专利名称：电动作业车动力系统及其驱动控制方法
技术领域：
本发明涉及电动作业车动力系统领域，特别涉及电动作业车动力系统驱动技术领域，具体是指一种电动作业车动力系统及其驱动控制方法。
背景技术：
全球石油能源面临供应短缺，节能减排已成为刻不容緩的头等大事，汽车有害排放已成为世界性大气污染的重要来源。
随着城市化进程的加快，各种城市作业车不断出现，各种各样的场所均需要这些作业车持续的进行城市公共环境的维护，其中最为重要的就是城市环卫车，其需求也同步增长。目前城市道路清洁使用的环卫车，主要包括洒水车、扫路车和垃圾清运车。在有车载作业装置的环卫车辆中，比如高压冲洗车、扫地车等， 一般大中型车上都安装有两个发动机，主发动机负责驱动车辆行驶，副发动机负责提供稳定的动力供车载作业装置工作。在小型环卫车辆上，出于车辆空间及成本考虑， 一般都用单发动机驱动多只串联的液压泵，几只液压泵分别与液压马达相连，驱动车辆行驶和作业装置工作。
本发明中所涉及的电动作业车，主要是以电动环卫车为主，当然对于其它的电动作业车也同样适用。由于环卫车车速低，发动机怠速时间较长，两台发动机的动力系统油耗高，尤其是主发动机大部分时间工作在低效区，燃油经济性差，尾气污染较严重。单个发动机驱动多个液压泵的相对油耗更高，因为液压传动效率比机械传动效率低得多。所以就需要对电动作业车的动力系统进行进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够实现任意一只电池包可为两个电机驱动系统同时供电、有效提高车辆驱动动力系统的通用性、成本较低、可靠性较高、结构简单实用、使用快捷方便、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的电动作业车动力系统及其驱动控制方法6
为了实现上述的目的，本发明的电动作业车动力系统及其驱动控制方法如下该电动作业车动力系统，其主要特点是，所述的动力系统包括整车控制器、驱动动力系统和作业动力系统，所述的驱动动力系统包括驱动电机系统、底盘动力电池系统和底盘高压电切换装置，所述的驱动电机系统通过所述的底盘高压电切换装置与所述的底盘动力电池系统相连接，所述的作业动力系统包括作业电机系统、作业动力电池系统和作业系统高压电切换装置，所述的作业电机系统通过所述的作业系统高压电切换装置与所述的作业动力电池系统相连接，所述的作业系统高压电切换装置与所述的底盘高压电切换装置相连接，所述的整车控制器分别与所述的驱动电机系统、底盘动力电池系统、底盘高压电切换装置.作业电机系统、作业动力电池系统和作业系统高压电切换装置相连接，且所述的整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置和底盘高压电切换装置，使得所述的底盘动力电池系统同时为所述的驱动电机系统和作业电机系统供电，或者所述的作业动力电池系统同时为所述的驱动电机系统和作业电机系统供电。
该电动作业车动力系统中的底盘动力电池系统包括底盘动力电池和底盘电池管理系统，所述的整车控制器依次通过所述的底盘电池管理系统、底盘动力电池与所迷的底盘高压电切换装置相连接。 -
该电动作业车动力系统中的驱动电机系统包括驱动电机、驱动电机控制器和变速器，所述的底盘高压电切换装置通过所述的驱动电机控制器与所述的驱动电机相连接，且所述的驱动电机与所述的变速器同轴连接。
该电动作业车动力系统中的变速器可以为但并不局限于机械式变速器。该电动作业车动力系统中的驱动电机可以为但并不局限于可调速三相交流感应电机。该电动作业车动力系统中的作业动力电池系统包^fe作业动力电池和作业电池管理系统，所述的整车控制器依次通过所述的作业电池管理系统、作业动力电池与所述的作业系统高压电切换装置相连接。
该电动作业车动力系统中的作业电机系统包括作业电机、作业电机控制器，所述的作业系统高压电切换装置通过所述的作业电机控制器与所述的作业电机相连接。
该电动作业车动力系统中的作业电机系统中还包括作业电机水泵，所述的作业电机与所述的作业电一几水泵连接。
该电动作业车动力系统中的作业电机可以为但并不局限于可调速三相交流感应电机。该电动作业车动力系统进行驱动控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤(1)系统进行上电初始化操作；-(2)系统进行故障诊断处理操作；(3)系统判断是否存在故障；
(4 )如果是，则启动车辆系统报警程序，提醒驾驶员进行检修；(5 )如果否，则系统进行预充电及上电处理；
(6) 系统读取电动作业车的油门踏-板信号，并判断油门踏板是否被踩下；
(7) 如果是，则系统向驱动电机系统发送需求转矩命令；(8 )如果否，则系统判断目前是否有作业请求；
