一种电动机械自主换电系统、起重机及其自主换电方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动机械自主换电系统、起重机及其自主换电方法，自主换电系统主要包括由换电盒、第一动力电池组、第二动力电池组和管理控制单元组成的控制电路，所述第一动力电池组和第二动力电池组通过电路快插接头连接于控制电路中，并通过换电盒实现与管理控制单元的连通；所述管理控制单元的输出端连接设备动力系统，管理控制单元通过换电盒控制第一动力电池组和第二动力电池组的通断用以切换供电模式。所述起重机配合自身起吊机构，通过吊装自主更换动力电池组，可在工作场地完成快速更换，节省了进站换电过程，节约时间与人力成本；在设备停止作业时，可通过第二动力电池组对第一动力电池组充电，节约了时间成本，简化了操作难度。化了操作难度。化了操作难度。

【技术实现步骤摘要】
一种电动机械自主换电系统、起重机及其自主换电方法


[0001]本专利技术属于电池换电
，更具体地，涉及一种电动机械自主换电系统、起重机及其自主换电方法。

技术介绍

[0002]随着环境污染、不可再生能源短缺的问题日益严重，国家逐步开始限制传统燃油汽车的生产，电动汽车也成为了我国重点支持的战略性新兴产业之一。纯电动汽车起重机由燃油汽车起重机演变而来，动力源从传统的柴油发动机改为驱动电机。目前针对电动汽车的能源补充方式主要有充电模式和换电模式两种。由于动力电池充电时间较长，无法满足使用者对汽车起重机长时间连续工作的需求，因此更换电池成为了纯电动汽车起重机补充能源的主要方式。
[0003]现有的电动重型卡车动力电池布置方式有顶置和侧置两种形式，电池更换方式为进入换电站由专业人员通过专用设备进行更换电池，具体换电操作方式包括采用吊装方式进行换电、采用底部升降平台装置进行换电。现有的电动汽车电池换电方式，存在以下缺点：（1）换电操作复杂，需要专业人员与专用设备进行换电操作，非专业人员无法随时随地更换电池，人力物力成本高。
[0004]（2）电动汽车起重机换电前需要保留电量行驶到专门的换电站进行换电操作，无法满足使用者对汽车起重机长时间连续工作的需求，同时还有剩余电量不足以让车辆行驶至换电站的风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对以上不足，提供一种电动机械自主换电系统、起重机及其自主换电方法，不需要借助专用的换电装置，可在工作场地完成快速更换，节省了进站换电过程，节约时间与人力成本。
[0006]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种电动机械自主换电系统，包括由换电盒、第一动力电池组、第二动力电池组和管理控制单元（BMS）组成的控制电路，所述第一动力电池组和第二动力电池组通过电路快插接头连接于控制电路中，并通过换电盒实现与管理控制单元的连通；所述管理控制单元的输出端连接设备动力系统，管理控制单元通过换电盒控制第一动力电池组和第二动力电池组的通断用以切换供电模式，使得换电模式下，管理控制单元只连通第一动力电池组，通过第一动力电池组为设备供电；工作模式下，管理控制单元只连通第二动力电池组，通过第二动力电池组为设备供电；
充电模式下，第一动力电池组和第二动力电池组并联于管理控制单元，通过第二动力电池组为第一动力电池组充电。
[0007]进一步的，所述第一动力电池组和第二动力电池组均放置于电池仓中，所述电池仓与设备机械连接。根据设备结构的不同，所述电池仓可以布置于车架中部、车架下方或转台配重处等，通过电池仓对电池组进行防护，提高安全性。
[0008]进一步的，所述换电盒内的控制电路通过第一电路开关和第二电路开关连接第一动力电池组的正负极，并控制第一动力电池组的通断。
[0009]进一步的，所述换电盒内的控制电路通过第三电路开关和第四电路开关连接第二动力电池组的正负极，并控制第二动力电池组的通断。
[0010]进一步的，所述管理控制单元信号连接设备控制端，将自主换电系统的状态反馈给设备控制端，所述设备控制端发送控制指令至管理控制单元。
[0011]进一步的，所述设备控制端设有模式切换按钮，所述模式切换按钮连接管理控制单元，并控制其切换供电模式。
[0012]进一步的，所述管理控制单元设有第二动力电池组电量低预警机构，当检测到第二动力电池组电量低于设定阈值时，传递信号至设备控制端。
[0013]进一步的，所述第二动力电池组的电量远大于第一动力电池组的电量，第一动力电池组仅支持换电作业，不能支持机械设备长期作业。
[0014]本专利技术还提供了一种起重机，包括上述的电动工程机械自主换电系统。
