电动化磨抛机的电池控制方法、系统、设备、装置及介质与流程

1.本技术涉及电能存储系统的领域，尤其是涉及电动化磨抛机的电池控制方法、系统、设备、装置及介质。


背景技术：

2.在国家实现双碳的目标背景下，工业领域开始稳步向绿色低碳转型。电动化被视为工程机械实现该目标的核心路径。
3.地坪磨抛机主要用于混凝土、花岗岩、大理石等地坪面的打磨、磨抛及翻新处理，实现地坪表面清洁、亮丽、平滑，提高地坪的耐用性和美观程度，被广泛应用于机场、酒店业、学校、工厂、医院等场所。
4.目前磨抛机的主要使用燃料为柴油。相当一部分的磨抛机，使用的柴油驱动，然而其燃油效率不到50%，剩余的能量被用来产生多余的热量和废气；从而造成了大量的能源耗费，由于电池为可重复利用的能源，因此电动汽车、电动摩托快速发展起来，移动电源式的磨抛机也逐渐发展起来。
5.发明人发现，移动电源式的磨抛机通常是采用若干个蓄电池并联供电；当电机驱动时，若干个蓄电池逐一供电，若电机转速较大时，单一的蓄电池消耗速度加快，若当前蓄电池电量耗尽则需切换下一个蓄电池继续使用，其切换过程中容易造成电压不稳定的情况发生；若采用若干个蓄电池同时供电，则不容易发生蓄电池电量一次耗尽的情况，但若干个蓄电池同时供电，若干个蓄电池的最大输出功率必须大于电机的最大额定功率，从而造成不必要的能源浪费。


技术实现要素：

6.为了有助于减少抛磨机在使用时不必要的能源耗费，本技术提供了一种电动化磨抛机的电池控制方法、系统、设备、装置及介质。
7.第一方面，本技术提供的一种基于电动化磨抛机的电池控制系统的控制方法，采用如下的技术方案：基于电动化磨抛机的电池控制系统的控制方法，包括以下步骤：获取操作指令：接收用户发出的操作指令；检测电池：基于接收到的操作指令获取电池模块的运行参数；计算所需参数：基于获取到的操作指令获取所述电机转动所需的目标转矩；基于目标转矩和运行参数判断当前电池模块内需启动的电池组数量；开始执行：发送需启动的电池组数量至所述电池管理模块；发送目标转矩至所述电机控制模块。
8.通过采用上述技术方案，采用电池模块为电机供电，以此实现减少磨抛机的柴油使用量，从而减少磨抛机在使用时不必要的能源耗费；在电池模块处于供电状态时，由整机控制器接收用户的操作指令，其中操作指令包括但不限于启动、关闭、正反转等操作指令；
整机控制器计算出电机执行操作指令的目标转矩；根据目标转矩计算出所需的电池组数量；随之向电机控制模块发送目标转矩，向电池管理模块发送需启动的电池组数量；以便于相应的电池组为电机供电后，电机开始执行相应的动作；从而减少电池过多同时使用的情况出现，以此进一步减少磨抛机在使用时不必要的能源耗费。
9.可选的，所述运行参数包括若干所述电池组的剩余电量；所述控制方法还包括以下步骤：余电监测：根据所述运行参数获取每一个所述电池组的剩余电量；按照预设顺序判断所述电池组是否需要充电；若是，则发送维护电池请求至电池管理模块；所述维护电池请求包括当前电池模块的信息；所述电池管理模块根据维护电池请求启动相应的第二控制开关；若否，则对下一个所述电池组重复执行判断动作至若干电池组均监测完成。
10.通过采用上述技术方案，对多个电池组进行分别的余电监管，若任一电池组的剩余电量超出余电阈值，则对当前电池组进行充电，不再使用当前电池组为电机供电，通过第二控制开关开启充电动作；以执行维护电池请求的动作；从而减少由于电量耗尽导致的磨抛机暂停工作，以此提高磨抛机的工作效率。
11.可选的，所述控制方法还包括以下步骤：电池运行检测：获取供电中所述电池组的运行参数；所述运行参数包括电池组的运行温度；判断当前运行温度是否达到温度阈值；若是，则切换其余未运行电池组。
12.通过采用上述技术方案，对于处于供电状态的若干电池组，进行运行状态的监控，若其中一个电池组的运行参数异常，则切换其余运行参数正常且处于未运行状态的电池组继续向电机供电，从而减少电池组长期处于高负荷的工作状态，以此延长电池组的使用时限。
13.可选的，所述运行参数包括若干电池组的荷电状态；所述检测电池的步骤具体还包括以下子步骤：均衡控制：分别获取若干放电中电池组的荷电状态soc；soc定义为电池组剩余容量和其标称容量之比：soc
t
为t时刻的电池荷电状态；c
t
为t时刻的电池剩余容量；soc0为电池荷电状态初始值；i为经过电池的电流；η为电池组的库伦效率；基于预设算法对接收到的荷电状态soc进行修正，并输出修正后的soc；预设电池组的不均衡度阈值z1；
计算电池组的不均衡度zv；判断zv是否大于z1；若是，则启动电池均衡。
14.通过采用上述技术方案，防止单个电池组过充的同时还能保证每一个电池组在充电时都能够充满，从而进一步提高电池组的供电效率。