(9) 如果是，则进行作业电机系统启动处理；
(10) 如果否，则进行作业电^)L系统停止处理；
(11) 系统判断所迷的底盘动力电池系统和作业动力电池系统是否满足强电切换条件；
(12) 如果否，则重复上述步骤(11 );
(13 )如果是，则系统进行底盘动力电池系统与作业动力电池系统之间的供电切换及强电上电操作处理。
该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的判断所迷的底盘动力电池系统和作业动力电池系统是否满足强电切换条件，包括以下步骤
(21 )分别判断底盘动力电池系统的荷电状态和作业动力电池系统的荷电状态是否大于系统预设的最小荷电状态；
(2 2 )如果底盘动力电池系统的荷电状态和作业动力电池系统的荷电状态均大于/小于所述的最小荷电状态，则返回不满足强电切换条件的结果；
(23 )如果底盘动力电池系统的荷电状态/作业动力电池系统的荷电状态大于所迷的最小荷电状态，且作业动力电池系统的荷电状态/底盘动力电池系统的荷电状态小于所述的最小荷电状态，则返回满足强电切换条件的结果。
该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的进行底盘动力电池系统与作业动力电池系统之间的供电切换及强电上电操作处理，包括以下步骤
(31)系统进行电源切换报警，提醒驾驶员进行强电切换；
(32 )系统判断电源切换命令按钮是否被按下；
(33)如果否，则返回上述步骤(31);
(34.)如果是，则系统检测到已停车且加速踏板未被踩下后停止驱动电机和作业电机运
行；
(35 )判断是否底盘动力电池系统的荷电状态大于所述的最小荷电状态且作业动力电池系统的荷电状态小于所述的最小荷电状态；
9(36) 如果是，则进行底盘动力电池系统对驱动电机系统和作业电机系统的切换供电及强电上电操作处理；
(37) 如果否，则判断是否作业动力电池系统的荷电状态大于所述的最小荷电状态；
(38 )如果是，则进行作业动力电池系统对驱动电机系统和作业电机系统的切换供电及强电上电操作处理；
(39)如果否，则系统进行低电故障报警，并返回上迷步骤(4);
(310)系统进行强电切换成功指示，提醒驾驶员强电切换完成。该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的进行底盘动力电池系统对驱动电机系统和作业电机系统的切换供电及强电上电操作处理，包括以下步骤
(41 )系统通过整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置和底盘高压电切换装置；
(42 )所述的整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置断开与所述的作业动力电池系统的连接，并接通与所述的底盘高压电切换装置的连接；
(43 )所述的整车控制器控制所迷的底盘高压电切换装置与所述的底盘动力电池系统的连接。
该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的进行作业动力电池系统对驱动电机系
统和作业电机系统的切换供电及强电上电4乘作处理，包括以下步骤
(51 )系统通过整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置和底盘高压电切换装置；(52 )所述的整车控制器控制所述的底盘系统高压电切换装置断开与所述的底盘动力电
池系统的连接，并接通与所述的作业系统高压电切换装置的连接；
(53 )所述的整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置与所述的作业动力电池系
统的连接。
该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的进行电源切换报警，具体为系统报警灯闪烁，同时系统发出警报声。
该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的进行强电切换成功指示，具体为系统点亮强电切换成功指示灯。
该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的系统进行上电初始化操作，包括以下步骤
(61) 将整车钥匙打到附件档；
(62) 系统对整车控制电路上电，并进入系统自检程序。
该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的系统进行故障诊断处理操作，具体为系统检查整车控制器、驱动电机系统、作业电机系统、底盘动力电池系统、作业动力电池系统。
