集装箱跨运车的电能切换系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种集装箱跨运车，尤其是涉及一种集装箱跨运车的电能切换系统。
【背景技术】
[0002]随着电池技术的日益成熟以及各国对环境保护的因素考虑越来越多，以纯电池组为动力的装卸设备越来越多的被用在集装箱码头领域。与传统柴油机组的设备相比，这种新型设备因为使用了电池技术，这使得对一些再生能源的储存和再利用成为了可能。
[0003]但是电池使用也存在一定的弊端，即续航能力和作业效率的矛盾。为此对于码头作业流程分解后，寻求合适的充电时机，配合适当的电池容量，以此实现设备续航能力和作业效率最佳配合，这一课题也越来越多的被各大码头和设备供应商所重视。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种集装箱跨运车的电能切换系统。
[0005]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种集装箱跨运车的电能切换系统，包括车辆管理系统、受电弓系统、电池动力系统、车用驱动器单元、电网、中控系统和定位系统，该受电弓系统、该电池动力系统和该车用驱动器单元设置在该集装箱跨运车上，其中:
[0006]该电网设置在该集装箱跨运车的可充电工作区域内；
[0007]该受电弓系统与该电池动力系统和该车用驱动器单元连接；
[0008]该定位系统能获取该集装箱跨运车的位置信息，并发送到该中控系统；
[0009]该电池动力系统和该车辆管理系统连接，实时监测电池电量状态，并报告该车辆管理系统；
[0010]该车用驱动器单元连接该受电弓系统和该电池动力系统，该车用驱动器单元分别或者同时受该电网和该电池动力系统驱动；
[0011]该中控系统通过该车辆管理系统对该集装箱跨运车进行任务调度；
[0012]该车辆管理系统连接该中控系统、该受电弓系统、该电池动力系统和该车用驱动器单元，该车辆管理系统根据该中控系统的该集装箱跨运车的位置信息和该电池动力系统的电池电量，决定该集装箱跨运车的电能切换方式，其中:
[0013]该集装箱跨运车进入该可充电工作区域内，该受电弓系统与该电网连接，当该电池电量小于或等于该第一阈值时，该电网对该电池动力系统充电，且向该车用驱动器单元提供动力；
[0014]该集装箱跨运车进入该可充电工作区域内，该受电弓系统与该电网连接，当该电池电量大于或等于该第二阈值时，该电网停止对该电池动力系统充电，该电网向该车用驱动器单元提供动力；
[0015]该集装箱跨运车准备离开该可充电工作区域内，该电网和该电池动力系统共同对该车用驱动器单元提供动力；
[0016]该集装箱跨运车离开该可充电工作区域内，该受电弓系统与该电网断开，该电池动力系统对该车用驱动器单元提供动力。
[0017]在本发明的一实施例中，该可充电工作区域设置在堆场之间或设置在堆场和岸桥下方工作区之间的集装箱跨运车的能直线行驶的区域。
[0018]在本发明的一实施例中，还包括直流至直流整流器，连接在该受电弓系统、该电池动力系统和该车用驱动器单元，该直流至直流整流器将该电网提供的直流电转换为该电池动力系统的电能，将电网提供的直流电转换为驱动该车用驱动器单元的直流电，该直流至直流整流器还能将该电池动力系统的直流电转换为驱动该车用驱动器单元的直流电。
[0019]在本发明的一实施例中，该电池动力系统包括电池组和连接该电池组的电池管理器，该电池管理器连接该车辆管理系统，该电池管理器实时监测该电池组的电池电量，并报告该车辆管理系统。
[0020]在本发明的一实施例中，该定位系统包括车辆定位装置，该车辆定位装置设置在该集装箱跨运车上。
[0021]在本发明的一实施例中，该车辆管理系统包括无线系统和车用控制器，该无线系统以无线方式连接该中控系统，该车用控制器连接该受电弓系统、该电池动力系统和该车用驱动器单元。
[0022]在本发明的一实施例中，还包括机械制动控制单元和制动踏板，该车辆管理系统根据该制动踏板的制动信号指示该机械制动控制单元进行制动。
