一种工程机械蓄电池电能管理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种工程机械蓄电池电能管理装置，包括控制模组、电源模组及运算模组，所述控制模组和电源模组均与所述运算模组相连；整个装置结构简单、成本低廉，采用常规的比较器、功率开关、开关元件、过流保护元件及嵌入式模块对工程机械供电母线的通断进行控制，对蓄电池的放电电流进行监控，通过一个整体封装的工程机械蓄电池电能管理装置，实现对工程机械蓄电池电能的控制，采用该装置的工程机械将不会出现由于发电机损坏、熄火后忘记关闭用电设备等原因造成的蓄电池过度使用的情况。工程机械蓄电池电能管理装置本身结构先进、性能可靠、易安装、易维护。
【专利说明】—种工程机械蓄电池电能管理装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及蓄电池电能管理设备，涉及一种工程机械蓄电池电能管理装置。【背景技术】
[0002]移动式工程机械多在车身搭载铅酸蓄电池等电能存储单元，各种移动式工程机械上的蓄电池无论其种类、工作原理有何不同，起到的作用都是基本相同的。一方面，蓄电池在车辆启动时用于为启动马达的运转提供动力；另一方面，蓄电池也需要在整车发电机不工作时，临时为整机的电气设备提供电源。一般的，移动式工程机械的系统电压为12V或24V,当蓄电池过度使用，系统电压下降至10.5V或22V时，将会影响到起动机的正常工作，使车辆无法在熄火后再次启动；当电压进一步降低，将会影响到车载电气设备的正常工作。
[0003]在移动式工程机械日常的使用过程中，造成蓄电池过度使用的原因主要有两类:一类是由于人员疏忽，在关闭发动机后忘记关闭相关用电器导致蓄电池持续放电；另一类多是由于工程机械在使用过程中发电机损坏，无法为蓄电池补充电能或线路老化发生漏电。以上两种原因最终都将导致蓄电池过度使用而亏电，影响设备的正常启动。
[0004]对于蓄电池过度使用而亏电的情况，现场一般采用充电机紧急充电或者并联电量充足的电瓶用于车辆的启动。这两种方法，前者需要较长的时间才能将蓄电池恢复到正常的电压水平，而后者则仅在车辆的发电机能正常工作且现场备有电量充足的蓄电池时才能得以实施。从工程机械施工现场经验来看，具备实施以上两种方法条件的情况十分少见。故蓄电池因过度使用导致亏电往往会延误工程进度，给施工单位造成损失。
[0005]目前在移动式工程机械领域并没有与管理蓄电池电能相关的设备大规模的应用。对于设备使用过程中对蓄电池电能的管理，除对发电机充电信号状态做简单报警处理外，一般只能对设备的操作手和维护人员进行强化培训。因为人员的疏忽而导致蓄电池过度使用的情况时有发生。
【发明内容】
[0006]为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型旨在提供一种工程机械蓄电池电能管理装置，该装置实现对工程机械蓄电池电压的监控，对设备供电母线回路进行控制，目的是保证工程机械设备不会因为蓄电池过度使用而造成启动困难。
[0007]一种工程机械蓄电池电能管理装置，包括控制模组、电源模组及运算模组，所述控制模组和电源模组均与所述运算模组相连；
[0008]所述运算模组为嵌入式模块，包括输入单元、处理单元及输出单元；
[0009]所述电源模组包括比较器和功率开关，所述比较器的反向端与设定的参考电压端相连，所述比较器的输出端与功率开关的控制端相连，所述比较器的正向端及功率开关的输入端均与蓄电池正极相连，蓄电池的负极接地；所述电源模组中的功率开关的输出端与运算模组的输入单元相连；
[0010]所述控制模组包括电控开关元件和过流保护元件，所述电控开关元件与过流保护元件串联接入工程机械整车供电母线回路中，所述电控开关元件的控制端与运算模组的输出单元相连，所述过流保护元件与运算模组的输入单元相连；
[0011]所述运算模组的输入单元还与发电机的信号输出端相连。
[0012]所述嵌入式模块中的处理单元为单片机或DSP芯片。
[0013]所述电控开关元件为继电器、晶闸管或光耦中的一种。
[0014]所述过流保护元件为自恢复熔断器、保险电阻或断路器中的一种。
[0015]还设有封装壳体，所述控制模组、电源模组及运算模组均安装于封装壳体中。
[0016]有益效果
[0017]本实用新型提供了一种工程机械蓄电池电能管理装置，包括控制模组、电源模组及运算模组，所述控制模组和电源模组均与所述运算模组相连；整个装置结构简单、成本低廉，采用常规的比较器、功率开关、开关元件、过流保护元件及嵌入式模块对工程机械供电母线的通断进行控制，对蓄电池的放电电流进行监控，通过一个整体封装的工程机械蓄电池电能管理装置，实现对工程机械蓄电池电能的控制，采用该装置的工程机械将不会出现由于发电机损坏、熄火后忘记关闭用电设备等原因造成的蓄电池过度使用的情况。工程机械蓄电池电能管理装置本身结构先进、性能可靠、易安装、易维护。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型的封装结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