该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的系统判断目前是否有作业请求，包括以下步骤
(71 )系统判断控制作业电机系统的按钮是否被按下；
(72) 如果是，则返回有作业请求的结果；
(73) 如果否，则返回无作业请求的结果。
该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的进行作业电机系统启动处理，包括以下步骤
(81 )系统判断电动作业车中的储水槽传感器是否报警；
(82) 如果是，则返回上述步骤(4);
(83) 如果否，则系统闭合所迷的作业电机水泵中的继电器；
(83)系统向所述的作业电机控制器发出启动指令，启动所述的作业电机。该对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的进行作业电机系统停止处理，包括以下步骤
(91 )系统判断作业电机运行状态请求按钮是否被按下；
(92)如果被按下，则判断电动作业车中的储水槽传感器是否报警；如果报警，则返回上述步骤(4);如果未报警，则系统向所述的作业电机控制器发出停止命令，停止所述的作业电机；
(93 )如果未被按下，则系统向所述的作业电机控制器发出停止命令，停止所述的作业
电机；
(94 )系统断开所述的作业电机水泵中的继电器。
采用了该发明的电动作业车动力系统及其驱动控制方法，由于其中针对电动作业车底盘驱动动力系统和作业系统本身的特点，采用了两路供电电路系统， 一个支路为驱动动力系统，另 一支路为作业动力系统，而且驱动动力系统和作业动力系统均可采用但不局限于采用磷酸铁锂动力电池和变频调速电机，同时实现了任意一个电池包都可为两个电机驱动系统同时供电，而且还提供了主要基于驱动请求和电池SOC (State of Charge,荷电状态)的供电系统切换控制方法，不仅提高了电动作业车辆驱动动力系统的通用性，降低了生产成本，不同的作业车辆可以使用同一动力系统平台，而且充分利用了两只电池包的供电系统特点，当一只电
池包无可利用电能或电池管理系统出现故障等问题时，车辆仍然能够行驶或作业，提高了整个系统的可靠性，不仅结构简单实用，而且使用快捷方便，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
图1为本发明的电动作业车动力系统架构示意图。
图2为本发明的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法的流程图。图3为本发明的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的作业电机启动流程图。图4为本发明的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的作业电机停止流程图。图5为本发明的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法中的强电电路切换流程图。
具体实施例方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，该电动作业车动力系统，其中包括整车控制器、驱动动力系统和作业动力系统，所述的驱动动力系统包括驱动电机系统、底盘动力电池系统和底盘高压电切换装置，所述的驱动电机系统通过所述的底盘高压电切换装置与所述的底盘动力电池系统相连接，所述的作业动力系统包括作业电机系统、作业动力电池系统和作业系统高压电切换装置，所述的作业电机系统通过所述的作业系统高压电切换装置与所述的作业动力电池系统相连接，所述的作业系统高压电切换装置与所迷的底盘高压电切换装置相连接，所述的整车控制器分别与所述的驱动电机系统、底盘动力电池系统、底盘高压电切换装置、作业电机系统、作业动力电池系统和作业系统高压电切换装置相连接，且所述的整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置和底盘高压电切换装置，使得所述的底盘动力电池系统同时为所述的驱动电机系统和作业电机系统供电，或者所述的作业动力电池系统同时为所述的驱动电机系统和作业电^L系统供电。
其中，所述的底盘动力电池系统包括底盘动力电池和底盘电池管理系统，所述的整车控制器依次通过所迷的底盘电池管理系统、底盘动力电池与所述的底盘高压电切换装置相连接；所述的驱动电机系统包括驱动电机、驱动电机控制器和变速器，.所述的底盘高压电切换装置通过所述的驱动电机控制器与所述的驱动电机相连接，且所迷的驱动电机与所述的变速器同轴连接；所述的变速器可以为但并不局限于机械式变速器，也可以为其它具有变速功能的装置；所述的驱动电才几可以为^f旦并不局限于可调速三相交流感应电才几，也可以为其它类型的驱动电4几。