[0023]在本发明的一实施例中，在该集装箱跨运车进行制动时，该车辆管理系统指示该车用驱动器单元将制动能转换为电能以对该电池动力系统充电。
[0024]本发明还提出一种集装箱跨运车的电能切换方法，包括以下步骤:
[0025]第一步，通过定位系统获得集装箱跨运车的位置信息，通过电池动力系统获得电池电量；
[0026]从第二步开始根据集装箱跨运车的位置信息和电池动力系统的电池电量，决定电池动力系统的电能切换方式；
[0027]第二步，判断集装箱跨运车是否进入可充电工作区域内，如结果为否，转到第一步；
[0028]第三步，车辆管理系统指示受电弓系统与电网连接；
[0029]第四步，判断电池电量是否小于或等于第一阈值，如结果为否，转到第六步；
[0030]第五步，电网对电池动力系统的电池组进行充电，且向车用驱动器单元提供动力；
[0031]第六步，判断电池电量大于或等于第二阈值，如结果为否，转到第八步；
[0032]第七步，电网停止对电池动力系统充电，电网向车用驱动器单元提供动力；
[0033]第八步，判断集装箱跨运车是否准备离开可充电工作区域，如结果为否，转到第四步；
[0034]第九步，电网和电池动力系统共同对车用驱动器单元提供动力；
[0035]第十步，受电弓系统与电网断开，由电池动力系统对车用驱动器单元提供动力，集装箱跨运车驶出可充电工作区域。
[0036]在本发明的一实施例中，还包括直流至直流整流器，连接在该受电弓系统、该电池动力系统和该车用驱动器单元之间；在第五步中，当该电网对该电池动力系统的电池组进行充电时，该直流至直流整流器将该电网提供的直流电转换为该电池动力系统的电能，将电网提供的直流电转换为驱动该车用驱动器单元的直流电；在其余步骤中，当该车用驱动器单元需要该电池动力系统驱动时，该直流至直流整流器将该电池动力系统的直流电转换为驱动该车用驱动器单元的直流电。
[0037]本发明的集装箱跨运车的电能切换系统和电能切换方法可以使集装箱跨运车在实行自动化作业时，由中控系统提供集装箱跨运车的位置信息，由车辆控制系统根据位置信息确定受电弓系统与电网的连接及脱离动作，并根据电池动力系统的电池电量情况选择是否充电，受电弓系统脱离前的电池供电切换等功能。整个流程能保证在集装箱跨运车脱离供电网的情况下即能完成对应的任务，而且在电网中又有足够的时间给电池动力系统充电。这样可以减小单机电池的容量配置，最终不但可以实现无污染排放的要求，也提高了电池组的寿命。
【附图说明】
[0038]为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明，其中:
[0039]图1示出本发明一实施例的集装箱跨运车的电能切换系统图。
[0040]图2不出本发明一实施例的码头布局不意图(一)。
[0041]图3示出本发明一实施例的码头布局示意图(二)。
[0042]图4不出本发明一实施例的码头布局不意图(三)。
[0043]图5示出本发明一实施例的集装箱跨运车的充电示意图。
[0044]图6示出本发明一实施例的系统控制流程图。
【具体实施方式】
[0045]图1示出本发明一实施例的集装箱跨运车的电能切换系统图。参考图1所示，本实施例的集装箱跨运车的电力切换系统100包括车辆管理系统110、受电弓系统120、电池动力系统130、车用驱动器单元140、电网150、中控系统160和定位系统170。这些部件同时作为电能切换系统100的一部分参与电能切换过程。其中，受电弓系统120、电池动力系统130和车用驱动器单元140设置在集装箱跨运车上。
[0046]受电弓系统120与电池动力系统130和车用驱动器单元140连接。当集装箱跨运车进入可充电工作区域内，受电弓系统120与电网150连接，集装箱跨运车由电网150供电。当集装箱跨运车离开可充电工作区域内，受电弓系统120与电网150脱离，切断电网150对集装箱跨运车供电。
[0047]车用驱动器单元140连接受电弓系统120和电池动力系统130，车用驱动器单元140分别或者同时受电网150和电池动力系统130驱动，完成码头上的各项工作任务。车用驱动器单元140包括车用