联电路的总电压进行检测。

可选的，该电动设备的控制***还包括整车显示器，所述整车显示器与所述整车控制模块电连接，用于从所述整车控制模块中获取所述至少一个单体电池组件的相关信息，并进行实时显示，同时对所述至少一个单体电池组件进行报警提示。

第二方面，一种推土机，该推土机包括第一方面所述的电动设备的控制***。

本实用新型通过将至少一个单体电池组件和电机控制模块分别与整车控制模块电连接，整车控制模块根据采集到的电池信息，适当调整电机控制模块的工作参数，使得电动设备工作在电池和电机合理匹配的状态，有利于相关功能的扩展及整车控制模块根据电池***的工作情况对整车运转状况进行及时调整。此外，本实用新型提供的控制***将电池控制的功能集成在整车控制模块中，减少了控制模块的数量，使得排布更简单，同时节省成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电动设备的控制***示意图；

图2为本实用新型实施例提供的单体电池控制模块的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的多个单体电池的连接方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种电动设备的控制***，如图1所示，该控制***包括：整车控制模块101、电机控制模块102及至少一个单体电池组件103；

其中，整车控制模块101分别与至少一个单体电池组件103和电机控制模块102电连接，用于控制至少一个单体电池组件103并从每个单体电池组件103获取对应的电池信息，还用于根据电池信息对电机控制模块102的工作参数进行调整。

本实用新型实施例提供的电动设备的控制***，将电池的控制功能集成到整车控制模块中，整车控制模块从每个单体电池组件处获取相应的电池信息，并对电池信息进行分析以便对每个电池组件进行相应的控制，整车控制模块还根据电池信息，对电机控制模块的工作参数进行相应调整，以使得电动设备使得电动设备工作在电池和电机合理匹配的状态。此外，将电池功能集成在整车控制模块中，既有助于相关功能的扩展，又减少了控制模块的数量，使得排布更简单，大大节省了成本。

可选的，继续参见图1，至少一个单体电池组件103包括单体电池104和与单体电池104电连接的单体电池控制模块105，单体电池控制模块105用于控制单体电池104进行工作并采集单体电池的数据信息以输出。

每个单体电池组件103由一个单体电池104和一个单体电池控制模块105组成，该电动设备包括至少一个单体电池组件103，单体电池控制模块105控制单体电池104进行工作，同时采集电池信息，并将采集到的电池信息通过CAN总线发送给整车控制模块101，由整车控制模块101根据电池信息对单体电池的104的工作情况进行分析，并根据分析结果对至少一个单体电池组件103和电机控制模块102进行合理的控制，使得电动设备保持良好的运转状态。

可选的，图2为本实用新型实施例提供的单体电池控制模块的示意图，如图2所示，单体电池控制模块105包括电池状态检测电路202、电池状态分析电路203、电池安全保护电路204、能量控制电路205及电池信息控制电路206；

其中，电池状态检测电路202用于对单体电池104电压电流、电压及温度进行检测；电池状态分析电路203用于对单体电池104剩余电量及老化程度进行评估；电池安全保护电路204用于对单体电池104进行过流保护、过压保护及过充放电保护；能源控制电路205用于对单体电池104进行充放电过程控制及电池均衡控制；电池信息控制电路206用于对单体电池104的信息进行显示、***内外信息交互及单体电池104的历史信息的存储。

电池状态检测电路202是电池控制模块105中最基本的功能，主要检测电压、电流和温度，其中温度不仅指单体电池104本身的温度，还对环境及单体电池104箱中的温度进行检测，以便于维护***的安全。电池状态分析电路203包括剩余电量分析(SoC)和老化程度(SoH)分析，其中剩余电量分析可以使用户掌握单体电池104的剩余电量，同时结合电动设备的工作情况对剩余工作时间进行估计；电池老化程度受多方面因素的影响，如工作过程中的工作温度、放电流的大小等，需要不断进行评估和更新，以保证获得信息的准确性。电池的安全保护电路204包括过流、过温和过充放电保护，其中电池过流保护是在电池充放电过程中，工作电流超过了安全值而采取的保护措施，不同厂家、不同型号的单体电池104所支持的过载电流倍率、过载持续时间是不同的，所以电池控制模块105中单体电池104的过流保护功能必须考虑。能量控制电路205中对充电电流的控制，主要是在电池充电过程中对充电电压、电流进行优化控制，来实现对充电时长、充电效率、充电饱和程度的优化。放电控制主要是对放电电流进行控制，使所有的单体电池104发挥更大的效能。电池的均衡控制管理，主要是采取一定措施降低单体电池104不一致性的影响，以达到优化整体放电效能，延长所有单体电池104整体寿命的目的。由于电动设备单体电池104工作过程中会产生大量数据，有些数据要与仪表进行交互通知用户，有些数据通过通讯网络传输到整车控制模块101中，也有一些需要作为历史数据进行保存，这些功能由电池信息控制电路206来实现。