同时，该电动作业车动力系统中的作业动力电池系统包括作业动力电池和作业电池管理系统，所述的整车控制器依次通过所述的作业电池管理系统、作业动力电池与所述的作业系统高压电切换装置相连接；所述的作业电机系统包括作业电机、作业电机控制器，所述的作业系统高压电切换装置通过所述的作业电机控制器与所述的作业电机相连接；所述的作业电机系统中还包括作业电机水泵，所述的作业电神几与所述的作业电机水泵连接；所述的作业电机可以为但并不局限于可调速三相交流感应电机，也可以为其它类型的作业电机。
在实际应用当中，本发明的用于作业车的纯电动动力系统，其包括驱动动力系统和作业动力系统；其驱动动力系统包括驱动电机及驱动电机控制器、机械式变速器、底盘动力电池及其电池管理系统、整车控制器；所述驱动电机与所述变速器同轴连接，所述驱动电机动力经所述变速器变速后用于驱动车辆；所述底盘动力电池包与底盘高压电切换装置相连，底盘高压电切换装置再与驱动电机控制器和作业系统高压电切换装置相连，所述底盘电池包通常情况下单独为所迷驱动电机及其控制器供电，也可在作业电池包无可利用电能时为作业电机及作业电机控制器供电；其作业动力系统包括作业电机及其电机控制器、作业动力电池及其电池管理系统、以及整车控制器；所述作业电机与作业电机水泵连接，所述作业电机动力用于驱动水泵运转；所述作业动力电池包与所述作业系统高压电切换装置相连，作业系统高压电切换装置再与作业电机控制器和底盘高压电切换装置相连，所述作业电池包通常情况下单独为所述作业电机及其控制器供电，也可在底盘电池包无利用电能时为驱动电机及电机控制器供电；所述整车控制器实时接收来自各个控制器的信号、油门踏板和加速踏板信号以及作业系统运行包括运行请求信号，底盘电池包SOC (State of Charge,荷电状态)值、作业电池包SOC值，并向所述驱动电机控制器、作业电机控制器、底盘高压电切换装置、作业系统高压电切换装置发出指令信号，用于设定驱动电机或作业电机的工作模式；整车控制器控制强电电路的供电状态，也能控制所述驱动电机控制器将所述驱动电机刹车制动的能量反馈给所述底盘电池包。
其中，车载能源为两个独立的动力电池包，可分别独立为驱动电机系统、高压电动附件系统和作业电机系统供电，本发明还可实现任意一只电池包都可为两个电机系统同时供电；所述驱动动力系统和作业动力系统相对独立，对于动力性能要求相近的作业车可以采用同一驱动动力系统，而采用不同的作业动力系统；所述的整车控制器可以实现供电系统的自动切换控制功能；所述的作业系统动力及其控制装置采用采用电机和电机控制器。
请参阅图l所示，本发明的用于作业车的纯电动动力系统，其包括驱动动力系统和作业动力系统；其驱动动力系统包括驱动电机7及驱动电机控制器6、机械式变速器9、底盘动力电池12及其电池管理系统13、以及整车控制器10;所述驱动电机7与所述变速器9同轴连
13接，所述驱动电机7动力经所述变速器9变速后用于驱动车辆；所述底盘动力电池12与底盘高压电切换装置11相连，底盘高压电切换装置11再与驱动电机控制器6和作业系统高压电切换装置3相连，所述底盘电池包12通常情况下单独为所述驱动电机7及其控制器6供电，当作业电池包1无可利用电能时也可为作业电机5及作业电才凡控制器4供电；其作业动力系统包括作业电机5及其电机控制器4、作业动力电池1及其电池管理系统2 、以及整车控制器10;所述作业电机5与作业电机水泵连接，所述作业电机5动力用于驱动水泵运转；所述作业动力电池包1与所述作业系统高压电切换装置3相连，作业系统高压电切换装置3再与作业电机控制器4和底盘高压电切换装置11相连，所述作业电池包1通常情况下单独为所述作业电机5及其控制器4供电，当底盘电池包12无利用电能时也可为驱动电机7及电机控制器6供电；所迷整车控制器10实时接收来自各个控制器的信号、油门踏板和加速踏板信号以及作业系统运行包括运行请求信号，底盘电池包12的SOC值、作业电池包1的SOCM直，并向所述驱动电机6控制器、作业电机控制器4、底盘高压电切换装置ll、作业系统高压电切换装置3发出指令信号，用于设定驱动电机7或作业电机5的工作模式；且控制强电电路的供电状态；或者控制所述驱动电机控制器6将所述驱动电机7刹车制动的能量反馈给所述底盘电池包12。
其中，车载能源为两个独立的动力电池包，可分别独立为驱动电机系统、高压电动附件系统和作业电机系统供电；本发明还可实现任意一只电池包都可为两个电机系统同时供电；所述驱动动力系统和作业动力系统相对独立，对于动力性能要求相近的作业车可以采用同一驱动动力系统，而采用不同的作业动力系统；所述整车控制器可以实现供电系统的自动切换控制功能；所述的作业动力及控制装置采用电机和电机控制器。