15.第二方面，本技术提供的一种基于电动化磨抛机的电池控制系统，采用如下的技术方案：基于电动化磨抛机的电池控制系统，包括整机控制器、电机控制模块和电池管理模块；所述电机控制模块连接用于驱动磨盘的电机；所述电机控制模块用于控制所述电机的实时转矩；所述电池管理模块连接有为电机供电的电池模块；所述电池模块包括若干电池组；所述电池管理模块用于监测所述电池模块的运行参数并发送至整机控制器；所述整机控制器分别连接于所述电机控制模块和电池管理模块；所述整机控制器用于执行上述控制方法。
16.通过采用上述技术方案，电池模块包括多个电池组，在电池模块处于供电状态时，由整机控制器接收用户的操作指令，整机控制器根据操作指令计算出目标转矩；根据目标转矩计算出所需的电池组数量；随之向电机控制模块发送目标转矩，向电池管理模块发送需启动的电池组数量；以便于相应的电池组为电机供电后，电机开始执行相应的动作；从而减少电池过多同时使用的情况出现，以此进一步减少磨抛机在使用时不必要的能源耗费。
17.可选的，所述电机控制模块包括变频器；所述变频器连接于整机控制器和电机之间；所述变频器的电源输入端和电池模块连接。
18.通过采用上述技术方案，采用具有变频技术的变频器，结合微电子技术能够将电池模块供给的交流电转换为直流电供给，若配合采用直流电机可以获得更大的转矩，以此实现磨抛机的实用价值提高。
19.可选的，所述变频器的电源输入端和若干电池组的电源输出端之间设置有若干电源输入回路；所述电源输入回路内串联有第一控制开关；所述第一控制开关的控制端和电池管理模块通讯连接，所述第一控制开关用于控制电源输入回路的通断。
20.通过采用上述技术方案，对若干个电池组进行分别的通断控制，以便于电池管理模块实现电池组供给数量的控制，从而提高电池模块供给电量的精度控制。
21.可选的，所述电池模块还包括充电子模块和第二控制开关，所述充电子模块和若干电池组之间均连接有充电输入回路；所述第二控制开关的第一输出端串联于所述充电输入回路内且常开设置；所述第二控制开关的第二输出端串联于所述电源输出回路内且常闭设置；所述第二控制开关的控制端和电池管理模块通讯连接。
22.通过采用上述技术方案，采用充电子模块连接充电输入回路，随之将第二控制开关得电，其第二控制开关的第一输出端闭合，即实现对应电池组和外部电源的连接，从而实现对该电池组的充电动作；同时第二控制开关的第二输出端断开；从而不影响该电池组的正常供电动作；也避免了该电池组同时充电和放电，从而延长该电池的使用时限。
23.第三方面，本技术提供的一种磨抛机设备，采用如下的技术方案：
一种磨抛机设备，包括机体、安装机体上的操作面板以及控制系统；所述控制操作面板与所述控制系统通讯连接。
24.第四方面，本技术提供的计算机装置，采用如下的技术方案：计算机装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述控制方法。
25.通过采用上述技术方案，提供了能执行实现上述控制方法的计算机装置。
26.第五方面，本技术提供的计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器执行时实现上述控制方法。
27.通过采用上述技术方案，提供了控制方法的计算机程序的载体。
28.综上所述，本技术包括以下至少有益技术效果：1.由整机控制器接收用户的操作指令，整机控制器根据操作指令计算出目标转矩；根据目标转矩计算出所需的电池组数量；随之向电机控制模块发送目标转矩，向电池管理模块发送需启动的电池组数量；以便于相应的电池组为电机供电后，电机开始执行相应的动作；从而减少电池过多同时使用的情况出现，以此进一步减少磨抛机在使用时不必要的能源耗费；2.对多个电池组进行分别的余电监管，若任一电池组的剩余电量超出余电阈值，则对当前电池组进行充电，不再使用当前电池组为电机供电，通过第二控制开关开启充电动作；以执行维护电池请求的动作；从而减少由于电量耗尽导致的磨抛机暂停工作，以此提高磨抛机的工作效率。
附图说明
29.图1是本技术实施例中磨抛机的电池控制系统的控制原理框图；图2是本技术实施例中电池管理模块的控制电路原理图；图3是本技术实施例中电池管理模块的控制电路原理图；图4是本技术实施例中磨抛机的电池控制方法流程框体。
30.附图标记说明：1、整机控制器；2、电机控制模块；3、电池管理模块；31、电池模块；311、电池组；312、充电子模块；313、第二控制开关；314、第一控制开关；32、电池控制器。
具体实施方式
31.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.本技术实施例公开一种基于电动化磨抛机的电池控制系统。
33.参考图1和图2，基于电动化磨抛机的电池控制系统，包括整机控制器1、电机控制模块2和电池管理模块3；整机控制器1分别连接于电机控制模块2和电池管理模块3；其中：电机控制模块2连接有用于驱动磨盘（抛磨机上用于打磨地面的部件）的电机；电机控制模块2用于控制电机的实时转矩；在本实施例中，电机控制模块2包括变频器；变频器
