电动工程车辆及其充电导引方法与流程

1.本发明涉及一种电动工程车辆的充电技术，更具体地说，涉及一种电动工程车辆及其充电导引方法。


背景技术：

2.目前电动工程车辆的充电方式主要为非车载式充电导引，沿用了电动汽车的充电引导方式，即充电枪自充电桩取电后供车辆电池装置充电，但是在矿下或隧道内安装充电桩等配套充电基础设施代价过高，因此提出一种适用于非道路电动车辆的充电导引方法，具有非常重要的社会效益和经济效益。


技术实现要素：

3.本技术的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本技术的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
4.本技术的一些实施例提出了电动工程车辆及其充电导引方法，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
5.作为本技术的第一方面，本技术的一些实施例提供了一种电动工程车辆，包括：电池装置，用于存储电能；充电枪座，用于将电能引入至电池装置；充电枪头，用于与充电枪座构成可拆卸连接；电源接入器，用于接入交流电网；充电保护器，电性连接在电源接入器与充电枪头之间以实现充电保护；其中，保护器与电源接入器和充电保护器分别构成电性连接。
6.进一步的，充电枪座和充电枪头为交流充电枪座和交流充电枪座。
7.进一步的，充电枪座包含：温度传感器，温度传感器用于检测充电枪座的温度。
8.进一步的，充电枪座包含：电子锁，电子锁用于锁定充电枪座与充电枪头之间的物理连接。
9.进一步的，电动工程车辆还包括：车载充电机，车载充电机电性连接在电池装置与充电枪座之间以实现交直流转换。
10.进一步的，车载充电机包括：充电控制器，充电控制器用于根据温度传感器、电子锁的信号进行充电控制。
11.进一步的，充电保护器包含：漏电断路器，漏电断路器用于在电源接入器和充电枪头之间的电性连接发生漏电流时断开该电性连接。
12.进一步的，充电保护器包含：过载保护器，用于在电源接入器和充电枪头之间的电性连接发生电流过载时断开该电性连接。
13.进一步的，电源接入器所接入的交流的取值范围220v至380v。
14.作为本技术的第二方面，本技术的一些实施例提供了一种上述电动工程车辆的充电导引方法，该充电导引方法包括：使电源接入器接入一个交流电网；在充电保护器正常状
态下使充电枪头与充电枪座结合；当充电枪座的连接端子所反馈的信号正常时车载充电机对电池装置充电。
15.本技术的有益效果在于：提供了一种不依赖充电桩而能就近从公网取电且能保证充电安全的电动工程车辆及其充电导引方法。
附图说明
16.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
17.另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。
18.在附图中：
19.图1是根据本技术一种实施例的电动工程车辆的示意图；
20.图2是根据本技术一种实施例的电动工程车辆的架构示意框图；
21.图3是根据本技术一种实施例的电动工程车辆中车载充电机的架构示意框图；
22.图4是根据本技术一种实施例的电动工程车辆中充电枪座的架构示意框图；
23.图5是根据本技术一种实施例的电动工程车辆中充电保护器的架构示意框图；
24.图6是根据本技术一种实施例的电动工程车辆的部分电路示意图；
25.图7是根据本技术一种实施例的充电导引方法的主要步骤示意图；
26.图8是根据本技术一种实施例的充电导引方法的工作流程图。
27.附图标记的含义：
28.100、工程车辆；
29.110、电池装置；
30.120、车载充电机；
31.121、充电控制器；
32.121a、bms管理单元；
33.121b、温度管理单元；
34.121c、锁定管理单元；
35.121d、接地管理单元；
36.130、充电枪座；
37.131、温度传感器；
38.132、电子锁；
39.133、接地检测；
40.140、电源接入器；
41.150、充电保护器；
42.151、漏电断路器；
43.152、过载保护器；
44.160、充电枪头。
具体实施方式
45.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
46.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
47.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
48.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
49.本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
50.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