[0015]本专利技术还提供了上述起重机的自主换电方法，包括以下步骤：当检测到第二动力电池组电量低于设定阈值时，管理控制单元控制换电盒切换为换电模式，通过第一动力电池组为起重机供电；起重机将第二动力电池组吊起，然后将满电的电池组通过电路快插接头与控制电路自动连接，完成第二动力电池组的更换；更换完成后，管理控制单元控制换电盒切换为工作模式，通过第二动力电池组为起重机供电。
[0016]上述起重机工作时，换电盒默认为工作模式。在模式切换过程中，起重机控制端禁止起重机动力元件输出，避免继电器结合、分离过程中粘连、打火。
[0017]进一步的，当第二动力电池组电量充足，第一动力电池组电量不足时，起重机控制端控制起重机停止作业断电熄火，管理控制单元控制换电盒切换为充电模式，由第二动力电池组给第一动力电池组一充电。
[0018]进一步的，当第一动力电池组因达到使用寿命或其他原因需要更换时，起重机可在工作模式下进行更换动力电池组一，无需进行模式切换。起重机将第一动力电池组吊起，然后将满电电池通过电路快插接头与控制电路自动连接，即完成第一动力电池组的更换。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术所述电动机械自主换电系统，通过设置第一动力电池组和第二动力电池组，通过切换模式选择不同的电池组供电，通过快插连接实现电池组的拔出与接入，不需要借助专用的换电装置，可在工作场地完成快速更换，节省了进站换电过程，节约时间与人力成本；在设备停止作业时，可通过第二动力电池组对第一动力电池组充电，节约了时间成本，简化了操作难度。
[0020]本专利技术所述起重机及其自主换电方法，配置电动机械自主换电系统，配合起重机自身起吊机构，通过吊装自主更换动力电池组，可在起重机工作场地完成快速更换动力电池组，节省了进站换电过程，节约时间与人力成本。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例1提供的一种电动机械自主换电系统的控制电路示意图；图2为实施例2所述起重机的动力电池组布置位置示意图；图3为图2的俯视图；图4为实施例3所述的起重机自主换电方法中模式切换的流程图；图5为实施例3所述的起重机自主换电方法中充电模式流程图。
[0022]图中：1、第一动力电池组；11、第一电路开关；12、第二电路开关；2、第二动力电池组；21、第三电路开关；22、第四电路开关3、换电盒；4、电路快插接头；5、电池仓；6、起重机。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图和具体实施例更详细地描述本专利技术的优选实施方式。
[0024]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
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底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动机械自主换电系统，其特征在于，包括由换电盒、第一动力电池组、第二动力电池组和管理控制单元组成的控制电路，所述第一动力电池组和第二动力电池组通过电路快插接头连接于控制电路中，并通过换电盒实现与管理控制单元的连通；所述管理控制单元的输出端连接设备动力系统，管理控制单元通过换电盒控制第一动力电池组和第二动力电池组的通断用以切换供电模式，使得换电模式下，管理控制单元只连通第一动力电池组，通过第一动力电池组为设备供电；工作模式下，管理控制单元只连通第二动力电池组，通过第二动力电池组为设备供电；充电模式下，第一动力电池组和第二动力电池组并联于管理控制单元，通过第二动力电池组为第一动力电池组充电。2.根据权利要求1所述的电动机械自主换电系统，其特征在于，所述第一动力电池组和第二动力电池组均放置于电池仓中，所述电池仓与设备机械连接。3.根据权利要求1所述的电动机械自主换电系统，其特征在于，所述换电盒内的控制电路通过第一电路开关和第二电路开关连接第一动力电池组的正负极，并控制第一动力电池组的通断。4.根据权利要求1所述的电动机械自主换电系统，其特征在于，所述换电盒内的控制电路通过第三电路开关和第四电路开关连接第二动力电池组的正负极，并控制第二动力电池组的通断。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建国，刘建利，曹希存，焦婧琼，韩超，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：