一种水泥搅拌车电动上装系统、其控制装置和水泥搅拌车的制作方法

1.本实用新型属于电动上装系统水泥搅拌车的技术领域，具体涉及一种水泥搅拌车电动上装系统、其控制装置和水泥搅拌车。


背景技术：

2.水泥搅拌车是用来运送建筑用混凝土的专用卡车，在现有的具有电动上装系统的水泥搅拌车中，其上装系统主要由高压动力电池、电机控制器、三相异步电机、减速机和水泥搅拌罐组成。在工作时由三相异步电机通过减速机带动水泥搅拌罐转动，其中高压动力电池提供能量，电机控制器用于调节三相异步电动机的转速。
3.然而高压动力电池受环境温度影响较大，且经过一段时间使用后其容量也会逐渐变小，因此高压动力电池是水泥搅拌车的电动上装系统的薄弱环节，当高压动力电池出现故障时，就无法带动三相异步电机转动，进而导致水泥搅拌罐停止转动，如果此时水泥罐中的混凝土长时间无法卸出，混凝土逐渐凝固后就会造成“闷罐”风险，进而导致混凝土的损失，并带来了高额的维护清洗成本。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种水泥搅拌车电动上装系统、其控制装置和水泥搅拌车，用以解决现有技术中高压动力电池出现故障时造成“闷罐”的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，其包括动力电池、电机控制器、电机、dcdc转换器、低压电池和发电机，所述动力电池的输出端同时与dcdc转换器的高电压端和电机控制器的输入端连接，电机控制器的输出端与电机的输入端连接，dcdc转换器的低电压端同时和低压电池的输出端和发电机的输出端连接。
6.上述技术方案的有益效果为：动力电池通过电机控制器控制电机工作，在动力电池出现故障时，dcdc转换器将低压电池的输出电压升压至电机工作所需的电压，然后通过电机控制器控制电机工作，在这种情况下，能够避免动力电池突发故障导致电机不工作，进而导致水泥搅拌车出现“闷罐”现象。
7.进一步地，为了使水泥搅拌车稳定地工作，本实用新型提供了一种水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，还包括所述电机是感应电动机。
8.进一步地，为了使水泥搅拌车更稳定地工作，本实用新型提供了一种水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，还包括所述感应电动机是三相异步电动机。
9.进一步地，为了便于更换低压电池，本实用新型提供了一种水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，还包括所述低压电池是蓄电池。
10.进一步地，为了建立dcdc转换器与电机控制器间的通信，本实用新型提供了一种水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，还包括dcdc转换器的数据信号端与电机控制器的数据信号端连接。
11.进一步地，为了更准确地实现电压转化，本实用新型提供了一种水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，还包括所述dcdc转换器包括mcu微控制单元，电机控制器的数据信号端与mcu微控制单元的信号端连接。
12.进一步地，为了降低对dcdc转换器提供给电机控制器的传输信号的干扰，本实用新型提供了一种水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，还包括所述dcdc转换器的数据信号端与电机控制器的数据信号端有线连接。
13.进一步地，为了增加低压电池的使用时间，本实用新型提供了一种水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，还包括低压电池的输出端的电压为24v。
14.本实用新型还提供一种水泥搅拌车电动上装系统，其包括减速机、水泥搅拌罐和上述所述的水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，控制装置中的电机的输出端与减速机的输入端连接，减速机的输出端与水泥搅拌罐连接。
15.本实用新型还提供一种水泥搅拌车，包括汽车底盘，所述水泥搅拌车还包括上述所述的水泥搅拌车电动上装系统。
附图说明
16.图1是本实用新型的水泥搅拌车电动上装系统的控制装置的框图；
17.图2是本实用新型的水泥搅拌车电动上装系统的框图。
具体实施方式