连接于整机控制器1和电机之间；变频器的电源输入端和电池模块31连接。
34.综上结构，在本实施例中，可以采用具有变频技术的变频器，结合微电子技术能够将电池模块31供给的交流电转换为直流电供给，若配合采用直流电机可以获得更大的转矩，以此实现磨抛机的实用价值提高。
35.作为一个较佳实施方式，电池管理模块3连接有为电机供电的电池模块31和电池控制器32；电池控制器32和整机控制器1连接，其中，电池控制器32用于接收整机控制器1发送的相应指令并执行；参照图2和图3，电池模块31包括若干并联的电池组311、充电子模块312和第二控制开关313；电池管理模块3用于监测电池模块31的运行参数并发送至整机控制器1；变频器的电源输入端和若干电池组311的电源输出端之间设置有若干电源输入回路；电源输入回路内串联有第一控制开关314；第一控制开关314的控制端和电池管理模块3通讯连接，第一控制开关314用于控制电源输入回路的通断。
36.充电子模块312、若干第一控制开关314和若干第二控制开关313均连接于电池控制器32上。
37.充电子模块312和若干电池组311之间均连接有充电输入回路；第二控制开关313的第一输出端串联于充电输入回路内且常开设置；第二控制开关313的第二输出端串联于电源输出回路内且常闭设置；第二控制开关313的控制端和电池管理模块3通讯连接，第一控制开关314和第二控制开关313均可以采用继电器等具有通断功能的电子元器件，第一控制开关314和第二控制开关313设置于便于操作人员进行操作的位置，例如操作面板等。
38.综上所述，在本实施例中采用充电子模块312连接充电输入回路，随之将第二控制开关313得电，其第二控制开关313的第一输出端闭合，即实现对应电池组311和外部电源的连接，从而实现对该电池组311的充电动作；同时第二控制开关313的第二输出端断开；从而不影响该电池组311的正常供电动作；也避免了该电池组311同时充电和放电，从而延长该电池的使用时限。
39.进一步的，充电子模块312包括无线电源从站和无线电源主站，其中无线电源从站和无线电源主站之间采用无线能量传输方式；具体的安装方式包括：将无线电源从站和若干电池组311的电源输入端连接；无线电源主站安装于市电电源处，当需为电池模块31进行充电时，无线电源从站和无线电源主站之间保持预设间距，以维持充电状态。
40.基于同一设计构思，本实施例还公开一种基于电动化磨抛机的电池控制系统的控制方法。
41.参照图1-图4，基于电动化磨抛机的电池控制系统的控制方法，包括以下步骤：s100：获取操作指令。
42.具体来说，步骤s100包括以下子步骤：s110：接收用户发出的操作指令。
43.具体来说，在磨抛机上安装有控制面板，控制面板上安装有对应功能的操作按键；其中操作指令包括开机、关机、磨盘正转、磨盘反转、磨盘加速、磨盘减速等；上述操作指令的对应操作按键均连接于整机控制器1上，对应的操作按键被触发，则控制面板向整机控制器1反馈。
44.s200：检测电池。
45.具体来说，步骤s200包括以下子步骤：s210：基于接收到的操作指令获取电池模块31的运行参数；具体来说，电池模块31的运行参数包括若干电池组311的剩余电量、电池组311的运行温度等参数；可以在电池组311上安装电量传感器以检测对应电池组311的剩余电量，还可以在电池组311的外壳上安装数字温度计，以检测对应电池组311上的实时温度，结合当前电池组311是否供电的状态，以判断当前反馈的实时温度是否为电池模块31运行时的温度。
46.上述传感器均可连接于电池控制器32上，并向电池控制器32实时反馈相应的运行参数；电池控制器32将接收到的运行参数转发至整机控制器1。
47.s300：计算所需参数。
48.具体来说，步骤s300包括以下子步骤：s310：基于获取到的操作指令获取所述电机转动所需的目标转矩；s320：基于目标转矩和运行参数判断当前电池模块31内需启动的电池组311数量；举例来说，若接收到的操作指令为磨盘正转，且整机控制器1根据当前操作指令计算出所需电池组311数量为“三个电池组311”；则整机控制器1向电池管理模块3发送所需电池组311数量（三个电池组311）。
49.s400：开始执行。
50.具体来说，步骤s400包括以下子步骤：s410：发送需启动的电池组311数量至所述电池管理模块3；s420：发送目标转矩至所述电机控制模块2。
51.步骤s400、步骤s500和步骤s600均同时执行。
52.s500：电池运行检测：s510：判断当前运行温度是否达到温度阈值；若是，则切换其余未运行电池组311；具体来说，对于处于供电状态的若干电池组311，进行运行状态的监控，若其中一个电池组311的运行参数异常，则切换其余运行参数正常且处于未运行状态的电池组311继续向电机供电，从而减少电池组311长期处于高负荷的工作状态，以此延长电池组311的使用时限。