51.参照图1至图6所示，本技术的一个实施例的电动工程车辆100主要包括：电池装置110、车载充电机120、充电枪座130、充电枪头160、充电保护器150和电源接入器140。
52.作为具体的方案，图1示出的电动工程车辆100为地下铲运机，本技术的电动工程车辆100还可以为凿岩台车、爆破孔钻机等。
53.其中，电池装置110用于存储电能。具体而言，电池装置110可有多个可以反复充电的电芯组合而成，从而提供工程机械所需的动力。
54.更具体而言，电池装置110的电芯即可以是锂电池也可以是铅酸电池。电池装置110的电芯可以被构造为圆柱形的电芯，比如18650电池；电池装置110的电芯也可以被构造为刀片电池。
55.充电枪座130用于将电能引入至电池装置110。充电枪头160用于与充电枪座130构成可拆卸连接。
56.具体而言，充电枪头160和充电枪座130为一个成套的充电枪装置，充电枪头160和充电枪座130在对接时(即构成物理连接时)它们各自的连接端子接触从而使对应的电路连通。
57.更具体而言，充电枪座130具有座体(图中未示出)、若干枪座端子(图中未示出)、传感器(图中未示出)、电子锁132(图中未示出)和枪座线束(图中未示出)。相对而言，充电枪头160具有枪体(图中未示出)、若干枪头端子(图中未示出)和枪头线束(图中未示出)。
58.其中，座体和枪体可以由工程塑料等绝缘材料构成以满足操作时的电气安全。枪座连接端子和枪头连接端子可以有金属材料制成，它们在对接时可以传导较大的电流，从而分别使与枪座端子连接的枪座线束和与枪头端子连接的枪头线束所连接电路构成电性连接。因此，在本技术中所提及的物理连接是指充电枪座130和充电枪头160的座体和枪体的连接，而在本技术中所提及的充电枪座130和充电枪头160的电性连接是指充电枪座130和充电枪头160的枪座端子和枪头端子通过接触从而构成可以传导电能的连接，更广义而言，物理连接包含了电性连接。充电枪座130和充电枪头160本身的结构属于本领域技术人员所熟知的技术方案，在此不加赘述。
59.作为优选方案，充电枪座130的传感器中包含温度传感器131，该温度传感器131用于检测充电枪座130的温度。充电枪座130的电子锁132用于锁定充电枪座130与充电枪头160之间的物理连接，尤其是座体和枪体之间的连接，使它们不会脱离。
60.作为优选方案，充电枪座130还包括一个接地检测133单元，其用来检测充电枪座130的接地线是否正常接地。
61.作为优选方案，充电枪座130和充电枪头160为交流充电枪座130和交流充电枪座130。更优选的，充电枪座130和充电枪头160为国标7孔交流充电枪，枪头含l1、l2、l3、n、pe主电源线和1路信号线，枪座含2组tr29温度传感器131，1组电子锁132供电回路和1组电子锁132信号反馈回路。
62.在如图1至图6所示，电源接入器140用于接入交流电网。其主要作用在于将公网的交流电引入到电动工程车辆100。可以采用如图1所示的插头的方式接入工程现场的配电箱，当然也可以采用其他的方式实现电源接入的效果。
63.作为优选方案，电源接入器140所接入的交流的取值范围220v至380v,优选为380v,工频为50hz。
64.充电保护器150电性连接在电源接入器140与充电枪头160之间以实现充电保护。其中，充电保护器150与电源接入器140和充电保护器150分别构成电性连接。
65.具体而言，充电保护器150包括漏电断路器151和过载保护器152。其中，漏电断路器151用于在电源接入器140和充电枪头160之间的电性连接发生漏电流时断开该电性连接。过载保护器152用于在电源接入器140和充电枪头160之间的电性连接发生电流过载时断开该电性连接。
66.车载充电机120电性连接在电池装置110与充电枪座130之间以实现交直流转换。一般而言，车载充电机120作用在于将充电枪座130引入的电源调成到合适的电压和电流从而加载到电池装置110以实现充电。具体而言，车载充电机120将接入的交流电转化为200v至700v的直流电以对点值装置进行充电。
67.更具体而言，车载充电机120包含了一个充电控制器121，其用于根据温度传感器131、电子锁132的信号进行充电控制。该充电控制器121可以包含一个bms管理单元121a以控制充电进程。更具体而言，充电控制器121还包括温度管理单元121b、锁定管理单元121c和接地管理单元121d。其中，温度管理单元121b用于在充电枪座130的温度传感器131所采集的温度数据异常时停止充电。即温度管理单元121b判断采集的温度信号的温度是否大于等于预设温度，如果大于预设值，则停止充电。锁定管理单元121c用于根据电子锁132的状态进行控制，如果通过检测判断出电子锁132未处于正常状态，则停止充电。接地管理单元121d在通过接地检测133单元获取信号表示接地异常时，停止充电。
68.参照图7和8所示，基于以上的电动工程车辆100的技术方案，本技术还提供了一种充电导引方法。