18.本实用新型的基本构思为：在动力电池发生故障时，用dcdc转换器将dcdc转换器接收的电压升高至电机所需的工作电压，从而使电机正常工作，进而解决现有技术中高压动力电池出现故障时造成“闷罐”的问题。
19.为了使本实用新型的目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
20.水泥搅拌车电动上装系统的控制装置实施例：
21.本实施例的水泥搅拌车电动上装系统的控制装置可以简称为控制装置。图1是本实用新型的水泥搅拌车电动上装系统的控制装置的框图。如图1所示，控制装置包括动力电池、电机控制器、电机、dcdc转换器、低压电池和发电机。动力电池的输出端同时与dcdc转换器的高电压端和电机控制器的输入端连接，电机控制器的输出端与电机的输入端连接，dcdc转换器的低电压端同时和低压电池的输出端和发电机的输出端连接。
22.具体地，动力电池是高压的电池系统(即高压动力电池)。动力电池为水泥搅拌车提供动力(即能量)。在本实施例中，动力电池为控制装置的电机提供动力。动力电池可以是但不限于是锂离子电池系统。动力电池具有输出端。输出端用于输出第一设定电压。第一设定电压为高电压。
23.在本实施例中，电机控制器包括输入端、输出端和数据信号端。电机控制器的输入端与动力电池的输出端连接。电机控制器的输出端与电机的输入端连接。电机控制器在接收到动力电池提供的第一设定电压时输出端向电机输出三相电压u、v和w，利用三相电压u、v和w控制电机的转速。电机控制器监控动力电池是否出现故障，若出现故障则生成应急信号，并将应急信号通过数据信号端传输至dcdc转换器。
24.在本实施例中，电机是感应电动机中的三相异步电动机。电机具有输入端和正常工作的最低电压阈值和最高电压阈值。第一设定电压大于最低电压阈值且小于最高电压阈值。电机的输入端在接收到三相电压u、v和w时以设定转速进行转动。由此，能够使水泥搅拌车稳定地工作。
25.在本实施例中，dcdc转换器是将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源的转换装置。dcdc转换器包括高电压端、低电压端和数据信号端。dcdc转换器的高电压端与动力电池连接。dcdc转换器的低电压端与低压电池连接。dcdc转换器的数据信号端与电机控制器的数据信号端连接。连接方式是有线方式。例如可以通过信号线连接dcdc转换器的数据信号端与电机控制器的数据信号端，该信号线用于传输dcdc转换器与电机控制器之间交互的信号。由此，能够降低对dcdc转换器提供给电机控制器的传输信号的干扰。
26.在本实施例中，dcdc转换器包括mcu(micro controller unit)微控制单元。电机控制器的数据信号端与mcu微控制单元的信号端连接。由此，能够更准确地实现电压转化。dcdc转换器为升压dcdc转换器，当dcdc转换器的mcu微控制单元的信号端接收到应急信号时，mcu微控制单元启动升压dcdc转换器，以使升压dcdc转换器开始工作，升压dcdc转换器将低压电池输出电压升压至满足电机工作需要的第一设定电压。
27.在本实施例中，低压电池具有输出端。低压电池的输出端输出第二设定电压。第二设定电压小于第一设定电压，且小于电机的最低电压阈值。第二设定电压为24v。由此，能够增加低压电池的使用时间。低压电池例如是车上现有的低压蓄电池。由此，能够便于更换低压电池。在本实施例中，低压电池为dcdc转换器提供第二设定电压。低压电池输出的第二设定电压通过dcdc转换器后转换成第一设定电压。
28.在本实施例中，发电机包括输出端。发电机的输出端与低压电池连接。在dcdc转换器没有启动工作时，发电机给低压电池充电。发电机的输出端还与dcdc转换器的低压端连接。在dcdc转换器启动工作时，发电机与低压电池同时为dcdc转换器提供低电压。在本实施例中发电机是车上现有的发电机例如车载发电机。由此，能够避免增加额外的设备。
29.水泥搅拌车在工作时的控制装置的工作过程如下：
30.动力电池提供第一设定电压，电机控制器实时监控动力电池的第一设定电压是否小于三相异步电动机的最低电压阈值，若不小于，则动力电池正常，则电机控制器基于接收到的第一设定电压输出三相电压u、v和w，电机基于接收的三相电压u、v和w以设定转速进行转动；若小于，则动力电池存在故障，则电机控制器生成应急信号，并将应急信号通过数据信号端的信号线传输至dcdc转换器；dcdc转换器在接收到应急信号时将低电压端接收到的第二设定电压进行升压获得第一设定电压并传输至电机控制器的输入端，低压电池和发电机为dcdc转换器提供第二设定电压，此时在dcdc转换器提供第一设定电压时，电机控制器实时检测电机的功率是否大于升压dcdc转换器的最大输出功率，若大于，则电机控制器生成反馈警报信号并将反馈警报信号通过数据信号端的信号线传输至dcdc转换器；dcdc转换器在接收到反馈警报信号时生成降低功率信号，并将降低功率信号通过数据信号端的信号线传输至电机控制器，电机控制器接收到降低功率信号后控制降低电机的功率。由此，能够避免升压dcdc转换器过载而引起损坏。
