一种纯电摊铺机的能量管理系统及管理方法与流程

本发明涉及一种纯电摊铺机的能量管理系统及管理方法，属于摊铺机设备。

背景技术：

1、摊铺机主要用于道路的稳定土和沥青混凝土摊铺施工，通过输料机构将施工材料送至熨平板前，再通过熨平板熨平和振捣机构初压实，实现施工料摊铺。在摊铺沥青材料时，可以通过熨平板底板加热装置对熨平板进行加热，实现高温摊铺。

2、纯电驱动摊铺机，动力电池是唯一能量来源，动力电池通过电机控制驱动电机带动分动箱给整个摊铺机提供动力；动力电池通过dc/dc为摊铺机提供控制电源并为低压电池充电；动力电池同时为熨平板加热棒提供电源。由于摊铺机设备长期的停放是很正常的情况，在长期存放过程中，低压电池容易发生亏电而损坏，动力电池的稳定安全性也需要管理和监控，因此对摊铺机动力电池和低压蓄电池的管理和监控就尤为重要。

3、现有的纯电驱动摊铺机的电池能量管理系统较复杂，可靠性低，低压电池容易亏电，在低压电池和动力电池出现故障时得不到及时处理，故障率高，使用成本较高。因此，亟需一种适用于纯电驱动摊铺机的电池能量管理、监控和警示系统以及管理方法，对摊铺机正常作业时进行动力电池的能量分配，在长期休眠时对低压电池自动补电防止其因亏电损坏，监控动力电池的安全状态，在出现系统故障时及时能通知工作人员进行处理，避免故障进一步扩大，降低维护成本，降低使用成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种操作简便，可靠性高，使用成本低的纯电摊铺机的能量管理系统及管理方法，可有效避免低压蓄电池亏电，并能诊断低压蓄电池和动力电池状态，及时反馈给工作人员。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种纯电摊铺机的能量管理系统，包含动力电池和蓄电池，热管理系统单元tms、电池管理系统单元bms、车辆中央控制单元vcu、gps车载终端、rims平台、能量分配单元pdu；

4、所述tms、bms分别与动力电池控制连接；所述bms与pdu控制连接；所述pdu分别与摊铺机的熨平板加热、dc/dc和电机控制器控制连接；所述dc/dc与蓄电池控制连接；

5、所述tms、bms、vcu和gps车载终端之间依次通过数据总线连接，实现双向数据传输；

6、所述gps车载终端与rims平台通过无线网络进行数据传输；所述rims平台通过无线网络向用户和服务人员发送设备信息。

7、进一步的，所述dc/dc与蓄电池还分别与摊铺机的低压控制系统供电连接，为整车低压系统供电。

8、进一步的，所述电机控制器与摊铺机的电机控制连接，电机驱动分动箱进而驱动摊铺机的泵进行摊铺作业。

9、进一步的，所述bms包含电池管理模组、控制模组、显示模组和用于采集动力电池的电池单元信息的采集模组。

10、进一步的，所述pdu通过断路器、接触器、分配器、继电器，实现将动力电池电源分别给熨平板加热、dc/dc、电机控制器供电。

11、进一步的，所述无线网络为移动通信网络；所述数据总线为can总线。

12、一种纯电摊铺机的能量管理方法，是基于上述任一种纯电摊铺机的能量管理系统实现的，包含两种工况：

13、工况一、正常工作状态：

14、动力电池的电能由bms提供至pdu，并由pdu按vcu的需求分配输出给熨平板加热、dc/dc和电机控制器，满足摊铺作业需求；

15、工况二、长期休眠状态：

16、步骤s101、vcu检测蓄电池电压：所述vcu检测蓄电池电压，并将数据发往gps车载终端，再通过gps车载终端发给rims平台；

17、步骤s102、rims平台记录蓄电池电压：所述rims平台对接收到的蓄电池电压数据进行汇总记录，并形成蓄电池健康情况表；

18、步骤s103、蓄电池亏电：当vcu检测蓄电池亏电时，触发智能补电策略给蓄电池补电，唤醒bms并请求上高压为蓄电池充电，结束亏电状态；

19、步骤s104、bms检测不具备上高压：当bms检测不具备上高压时，将故障发给vcu，vcu再通过gps车载终端发给rims平台，请求人工处理；bms和vcu恢复休眠状态，并在人为复位前不再进行智能补电；

20、步骤s105、rims平台通知人工处理：rims平台将示警信息根据对设备的危害程度分等级发送给用户和服务人员。

21、进一步的，所述智能补电策略包含以下步骤：

22、步骤s201、进入休眠状态：

23、当钥匙开关断电后，智能充电使能置“1”；vcu和bms、gps车载终端进入休眠状态；vcu监控蓄电池电压，bms监控动力电池状态；

24、步骤s202、蓄电池亏电：

25、当vcu检测到蓄电池电压小于第一电压阈值v1且智能充电使能为“1”时，唤醒bms并执行步骤s203至步骤s203至s208；否则执行步骤s209；

26、步骤s203、请求上高压：vcu向bms发送上高压请求；bms检测上高压条件，若bms测试动力电池发现存在故障，或者动力电池电量不足，则上高压失败，并将故障代码发给vcu，然后执行步骤s209；否则，bms反馈可以上高压并继续往下执行；

27、步骤s204、bms上高压：bms控制动力电池向pdu输出电能；

28、步骤s205、pdu分配电源：pdu将动力电池电能输出至dc/dc；

29、步骤s206、dc/dc变压：若dc/dc模块测试发现无故障，则dc/dc将pdu分配的高压电降压后输向蓄电池，进入步骤s207；否则，dc/dc将故障代码发给vcu，再执行步骤s209；

30、步骤s207、蓄电池补电：如果在一定时间t1内，充电电压未到达第二电压阈值v2，则bms下高压电，补电失败，并将智能充电使能置为“0”，再执行步骤s209；若在t1时间内，充电电压达到第二电压阈值v2，则继续往下执行；

31、步骤s208、补电成功：bms下高压电，并将智能充电使能置为“1”，各设备单元恢复休眠状态；

32、步骤s209、故障处理：vcu将接收到的故障代码发给gps车载终端，由gps车载终端转发给rims平台，rims平台将示警信息根据对设备的危害程度分等级发送给用户和服务人员，人工介入维修，维修完成后人工手动将智能充电使能置为“1”。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、本发明的纯电摊铺机的能量管理系统，在摊铺作业时通过tms、bms、vcu和pdu将动力电池的电能分配给熨平板加热、dc/dc、电机控制器供电，满足摊铺作业的能量需求。在长期休眠时，通过can总线依次连接的tms、bms、vcu和gps车载终端，由bms和vcu分别监测动力电池的状态和蓄电池的亏电状态，一旦发现蓄电池亏电，则唤醒bms，为蓄电池进行补电；若发生故障，则通过gps车载终端将故障信息发送至rims平台，由rims平台通知用户和服务人员，防止故障进一步扩大，降低设备维护成本，降低设备使用成本；

35、本实发明的纯电摊铺机的能量管理方法，可以在摊铺机休眠时自动为蓄电池补电，并记录电池电量健康曲线，方便用户查看，同时如在自动补电过程中发现动力电池故障或者亏电，蓄电池故障等造成无法自动补电情况发生时，自动将警示信息通过rims平台发给用户和服务人员，请求人员介入处理，车辆进入主动休眠状态，防止问题进一步扩大，降低维护成本，降低使用成本；操作简便，可靠性高，使用经济，有效避免蓄电池亏电，并能诊断蓄电池及动力电池状态，降低设备故障率，提高经济效益。