[發明專利]一種適用于挖掘機的蓄電池充放電保護系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011371896.6
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112531836A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 趙艷萍;牛東東;仇超敏;宋吉;祝敏杰;代剛強
• 申請（專利權）人: 徐州徐工挖掘機械有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J3/04;G01R19/165;G01R31/3842
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張倩倩

本發明公開一種適用于挖掘機的蓄電池充放電保護系統及控制方法，系統包括蓄電池組監控模塊、蓄電池組保護接觸器、通信模塊、整車控制器、發動機行車電腦ECU、整車儀表、整車鑰匙以及勵磁發電機。蓄電池組監控模塊包括數據采集單元和控制單元；控制單元與車輛整車控制器、發動機行車電腦ECU、整車儀表、勵磁發電機及蓄電池組保護接觸器之間分別連接通信；數據采集單元采集蓄電池的運行狀態信息，傳輸至控制單元；控制單元根據蓄電池運行狀態信息，控制勵磁發電機對蓄電池組充電；計算蓄電池組的荷電狀態SOC，當SOC較低時，與整車控制器通信，從而控制機載電器停機；當蓄電池SOC繼續降低，則控制蓄電池組保護接觸器斷開與負載之間的放電回路。本發明能夠對蓄電池運行狀態進行實時監測，控制蓄電池的充放電，使蓄電池處于最佳工作狀態。

技術領域

本發明涉及工程機械的電源管理技術領域，特別是一種適用于挖掘機的蓄電池充放電保護系統及控制方法。

背景技術

目前，絕大部分挖掘機都缺少有效的電源管理，普遍存在蓄電池的過充和過放現象。蓄電池過充時，內部電解液溫度升高，產生大量的氣體，可能會導致蓄電池的自然和爆炸，影響整個挖掘機的安全性能；蓄電池過放時，外觀雖無顯著變化，但蓄電池的某些特性會快速失效，嚴重影響挖掘機的使用壽命。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于挖掘機的蓄電池充放電保護系統及控制方法，能夠對蓄電池運行狀態進行實時監測，繼而控制蓄電池的充放電，使蓄電池處于最佳工作狀態，以延長蓄電池的使用壽命，減少安全隱患。

本發明采用的技術方案如下。

一方面，本發明提供一種蓄電池充放電保護系統，包括蓄電池組保護接觸器、蓄電池組監控模塊、通信模塊、整車控制器、發動機行車電腦ECU、整車儀表以及勵磁發電機；

蓄電池組監控模塊包括數據采集單元和控制單元；控制單元通過通訊模塊與車輛整車控制器、發動機行車電腦ECU、整車儀表、勵磁發電機及蓄電池組保護接觸器之間連接通信；數據采集單元采集蓄電池的運行狀態信息，傳輸至控制單元；所述運行狀態信息包括電壓和充放電電流；控制單元根據接收到的蓄電池運行狀態信息執行以下控制操作中的一個或多個：

響應于蓄電池組電壓小于第一電壓閾值，控制勵磁發電機對蓄電池組充電；響應于蓄電池組電壓大于第二電壓閾值，控制蓄電池組保護接觸器斷開與勵磁發電機之間的充電回路；其中，所述第一電壓閾值小于第二電壓閾值；

計算蓄電池組的荷電狀態SOC，并：響應于計算得到的SOC低于第一設定閾值時，向整車控制器發送低電量保護信號，使得整車控制器能夠根據接收到的低電量保護信號，控制機載電器停機；以及響應于計算得到的SOC低于第二設定閾值時，控制蓄電池組保護接觸器斷開與負載之間的放電回路；其中，所述第一設定閾值大于第二設定閾值。

可選的，本發明蓄電池充放電保護系統還包括整車鑰匙，蓄電池組監控模塊的控制單元還通過通訊模塊與整車鑰匙連接通信，以接收鑰匙啟動信號，并響應于接收到鑰匙啟動信號后開始運行。即喚醒對蓄電池組的運行狀態采集和充放電控制。

可選的，通訊模塊包括CAN通訊線束和系統內部控制線束；數據采集單元、控制單元與蓄電池組和蓄電池組保護接觸器之間通過系統內部控制線束電連接，控制單元與整車控制器、發動機行車電腦ECU、整車儀表、勵磁發電機之間通過CAN通訊線束電連接。

可選的，所述蓄電池的實時運行狀態信息還包括蓄電池溫度；控制單元接收到蓄電池溫度信息后，響應于蓄電池溫度高于設定閾值，向整車控制器、發動機ECU，和/或整車儀表發送報警信號，使得整車控制器和發動機ECU能夠響應于接收到所述報警信號，控制車輛熄火，和/或使得整車儀表輸出蓄電池故障報警信號。

可選的，控制單元根據接收到的蓄電池運行狀態信息執行的操作還包括：將蓄電池組的充放電狀態信息傳輸至整車儀表，以通過整車儀表顯示輸出。

可選的，蓄電池組監控模塊還包括光耦隔離單元，數據采集單元通過光耦隔離單元，將采集到的蓄電池運行狀態信息傳輸至控制單元。