混合动力系统及运用混合动力系统的起重机技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种混合动力系统及运用混合动力系统的起重机，该系统包括电池组、发电机组、电池管理模块、AFE控制模块、以及控制器，电池管理模块设置于电池组与控制器之间，用于对电池组的实时监测；AFE控制模块设置于发电机组的输出端，用于检测发电机组的运转状态、以及对发电机组输出的电流进行整流；控制器连接发电机组和AFE控制模块；电池组用于为系统提供动力能源，发电机组用于为电池组充电、以及用于为系统提供动力能源，电池组的输出电流、以及发电机组经过AFE控制模块的整流输出电流并联至同一直流母线上。另外，在本实用新型专利技术实施例还公开了一种应用起重机混合动力系统的起重机。采用本实用新型专利技术，可实现发电机组的恒定功率输出。

Hybrid system and crane using hybrid system

【技术实现步骤摘要】
混合动力系统及运用混合动力系统的起重机
本技术涉及混合动力
，尤其涉及一种混合动力系统及运用混合动力系统的起重机。
技术介绍
混合动力系统是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统组合形成的动力系统，例如在港口集装箱码头，对于集装箱的堆场作业使用的RTG(RubberTyreGantryCrane，轮胎式集装箱龙门起重机)等起重机中的混合动力系统，RTG通过包括柴油发电机组和电池组形成的混合动力系统实现动力源提供，进而实现RTG的堆场作业；其中，RTG的动力能源为电池组并联在RTG系统的直流母线上，以及柴油发电机组经过充电机后也并联到直流母线上提供；但是，这种混合动力系统在使用过程中，若电池组SOC(StateofCharge，电池荷电状态)值低于预设的工作范围的最低值时，柴油发电机组的启动，其中，在柴油机组刚启动时，柴油机组的输出功率主要用于电池组的充电，且电池组的功率需求较大，但由于此时柴油机组输出功率较小，在起重机负载突变加大时，柴油机组无法一瞬间提供足够的功率至负载时，需要一定时间进行加载才能达到负载所需功率；同样的，在电池组SOC接近设定工作范围的最高值时，柴油机组处于低功率运转状态，此时柴油机组输出功率主要用于起重机，若起重机执行机构执行如吊箱作业等需求大功率的时候，则需要短时的大功率，由此引起低功率运转状态的柴油机组需要一定时间进行加载才能使达到吊箱所需功率，在上述两种柴油机组加载至所需功率的情况下，柴油发电机组均存在熄火可能，导致RTG电力驱动不足无法正常作业。
技术实现思路
r>有鉴于此，本技术提供了一种混合动力系统及运用混合动力系统的起重机，用于解决现有技术中的发电机组在电池组充电和作为应急电源时，发电机组工作不平稳、存在熄火情况而导致起重机驱动力不足无法正常作业以及燃油率较低的问题。本技术的具体技术方案如下：一种混合动力系统，包括：电池组、发电机组、电池管理模块、AFE控制模块、以及控制器，其中：所述电池管理模块设置于所述电池组与所述控制器之间，用于对所述电池组的实时监测、以及将所述实时监测的结果传送至所述控制器；所述AFE控制模块设置于所述发电机组的输出端，用于检测所述发电机组的运转状态、以及对所述发电机组输出的电流进行整流；所述控制器连接所述发电机组和所述AFE控制模块；所述电池组用于为所述系统提供动力能源，所述发电机组用于为所述电池组充电、以及用于为所述系统提供动力能源，所述电池组的输出电流、以及所述发电机组经过所述AFE控制模块的整流输出电流并联至同一直流母线上。可选地，所述系统还包括直流控制模块，所述直流控制模块设置于所述电池组的输出端，所述直流控制模块用于控制所述电池组的输出功率，所述电池组的输出电流经过所述直流控制模块后与所述直流母线并联。可选地，所述AFE控制模块包括检测模块和整流模块，所述检测模块与所述发电机组和所述控制器连接，用于检测所述发电机组的运转电压和运转频率；所述整流模块与所述发电机组和所述电池组连接，用于对所述发电机组输出的电流进行整流。可选地，所述检测模块包括电压传感器和转速传感器，所述电压传感器用于检测所述发电机组的运转电压；所述转速传感器用于检测所述发电机组的运转频率。可选地，所述电池管理模块包括SOC监测单元，所述SOC监测单元用于实时检测所述电池组的SOC值。可选地，所述混合动力系统还包括HMI(HumanMachineInterface，人机交互界面)，所述控制器与所述HMI通信连接。可选地，所述控制器为PLC控制系统。可选地，所述系统还设置有DC/AC变换器，所述DC/AC变换器与所述直流母线并联连接。可选地，所述电池组为动力锂电池组。一种起重机，包括如上任一项所述的混合动力系统。