一種工程機械蓄電池電能管理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種工程機械蓄電池電能管理裝置，包括控制模組、電源模組及運算模組，所述控制模組和電源模組均與所述運算模組相連；整個裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，采用常規(guī)的比較器、功率開關(guān)、開關(guān)元件、過流保護(hù)元件及嵌入式模塊對工程機械供電母線的通斷進(jìn)行控制，對蓄電池的放電電流進(jìn)行監(jiān)控，通過一個整體封裝的工程機械蓄電池電能管理裝置，實現(xiàn)對工程機械蓄電池電能的控制，采用該裝置的工程機械將不會出現(xiàn)由于發(fā)電機損壞、熄火后忘記關(guān)閉用電設(shè)備等原因造成的蓄電池過度使用的情況。工程機械蓄電池電能管理裝置本身結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能可靠、易安裝、易維護(hù)。
【專利說明】—種工程機械蓄電池電能管理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及蓄電池電能管理設(shè)備，涉及一種工程機械蓄電池電能管理裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]移動式工程機械多在車身搭載鉛酸蓄電池等電能存儲單元，各種移動式工程機械上的蓄電池?zé)o論其種類、工作原理有何不同，起到的作用都是基本相同的。一方面，蓄電池在車輛啟動時用于為啟動馬達(dá)的運轉(zhuǎn)提供動力；另一方面，蓄電池也需要在整車發(fā)電機不工作時，臨時為整機的電氣設(shè)備提供電源。一般的，移動式工程機械的系統(tǒng)電壓為12V或24V,當(dāng)蓄電池過度使用，系統(tǒng)電壓下降至10.5V或22V時，將會影響到起動機的正常工作，使車輛無法在熄火后再次啟動；當(dāng)電壓進(jìn)一步降低，將會影響到車載電氣設(shè)備的正常工作。
[0003]在移動式工程機械日常的使用過程中，造成蓄電池過度使用的原因主要有兩類:一類是由于人員疏忽，在關(guān)閉發(fā)動機后忘記關(guān)閉相關(guān)用電器導(dǎo)致蓄電池持續(xù)放電；另一類多是由于工程機械在使用過程中發(fā)電機損壞，無法為蓄電池補充電能或線路老化發(fā)生漏電。以上兩種原因最終都將導(dǎo)致蓄電池過度使用而虧電，影響設(shè)備的正常啟動。
[0004]對于蓄電池過度使用而虧電的情況，現(xiàn)場一般采用充電機緊急充電或者并聯(lián)電量充足的電瓶用于車輛的啟動。這兩種方法，前者需要較長的時間才能將蓄電池恢復(fù)到正常的電壓水平，而后者則僅在車輛的發(fā)電機能正常工作且現(xiàn)場備有電量充足的蓄電池時才能得以實施。從工程機械施工現(xiàn)場經(jīng)驗來看，具備實施以上兩種方法條件的情況十分少見。故蓄電池因過度使用導(dǎo)致虧電往往會延誤工程進(jìn)度，給施工單位造成損失。
[0005]目前在移動式工程機械領(lǐng)域并沒有與管理蓄電池電能相關(guān)的設(shè)備大規(guī)模的應(yīng)用。對于設(shè)備使用過程中對蓄電池電能的管理，除對發(fā)電機充電信號狀態(tài)做簡單報警處理外，一般只能對設(shè)備的操作手和維護(hù)人員進(jìn)行強化培訓(xùn)。因為人員的疏忽而導(dǎo)致蓄電池過度使用的情況時有發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型旨在提供一種工程機械蓄電池電能管理裝置，該裝置實現(xiàn)對工程機械蓄電池電壓的監(jiān)控，對設(shè)備供電母線回路進(jìn)行控制，目的是保證工程機械設(shè)備不會因為蓄電池過度使用而造成啟動困難。
[0007]一種工程機械蓄電池電能管理裝置，包括控制模組、電源模組及運算模組，所述控制模組和電源模組均與所述運算模組相連；
[0008]所述運算模組為嵌入式模塊，包括輸入單元、處理單元及輸出單元；
[0009]所述電源模組包括比較器和功率開關(guān)，所述比較器的反向端與設(shè)定的參考電壓端相連，所述比較器的輸出端與功率開關(guān)的控制端相連，所述比較器的正向端及功率開關(guān)的輸入端均與蓄電池正極相連，蓄電池的負(fù)極接地；所述電源模組中的功率開關(guān)的輸出端與運算模組的輸入單元相連；
[0010]所述控制模組包括電控開關(guān)元件和過流保護(hù)元件，所述電控開關(guān)元件與過流保護(hù)元件串聯(lián)接入工程機械整車供電母線回路中，所述電控開關(guān)元件的控制端與運算模組的輸出單元相連，所述過流保護(hù)元件與運算模組的輸入單元相連；
[0011]所述運算模組的輸入單元還與發(fā)電機的信號輸出端相連。
[0012]所述嵌入式模塊中的處理單元為單片機或DSP芯片。
[0013]所述電控開關(guān)元件為繼電器、晶閘管或光耦中的一種。
[0014]所述過流保護(hù)元件為自恢復(fù)熔斷器、保險電阻或斷路器中的一種。
[0015]還設(shè)有封裝殼體，所述控制模組、電源模組及運算模組均安裝于封裝殼體中。
[0016]有益效果
[0017]本實用新型提供了一種工程機械蓄電池電能管理裝置，包括控制模組、電源模組及運算模組，所述控制模組和電源模組均與所述運算模組相連；整個裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，采用常規(guī)的比較器、功率開關(guān)、開關(guān)元件、過流保護(hù)元件及嵌入式模塊對工程機械供電母線的通斷進(jìn)行控制，對蓄電池的放電電流進(jìn)行監(jiān)控，通過一個整體封裝的工程機械蓄電池電能管理裝置，實現(xiàn)對工程機械蓄電池電能的控制，采用該裝置的工程機械將不會出現(xiàn)由于發(fā)電機損壞、熄火后忘記關(guān)閉用電設(shè)備等原因造成的蓄電池過度使用的情況。工程機械蓄電池電能管理裝置本身結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能可靠、易安裝、易維護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實用新型的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0021 ] 如圖1與圖2所示，一種工程機械蓄電池電能管理裝置，包括控制模組2、電源模組I及運算模組3，所述控制模組和電源模組均與所述運算模組相連；