53.举例来说，初始供电时，总共拥有六个处于满电状态的电池组311；六个电池组311相应编号为“1、2
…
6”，对应的六个第一控制开关314相应编号“1、2
…
6”；若接收到的操作指令为磨盘正转，且整机控制器1根据当前操作指令计算出所需电池组311数量为“三个电池组311”；则整机控制器1向电池管理模块3发送所需电池组311数量（三个电池组311）；电池控制器32根据接收到的所需电池组311数量，控制三个第一控制开关314闭合；若否，则重复执行步骤s520。
54.s520：判断当前运行温度是否达到温度阈值；若是，则切换其余未运行电池组311。
55.s530：均衡控制。
56.具体来说，步骤s530包括以下子步骤：预设电池组311的不均衡度阈值z1；s531：分别获取若干放电中电池组311的荷电状态soc；soc定义为电池组剩余容量和其标称容量之比：式中：soc
t
为t时刻的电池荷电状态；c
t
为t时刻的电池剩余容量；soc0为电池荷电状态初始值；i为经过电池的电流；η为电池组的库伦效率；s532：基于预设算法对接收到的荷电状态soc进行修正，并输出修正后的soc；s533：计算电池组311的不均衡度zv；式中：z(t)表示t时刻下的动力电池soc估计值；z(t0)表示动力电池soc初始值；ηi表示动力电池充放电库仑效率，其值通过实验确定，对于锂离子动力电池而言，放电效率通常视为1，充电效率为0.98～1(充电电流3c以内)；il(τ)为τ时刻下动力电池充放电电流；cmax表示当前条件下动力电池的最大可用容量。
57.s534：判断zv是否大于z1；若是，则启动电池均衡。
58.若否，则重复执行步骤s531。
59.具体来说，电池均衡有多种方式，例如：电容式均衡、变压器式均衡、并联均衡和电感式均衡；在本实施例中采用并联式均衡，在电池充电和放电末尾的过程中均可发挥作用。
60.s600：余电监测。
61.具体来说，步骤s600包括以下子步骤：s610：根据所述运行参数获取每一个电池组311的剩余电量；s620：按照预设顺序判断所述电池组311是否需要充电；若是，则发送维护电池请求至电池管理模块3；所述维护电池请求包括当前电池模块31的信息；所述电池管理模块3根据维护电池请求启动相应的第二控制开关313；若否，则对下一个所述电池组311重复执行判断动作至若干电池组311均监测完成。
62.举例来说，若预设剩余电量低于20%，则判断当前电池组311需要充电，则发送电池维护请求至电池控制器32，电池控制器32则向充电子模块312发送充电启动指令；该充电启动指令内包括对应的电池组311编号；控制器则控制对应编号的第二控制开关313的控制端得电，则第二控制开关313的第一输出端闭合，第二输出端断开；即可将市电电源接入对应的电池组311，从而实现对该电池组311的充电动作。
63.本技术还提供一种磨抛机设备，包括机体、安装机体上的操作面板以及控制系统；控制操作面板与控制系统通讯连接，控制面板上设置有多个功能键位，多个功能键位的信号输出端均与整机控制器1通讯连接。
64.本技术还提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载执行时实现上述步骤。
65.所述计算机可读存储介质例如包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
66.基于同一发明构思，本技术实施例提供一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述方法的计算机程序。
67.所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
68.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
69.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
70.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
71.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器、
随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
72.以上所述，以上实施例仅用以对本技术的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想，不应理解为对本技术的限制。本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。