实施本技术实施例，将具有如下有益效果：采用了上述混合动力系统及运用混合动力系统的起重机之后，AFE控制模块设置于发电机组与电池组之间，用于检测发电机组的运转状态、以及对发电机组输出的电流进行整流，电池组用于提供系统中负载的动力能源，发电机组用于为电池组充电和/或用作负载的应急电源，电池管理模块设置于控制器与电池组之间，用于对电池组的实时监测，同时，控制器连接发电机组；在电池管理模块检测到电池组电量过低时，开启AFE控制模块检测发电机组的运转状态，并通过控制器发出指令控制发电机组的启动，在发电机组运转平稳后通过AFE控制模块整流实现对电池组的稳定功率充电操作；本实施例发电机组在通过AFE控制模块的整流控制后，保证了发电机组的恒定功率输出，实现稳定运行和最佳的燃油效率，从而避免了发电机组发生熄火的现象，有利于延长发电机组的使用寿命，减少保养的成本。附图说明为了更清楚地说明本技术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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。其中：图1为一个实施例中所述混合动力系统的结构示意图；图2为一个实施例中所述AFE控制模块的结构及功能实现示意图；图3为一个实施例中所述电池管理模块的结构及功能实现示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为解决传统技术中使用混合动力系统通过发电机组，例如柴油机组等在对电池组充电，以及作为系统动力能源时，发电机组的输出电流不稳定和跳变范围比较大，而导致电池组故障而引起安全隐患的问题，在本实施例中，特提出了一种混合动力系统，该系统采用AFE可控双向整流原理，对发电机组输出的电流进行整流控制，保证发电机输出稳定功率的电流。本实施例中的发电机组可以为柴油机发电机组等，电池组为动力锂电池组。如图1所示，图1展示了本实施例中一种混合动力系统的结构。具体的，混合动力系统100包括发电机组110、AFE控制模块120、电池组130、电池管理模块140、控制器150、DC/AC变换器160和直流控制模块170。其中，系统通过电池组130提供动力能源；具体的，一般情况下，对于电池组130设置有固定工作范围的SOC，在电池组130的SOC处于设定范围时，由电池组130对整个混合动力系统提供动力能源，具体的，电池组130的输出端设置有直流控制模块170，电池组130输出电流经过直流控制模块170后并联至直流母线200上，实现对第一负载180和第二负载190的供电；若本实施例中混合动力系统运用于起重机，则第一负载180为如信号装置、点火系统、仪表装置等辅助用电设备，第二负载190为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力系统，其特征在于，包括：电池组、发电机组、电池管理模块、AFE控制模块、以及控制器，其中：/n所述电池管理模块设置于所述电池组与所述控制器之间，用于对所述电池组的实时监测、以及将所述实时监测的结果传送至所述控制器；/n所述AFE控制模块设置于所述发电机组的输出端，用于检测所述发电机组的运转状态、以及对所述发电机组输出的电流进行整流；所述控制器连接所述发电机组和所述AFE控制模块；/n所述电池组用于为所述系统提供动力能源，所述发电机组用于为所述电池组充电、以及用于为所述系统提供动力能源，所述电池组的输出电流、以及所述发电机组经过所述AFE控制模块的整流输出电流并联至同一直流母线上。/n

【技术特征摘要】
1.一种混合动力系统，其特征在于，包括：电池组、发电机组、电池管理模块、AFE控制模块、以及控制器，其中：
所述电池管理模块设置于所述电池组与所述控制器之间，用于对所述电池组的实时监测、以及将所述实时监测的结果传送至所述控制器；
所述AFE控制模块设置于所述发电机组的输出端，用于检测所述发电机组的运转状态、以及对所述发电机组输出的电流进行整流；所述控制器连接所述发电机组和所述AFE控制模块；
所述电池组用于为所述系统提供动力能源，所述发电机组用于为所述电池组充电、以及用于为所述系统提供动力能源，所述电池组的输出电流、以及所述发电机组经过所述AFE控制模块的整流输出电流并联至同一直流母线上。


2.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括直流控制模块，所述直流控制模块设置于所述电池组的输出端，所述直流控制模块用于控制所述电池组的输出功率，所述电池组的输出电流经过所述直流控制模块后与所述直流母线并联。


3.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述AFE控制模块包括检测模块和整流模块，所述检测模块与所述发电机组和所述控制器连接，用于检测所述发电机组的运转电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：林平，张均龙，黄璞，熊露，林春花，
申请(专利权)人：海通科创深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44