[0022]所述運算模組為嵌入式模塊，包括輸入單元、處理單元及輸出單元；
[0023]所述電源模組包括比較器和功率開關(guān)，所述比較器的反向端與設(shè)定的參考電壓端相連，所述比較器的輸出端與功率開關(guān)的控制端相連，所述比較器的正向端及功率開關(guān)的輸入端均與蓄電池正極相連，蓄電池的負(fù)極接地；所述電源模組中的功率開關(guān)的輸出端與運算模組的輸入單元相連；
[0024]所述控制模組包括電控開關(guān)元件和過流保護(hù)元件，所述電控開關(guān)元件與過流保護(hù)元件串聯(lián)接入工程機械整車供電母線回路中，所述電控開關(guān)元件的控制端與運算模組的輸出單元相連，所述過流保護(hù)元件與運算模組的輸入單元相連；
[0025]所述運算模組的輸入單元還與發(fā)電機的信號輸出端相連。
[0026]所述嵌入式模塊中的處理單元為單片機或DSP芯片。
[0027]所述電控開關(guān)元件為繼電器、晶閘管或光耦中的一種。
[0028]所述過流保護(hù)元件為自恢復(fù)熔斷器、保險電阻或斷路器中的一種。
[0029]還設(shè)有封裝殼體，所述控制模組、電源模組及運算模組均安裝于封裝殼體中。
[0030]電源模組用于采集系統(tǒng)電壓及檢測發(fā)電機工作狀態(tài)；
[0031]控制模組控制供電電路通斷；[0032]運算模組用于進(jìn)行信息處理、環(huán)境溫度檢測。
[0033]在具體應(yīng)用中，將本裝置的控制模組串聯(lián)接入工程機械整車供電母線回路中，將電源模組并聯(lián)至蓄電池兩端，同時將發(fā)電機充電信號接入運算模組的采集輸入端。電源模組通過與蓄電池并聯(lián)，實時采集蓄電池電壓；控制模組串聯(lián)接入供電母線，一方面實時監(jiān)控蓄電池放電電流，在發(fā)電機未工作且系統(tǒng)發(fā)生不正常放電時切斷供電回路；另一方面在蓄電池電能較低即將影響設(shè)備正常啟動時對系統(tǒng)供電回路實施斷路控制；運算模組通過發(fā)電機充電信號判斷發(fā)電機工作狀態(tài)，同時結(jié)合預(yù)設(shè)的控制要求對控制模組內(nèi)的開關(guān)器件進(jìn)行控制。在應(yīng)用中，可根據(jù)模塊適配的工程機械設(shè)備，對控制模組內(nèi)串聯(lián)接入設(shè)備供電母線回路中的開關(guān)器件的控制門檻進(jìn)行配置。
[0034]如將本實用新型所述的工程機械蓄電池電能管理裝置用于系統(tǒng)電壓為24V的液壓挖掘機，如圖2根據(jù)前述實施方式將本裝置正確連接，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)電壓(24V)對運算模組進(jìn)行設(shè)定:當(dāng)通過電源模組檢測到的系統(tǒng)電壓小于等于19V時，運算模組向控制模組發(fā)出通斷控制信號，切斷系統(tǒng)供電回路，使蓄電池不再繼續(xù)放電，保證蓄電池?fù)碛心苁箚玉R達(dá)帶動發(fā)動機啟動的電能。
[0035]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型權(quán)利要求限定的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種工程機械蓄電池電能管理裝置，其特征在于，包括控制模組、電源模組及運算模組，所述控制模組和電源模組均與所述運算模組相連； 所述運算模組為嵌入式模塊，包括輸入單元、處理單元及輸出單元； 所述電源模組包括比較器和功率開關(guān)，所述比較器的反向端與設(shè)定的參考電壓端相連，所述比較器的輸出端與功率開關(guān)的控制端相連，所述比較器的正向端及功率開關(guān)的輸入端均與蓄電池正極相連，蓄電池的負(fù)極接地；所述電源模組中的功率開關(guān)的輸出端與運算模組的輸入單元相連； 所述控制模組包括電控開關(guān)元件和過流保護(hù)元件，所述電控開關(guān)元件與過流保護(hù)元件串聯(lián)接入工程機械整車供電母線回路中，所述電控開關(guān)元件的控制端與運算模組的輸出單元相連，所述過流保護(hù)元件與運算模組的輸入單元相連； 所述運算模組的輸入單元還與發(fā)電機的信號輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機械蓄電池電能管理裝置，其特征在于，所述嵌入式模塊中的處理單元為單片機或DSP芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機械蓄電池電能管理裝置，其特征在于，所述電控開關(guān)元件為繼電器、晶閘管或光耦中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的工程機械蓄電池電能管理裝置，其特征在于，所述過流保護(hù)元件為自恢復(fù)熔斷器、保險電阻或斷路器中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工程機械蓄電池電能管理裝置，其特征在于，還設(shè)有封裝殼體，所述控制模組、電源模組及運算模組均安裝于封裝殼體中。
【文檔編號】H02J7/00GK203747458SQ201420060907
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】龔進(jìn) 申請人:龔進(jìn)