69.如图7所示，作为其中一种方案，基于以上的电动工程车辆100，从用户角度而言，本技术的充电导引方法主要包括如下步骤：
70.s101：使电源接入器140接入一个交流电网。
71.s102：在充电保护器150正常状态下使充电枪头160与充电枪座130结合
72.s103：当充电枪座130的连接端子所反馈的信号正常时对电池装置110充电。
73.如图8所示，基于以上的电动工程车辆100，从车辆系统的角度而言，本技术的充电导引方法的主要流程包括如下：
74.使车辆接入公网电源。
75.闭合漏电断路器151(这里的闭合是指使漏电断路器151导通所在的电路)，然后判断是否产生漏电流，如果是则停止充电，如果否则使接充电枪头160和充电枪座130对接，然后开始充电。
76.闭合过载保护器152(这里的闭合是指使过载保护器152导通所在的电路)，然后判断是否产生电流过载，如果是停止充电，如果否则使接充电枪头160和充电枪座130对接，然后开始充电。
77.使充电枪座130和车载充电机120构成电性连接，然后采集充电枪座130的反馈信号，如果充电枪座130的各个传感器的反馈信号正常则开始充电。
78.本技术的充电导引方法采用充电保护器150、车载充电机120和充电枪实现充电引导，电动工程车辆100就近从公网取电后直接给车辆电池充电，该方案能够保证稳定的充电引导，减少了电动工程车辆100的充电维护成本，避免了新建充电桩等配套基础设施的大额支出。其中，尤其采用了充电枪使得相比直接将公网电源加载到车载充电机120的方案而增加符合标准的充电安全保障。
79.以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：
1.一种电动工程车辆，包括：电池装置，用于存储电能；充电枪座，用于将电能引入至所述电池装置；充电枪头，用于与所述充电枪座构成可拆卸连接；其特征在于：所述电动工程车辆还包括：电源接入器，用于接入交流电网；充电保护器，电性连接在所述电源接入器与所述充电枪头之间以实现充电保护；其中，所述充电保护器与所述电源接入器和所述充电保护器分别构成电性连接。2.根据权利要求1的电动工程车辆，其特征在于：所述充电枪座和所述充电枪头为交流充电枪座和交流充电枪座。3.根据权利要求2的电动工程车辆，其特征在于：所述充电枪座包含：温度传感器，用于检测所述充电枪座的温度。4.根据权利要求3的电动工程车辆，其特征在于：所述充电枪座包含：电子锁，用于锁定所述充电枪座与所述充电枪头之间的物理连接。5.根据权利要求4的电动工程车辆，其特征在于：所述电动工程车辆还包括：车载充电机，电性连接在所述电池装置与所述充电枪座之间以实现交直流转换。6.根据权利要求5的电动工程车辆，其特征在于：所述车载充电机包括：充电控制器，用于根据所述温度传感器、电子锁的信号进行充电控制。7.根据权利要求1至6任意一项所述的电动工程车辆，其特征在于：所述充电保护器包含：漏电断路器，用于在所述电源接入器和所述充电枪头之间的电性连接发生漏电流时断开该电性连接。8.根据权利要求1至6任意一项所述的电动工程车辆，其特征在于：所述充电保护器包含：过载保护器，用于在所述电源接入器和所述充电枪头之间的电性连接发生电流过载时断开该电性连接。9.根据权利要求1至6任意一项的电动工程车辆，其特征在于：所述电源接入器所接入的交流的取值范围220v至380v。10.一种电动工程车辆的充电导引方法，其中，所述电动工程车辆，包括：电池装置，用于存储电能；充电枪座，用于将电能引入至所述电池装置；充电枪头，用于与所述充电枪座构成可拆卸电性连接；电源接入器，用于接入交流电网；充电保护器，电性连接在所述电源接入器与所述充电枪头之间以实现充电保护；其中，
所述保护器与所述电源接入器和所述充电保护器分别构成电性连接其特征在于：所述充电导引方法包括：使所述电源接入器接入一个交流电网；在所述充电保护器正常状态下使所述充电枪头与所述充电枪座结合；当所述充电枪座的连接端子所反馈的信号正常时对所述电池装置充电。

技术总结
本申请公开了一种电动工程车辆及其充电导引方法，其中，电动工程车辆包括：电池装置，用于存储电能；充电枪座，用于将电能引入至电池装置；充电枪头，用于与充电枪座构成可拆卸连接；电源接入器，用于接入交流电网；充电保护器，电性连接在电源接入器与充电枪头之间以实现充电保护；其中，充电导引方法包括：使电源接入器接入一个交流电网；在充电保护器正常状态下使充电枪头与充电枪座结合；当充电枪座的连接端子所反馈的信号正常时对电池装置充电。本申请的有益效果在于提供了一种不依赖充电桩而能就近从公网取电且能保证充电安全的电动工程车辆及其充电导引方法。工程车辆及其充电导引方法。工程车辆及其充电导引方法。


技术研发人员：徐鹏远 胡夕辉 吴韶富
受保护的技术使用者：安百拓(南京)建筑矿山设备有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/9/23