本实用新型实施例所提供的单体电池控制模块105与传统的电池控制模块相比，功能更加齐全，且电路相对独立方便后续功能的添加和减少。

可选的，继续参照图2，单体电池控制模块105还包括单体电池开启电路201，单体电池开启电路201用于根据整车控制模块101的指令，对单体电池控制模块105的电池状态检测电路202、电池状态分析电路203、电池安全保护电路204、能量控制电路205及电池信息控制电路206进行开启或关闭。

本实用新型实施例中单体电池控制模块105增加单体电池开启电路201，单体电池开启电路201由整车控制模块101控制，除了能实现传统电池控制模块的数据获取功能外，还可以对单体电池控制模块105内部进行具体控制操作，当电动设备启动时，整车控制模块101向单体电池控制模块105的单体电池开启电路201发出所有电路都开启的控制指令，当检测到单体电池104不满足过流、过温及过充放电的数据范围，整车控制模块101控制单体电池开启电路201关闭电池安全保护电路204，当检测到单体电池104的电流、温度或者充放电达到要保护的范围时，开启电池安全保护电路204，大大节约了电池安全保护电路204所消耗的功耗。例如当检测到有一块单体电池104的温度超过一定数值后，整车控制模块101控制单体电池的开启电路201开启电池安全保护电路204，对单体电池104进行保护。本实用新型实施例通过在单体电池控制模块105中增加单体电池开启电路201，根据单体电池104的实际需要，对单体电池控制模块105内部的电路进行开启或关闭，大大节省了电能的消耗，防止电能的消耗。

可选的，整车控制模块101根据电池信息对电机控制模块102的工作参数进行调整具体包括：

整车控制模块101在检测到至少一个单体电池组件103的电池剩余电量小于或等于剩余电量阈值时，将电机控制模块102的功率降低为小于或等于第一限定功率。

整车控制器模块101在获取至少一个单体电池组件103的信息后，检测到至少一个单体电池组件103的电池剩余电量小于或等于剩余电量阈值时，要结合电机控制模块102对电动设备进行限功率输出设计，保证整车电动设备的电池和电机工作在合理的匹配状态，适应不同的工况。

可选的，控制***包括多个单体电池104，多个单体电池104包括串联的至少一个电池组301，电池组包括并联的多个电池单元302，电池单元302包括多个串联的单体电池104；至少一个电池组301分布在电动设备的多个区域。

图3为本实用新型实施例提供的多个单体电池的连接方式示意图，如图3所述，多个单体电池104串联组成一个电池单元302，图3仅示例性给出了3个单体电池104但不构成对本实用新型的限定，实际使用时可根据具体需要，适当选择组成电池单元302的单体电池104的数量。多个电池单元302并联组成一个电池组301，同样的，图3仅示例性给出了2个电池单元302但不构成对本实用新型的限定，实际使用时可根据具体需要，适当选择并联组成电池组301的电池单元302的数量，电池组301之间采用串联方式电连接，图3仅示例性给出了2个电池组301但不构成对本实用新型的限定，实际使用时可根据具体需要，适当选择电池组301的数量，这种串并联相结合的单体电池104的连接方式，可以更灵活满足电动设备的功率需求，使得单体电池104的电能得到更合理的利用。此外，电池组301可以分布在电动设备的多个区域，电池组的排布更灵活，充分利用电动设备的可用空间。

可选的，继续参见图1，该电动设备的控制***还包括：保护电路106、总绝缘检测电路107、温度控制电路108、总电流检测电路109及总电压检测电路110；

保护电路106、总绝缘检测电路107、温度检测电路108、总电流检测电路109及总电压检测电路110分别与整车控制模块101电连接；

保护电路106串联在至少一个电池组301的总电路上，用于根据整车控制模块101的指令导通或断开至少一个电池组301的充放电回路；总绝缘检测电路107与至少一个电池组301的电连接，用于根据至少一个电池组301的总电压检测至少一个电池组301的绝缘性；温度检测电路108用于检测环境温度等相关参数，对至少一个电池组301进行升温或降温；总电流检测电路109用于对至少一个电池组301组成的串联电路的总电流进行检测，总电压检测电路110用于对至少一个电池组301组成的串联电路的总电压进行检测。

保护电路106、总绝缘检测电路107、温度检测电路108、总电流检测电路109及总电压检测电路110分别与整车控制模块101电连接；这5个电路分别将检测到的至少一个电池组301串联组成的总电路的总电流、总电压、总绝缘电阻信息及温度信息发送整车控制器101，整车控制器101通过计算分析，在电路出现故障时，向保护电路106发出控制指令，实现对整体电路的保护功能。需要说明的是，当单体电池104出现温度故障时，整体控制电路101不仅通过开启单体电池控制模块105中的电池安全保护电路204对单体电池104进行保护，还通过开启温度检测电路108对单体电池104所在的电池组301进行升温或降温，双重措施，确保电池电路的正常工作。

可选的，该电动设备的控制***还包括整车显示器111，整车显示器111与整车控制模块101电连接，用于从整车控制模块101中获取至少一个单体电池组件103的相关信息，并进行实时显示，同时对至少一个单体电池组件103进行报警提示。