[0021 ] 如图1与图2所示，一种工程机械蓄电池电能管理装置，包括控制模组2、电源模组I及运算模组3，所述控制模组和电源模组均与所述运算模组相连；
[0022]所述运算模组为嵌入式模块，包括输入单元、处理单元及输出单元；
[0023]所述电源模组包括比较器和功率开关，所述比较器的反向端与设定的参考电压端相连，所述比较器的输出端与功率开关的控制端相连，所述比较器的正向端及功率开关的输入端均与蓄电池正极相连，蓄电池的负极接地；所述电源模组中的功率开关的输出端与运算模组的输入单元相连；
[0024]所述控制模组包括电控开关元件和过流保护元件，所述电控开关元件与过流保护元件串联接入工程机械整车供电母线回路中，所述电控开关元件的控制端与运算模组的输出单元相连，所述过流保护元件与运算模组的输入单元相连；
[0025]所述运算模组的输入单元还与发电机的信号输出端相连。
[0026]所述嵌入式模块中的处理单元为单片机或DSP芯片。
[0027]所述电控开关元件为继电器、晶闸管或光耦中的一种。
[0028]所述过流保护元件为自恢复熔断器、保险电阻或断路器中的一种。
[0029]还设有封装壳体，所述控制模组、电源模组及运算模组均安装于封装壳体中。
[0030]电源模组用于采集系统电压及检测发电机工作状态；
[0031]控制模组控制供电电路通断；[0032]运算模组用于进行信息处理、环境温度检测。
[0033]在具体应用中，将本装置的控制模组串联接入工程机械整车供电母线回路中，将电源模组并联至蓄电池两端，同时将发电机充电信号接入运算模组的采集输入端。电源模组通过与蓄电池并联，实时采集蓄电池电压；控制模组串联接入供电母线，一方面实时监控蓄电池放电电流，在发电机未工作且系统发生不正常放电时切断供电回路；另一方面在蓄电池电能较低即将影响设备正常启动时对系统供电回路实施断路控制；运算模组通过发电机充电信号判断发电机工作状态，同时结合预设的控制要求对控制模组内的开关器件进行控制。在应用中，可根据模块适配的工程机械设备，对控制模组内串联接入设备供电母线回路中的开关器件的控制门槛进行配置。
[0034]如将本实用新型所述的工程机械蓄电池电能管理装置用于系统电压为24V的液压挖掘机，如图2根据前述实施方式将本装置正确连接，并根据标准系统电压(24V)对运算模组进行设定:当通过电源模组检测到的系统电压小于等于19V时，运算模组向控制模组发出通断控制信号，切断系统供电回路，使蓄电池不再继续放电，保证蓄电池拥有能使启动马达带动发动机启动的电能。
[0035]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型权利要求限定的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种工程机械蓄电池电能管理装置，其特征在于，包括控制模组、电源模组及运算模组，所述控制模组和电源模组均与所述运算模组相连； 所述运算模组为嵌入式模块，包括输入单元、处理单元及输出单元； 所述电源模组包括比较器和功率开关，所述比较器的反向端与设定的参考电压端相连，所述比较器的输出端与功率开关的控制端相连，所述比较器的正向端及功率开关的输入端均与蓄电池正极相连，蓄电池的负极接地；所述电源模组中的功率开关的输出端与运算模组的输入单元相连； 所述控制模组包括电控开关元件和过流保护元件，所述电控开关元件与过流保护元件串联接入工程机械整车供电母线回路中，所述电控开关元件的控制端与运算模组的输出单元相连，所述过流保护元件与运算模组的输入单元相连； 所述运算模组的输入单元还与发电机的信号输出端相连。
2.根据权利要求1所述的工程机械蓄电池电能管理装置，其特征在于，所述嵌入式模块中的处理单元为单片机或DSP芯片。
3.根据权利要求2所述的工程机械蓄电池电能管理装置，其特征在于，所述电控开关元件为继电器、晶闸管或光耦中的一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的工程机械蓄电池电能管理装置，其特征在于，所述过流保护元件为自恢复熔断器、保险电阻或断路器中的一种。
5.根据权利要求5所述的工程机械蓄电池电能管理装置，其特征在于，还设有封装壳体，所述控制模组、电源模组及运算模组均安装于封装壳体中。
【文档编号】H02J7/00GK203747458SQ201420060907
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年2月10日 优先权日:2014年2月10日
【发明者】龚进 申请人:龚进