31.基于本实施例的水泥搅拌车电动上装系统的控制装置，动力电池通过电机控制器控制电机工作，在动力电池出现故障时，dcdc转换器将低压电池的输出电压升压至电机工
作所需的电压，然后通过电机控制器控制电机工作，在这种情况下，能够避免动力电池突发故障导致电机不工作，进而导致水泥搅拌车出现“闷罐”现象。另外，在动力电池故障且dcdc转换器提供第一设定电压时，电机控制器实时检测电机的功率是否大于升压dcdc转换器的最大输出功率，dcdc转换器通过电机控制器控制电机的功率。由此，能够避免升压dcdc转换器过载而引起损坏。本实施例的控制装置成本低且结构简单，能够降低混凝土的损失和后期高额的维护清洗成本。
32.在本实施例中，电机控制器监控动力电池是否出现故障。在另一些实施例中，可以通过水泥搅拌车中的其他的控制器监控动力电池是否出现故障，若出现故障则其他的控制器生成应急信号，并将应急信号传输至dcdc转换器。
33.在本实施例中，dcdc转换器将第二设定电压升压至第一设定电压。在另一些实施例中，dcdc转换器将第二设定电压升压至除第一设定电压外的满足电机工作所需的电压即可。满足电机工作所需的电压即为处于电机正常工作所需的最低电压阈值和最高电压阈值之间的电压。
34.在本实施例中，dcdc转换器的数据信号端与电机控制器的数据信号端有线连接，在另一些实施例中，dcdc转换器的数据信号端与电机控制器的数据信号端无线连接。
35.水泥搅拌车电动上装系统实施例：
36.本实施例公开一种水泥搅拌车电动上装系统。水泥搅拌车电动上装系统可以简称为电动上装系统。电动上装系统包括减速机、水泥搅拌罐和上述水泥搅拌车电动上装系统的控制装置实施例中的控制装置。控制装置中的电机的输出端与减速机的输入端连接，减速机的输出端与水泥搅拌罐连接。基于本实施例的水泥搅拌车电动上装系统能够避免动力电池突发故障导致电机不工作，临时带动水泥搅拌罐转动以卸出水泥罐中的混凝土，进而防止水泥搅拌车出现“闷罐”现象。
37.图2是本实用新型的水泥搅拌车电动上装系统的框图。如图2所示，电动上装系统包括动力电池、电机控制器、电机、dcdc转换器、低压电池、发电机、减速机和水泥搅拌罐。具体地，减速机包括输入端和输出端，减速机的输入端为电机提供的转速，减速机的输出端为经过减速机减速后的转速。水泥搅拌罐基于减速机减速后的转速进行转动搅拌，以便把水泥搅拌罐中的混凝土卸出。控制装置的相关内容具体可以参照方法实施例中相应的介绍，此处不再赘述。
38.水泥搅拌车在工作时的电动上装系统的工作过程如下：
39.动力电池提供第一设定电压，电机控制器实时监控动力电池的第一设定电压是否小于三相异步电动机的最低电压阈值，若不小于，则动力电池正常，则电机控制器基于接收到的第一设定电压输出三相电压u、v和w，电机基于接收的三相电压u、v和w以设定转速进行转动，减速机将电机的转速减速后，传给水泥搅拌罐，水泥搅拌罐以减速机减速后的转速进行转动；若小于，则动力电池存在故障，则电机控制器生成应急信号，并将应急信号通过数据信号端的信号线传输至dcdc转换器；dcdc转换器在接收到应急信号时将低电压端接收到的第二设定电压进行升压获得第一设定电压并传输至电机控制器的输入端，低压电池和发电机为dcdc转换器提供第二设定电压，此时在dcdc转换器提供第一设定电压时，电机控制器实时检测电机的功率是否大于升压dcdc转换器的最大输出功率，若大于，则电机控制器生成反馈警报信号并将反馈警报信号通过数据信号端的信号线传输至dcdc转换器；dcdc转
换器在接收到反馈警报信号时生成降低功率信号，并将降低功率信号通过数据信号端的信号线传输至电机控制器，电机控制器接收到降低功率信号后控制降低电机的功率。由此，能够避免升压dcdc转换器过载而引起损坏。
40.水泥搅拌车实施例：
41.本实施例还提供一种水泥搅拌车，水泥搅拌车包括汽车底盘和本实用新型的系统实施例中的水泥搅拌车电动上装系统。基于本实施例的水泥搅拌车，能够避免动力电池突发故障导致电机不工作，进而导致水泥搅拌车出现“闷罐”现象。