整车控制模块101获取单体电池104的相关信息并对其进行分析和转化，然后通过CAN总线将分析及转化结果发送给整车显示器111，整车显示器111对电池的相关信息进行实时显示，并在单体电池104出现故障时进行报警提示，增强人机交互性能。

此外，该电动设备还将整车控制模块101获得的电池相关信息发送到远程终端，远程终端对电池相关信息进行记录和分析，为组建相关数据库打下基础。

本实用新型实施例提供的电动设备的控制***，将电池的控制功能集成到整车控制模块中，方便整车控制模块根据电池的具体情况，合理调整电机控制模块的工作参数，使整个电动设备的控制***的电池和电机工作在合理匹配的状态。此外，将整车控制模块中添加电池控制功能，当电池发生故障时，有助于提高整车控制模块的反应速度，提高控制效率。同时该控制方法减少了控制模块的数量，使得排布更简单，节省成本，有助于相关功能的扩展。另外，本实用新型实施例在传统的单体电池控制模块中加入了单体电池开启电路，根据单体电池的实际需要开启或关闭部分电路的功能，大大降低了电能的消耗，避免了电能的浪费。

第二方面，一种推土机，该推土机包括上述的电动设备的控制***。

本实用新型实施例还提供一种推土机，该推土机采用上述的控制***有利于相关功能的扩展及整车控制模块根据电池***的工作情况对整车运转状况进行及时调整，确保了推土机工作的安全性和高效性。此外单体电池控制模块中单体电池开启电路的加入，大大降低了电能的消耗，避免了能量而浪费。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种电动设备的控制***，其特征在于，包括：整车控制模块、电机控制模块及至少一个单体电池组件；

其中，所述整车控制模块分别与所述至少一个单体电池组件和所述电机控制模块电连接，用于控制所述至少一个单体电池组件并从每个所述单体电池组件获取对应的电池信息，还用于根据所述电池信息对所述电机控制模块的工作参数进行调整。

2.根据权利要求1所述的电动设备的控制***，其特征在于，所述至少一个单体电池组件包括单体电池和与所述单体电池电连接的单体电池控制模块，所述单体电池控制模块用于控制所述单体电池进行工作并采集所述单体电池的数据信息以输出。

3.根据权利要求2所述电动设备的控制***，其特征在于，所述单体电池控制模块包括电池状态检测电路、电池状态分析电路、电池安全保护电路、能量控制电路及电池信息控制电路；

其中，所述电池状态检测电路用于对单体电池电压电流、电压及温度进行检测；所述电池状态分析电路用于对所述单体电池剩余电量及老化程度进行评估；所述电池安全保护电路用于对所述单体电池进行过流保护、过压保护及过充放电保护；所述能量控制电路用于对所述单体电池进行充放电过程控制及电池均衡控制；所述电池信息控制电路用于对所述单体电池的信息进行显示、***内外信息交互及所述单体电池的历史信息的存储。

4.根据权利要求3所述的电动设备的控制***，其特征在于，所述单体电池控制模块还包括单体电池开启电路，所述单体电池开启电路用于根据所述整车控制模块的指令，对所述单体电池控制模块的所述电池状态检测电路、所述电池状态分析电路、所述电池安全保护电路、所述能量控制电路及所述电池信息控制电路进行开启或关闭。

5.根据权利要求1所述的电动设备的控制***，其特征在于，所述整车控制模块根据所述电池信息对所述电机控制模块的工作参数进行调整具体包括：

所述整车控制模块在检测到所述至少一个单体电池组件的电池剩余电量小于或等于剩余电量阈值时，将所述电机控制模块的功率降低为小于或等于第一限定功率。

6.根据权利要求2所述的电动设备的控制***，其特征在于，所述控制***包括多个所述单体电池，多个所述单体电池包括串联的至少一个电池组，所述电池组包括并联的多个电池单元，所述电池单元包括多个串联的单体电池；所述至少一个电池组分布在所述电动设备的多个区域。

7.根据权利要求6所述的电动设备的控制***，其特征在于，还包括：保护电路、总绝缘检测电路、温度检测电路、总电流检测电路及总电压检测电路；

所述保护电路、所述总绝缘检测电路、所述温度检测电路、所述总电流检测电路及所述总电压检测电路分别与所述整车控制模块电连接；

所述保护电路串联在所述至少一个电池组的总电路上，用于根据所述整车控制模块的指令导通或断开所述至少一个电池组的充放电回路；所述总绝缘检测电路与所述至少一个电池组的电连接，用于根据所述至少一个电池组的总电压检测所述至少一个电池组的绝缘性；所述温度检测电路用于检测环境温度等相关参数，对所述至少一个电池组进行升温或降温；所述总电流检测电路用于对所述至少一个电池组组成的串联电路的总电流进行检测，所述总电压检测电路用于对所述至少一个电池组组成的串联电路的总电压进行检测。

8.根据权利要求1所述的电动设备的控制***，其特征在于，还包括整车显示器，所述整车显示器与所述整车控制模块电连接，用于从所述整车控制模块中获取所述至少一个单体电池组件的相关信息，并进行实时显示，同时对所述至少一个单体电池组件进行报警提示。

9.一种推土机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电动设备的控制***。

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