再请参阅图2至图5所示，该电动作业车动力系统进行驱动控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤
(1) 系统进行上电初始化操作，包括以下步骤
(a) 将整车钥匙打到附件档；
(b) 系统对整车控制电路上电，并进入系统自检程序；
(2) 系统进行故障诊断处理操作，具体为
系统检查整车控制器、驱动电机系统、作业电机系统、底盘动力电池系统、作业动力电池系纟充；(3 )系统判断是否存在故障；
(4)如杲是，则启动车辆系统报警程序，提醒驾驶员进行检修；(5 )如果否，则系统进行预充电及上电处理；
(6)系统读取电动作业车的油门踏板信号，并判断油门踏板是否被踩下；
(7 )如果是，则系统向驱动电机系统发送需求转矩命令；
(8 )如果否，则系统判断目前是否有作业请求，包括以下步骤
(a) 系统判断控制作业电机系统的按钮是否被按下;
(b) 如果是，则返回有作业请求的结果；
(c) 如果否，则返回无作业请求的结果；
(9) 如果是，则进行作业电机系统启动处理，包括以下步骤
(a) 系统判断电动作业车中的储水槽传感器是否报警；
(b) 如果是，则返回上述步骤(4);
(c) 如果否，则系统闭合所述的作业电机水泵中的继电器；
(d) 系统向所述的作业电机控制器发出启动指令，启动所述的作业电机；
(10) 如果否，则进行作业电机系统停止处理，包括以下步骤
(a) 系统判断作业电机运行状态请求按钮是否被按下；
(b) 如果被按下，则判断电动作业车中的储水槽传感器是否报警；如果报警，则返回上述步骤(4);如果未报警，则系统向所述的作业电机控制器发出停止命令，停止所述的作业电才几；
(c) 如果未被按下，则系统向所述的作业电机控制器发出停止命令，停止所述的作业电4几；
(d) 系统断开所述的作业电机水泵中的继电器；
(11 )系统判断所述的底盘动力电池系统和作业动力电池系统是否满足强电切换条件，包括以下步骤
(a) 分别判断底盘动力电池系统的荷电状态和作业动力电池系统的荷电状态是否大于系统预设的最小荷电状态；
(b) 如果底盘动力电池系统的荷电状态和作业动力电池系统的荷电状态均大于/小于所述的最小荷电状态，则返回不满足强电切换条件的结果；
(c) 如果底盘动力电池系统的荷电状态/作业动力电池系统的荷电状态大于所迷的最小荷电状态，且作业动力电池系统的荷电状态/底盘动力电池系统的荷电状态小于所述的最小荷电状态，则返回满足强电切换条件的结果；
(12)如果否，则重复上述步骤(11);(13 )如果是，则系统进行底盘动力电池系统与作业动力电池系统之间的供电切换及强电上电操作处理，包括以下步骤
(a)系统进行电源切换报警，提醒驾驶员进行强电切换，具体为
系统报警灯闪烁，同时系统发出警报声；(b )系统判断电源切换命令按钮是否被按下；(c)如果否，则返回上述步骤(a);
(d )如果是，则系统检测到已停车且加速踏板未被踩下后停止驱动电机和作业电机运行；
(e )判断是否底盘动力电池系统的荷电状态大于所述的最小荷电状态且作业动力电池系统的荷电状态小于所述的最小荷电状态；
(f) 如果是，则进行底盘动力电池系统对驱动电机系统和作业电机系统的切换供电及强电上电4喿作处理，包括以下步骤
(i) 系统通过整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置和底盘高压电切换装置；
(ii) 所述的整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置断开与所述的作业动力电池系统的连接，并接通与所述的底盘高压电切换装置的连接；
(iii) 所述的整车控制器控制所述的底盘高压电切换装置与所述的底盘动力电池系统的连接；
(g) 如杲否，则判断是否作业动力电池系统的荷电状态大于所述的最小荷电状态；
(h) 如果是，则进行作业动力电池系统对驱动电机系统和作业电机系统的切换供电及强电上电操作处理，包括以下步骤
(i) 系统通过整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置和底盘高压电切换装置；
(ii) 所述的整车控制器控制所述的底盘系统高压电切换装置断开与所述的底盘动力电池系统的连接，并接通与所述的作业系统高压电切换装置的连接；
(iii) 所述的整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置与所述的作业动力电池系统的连接;
(j)如果否，则系统进行低电故障报警，并返回上述步骤(4);(k)系统进行强电切换成功指示，提醒驾驶员强电切换完成，具体为系统点亮强电切换成功指示灯。
16在实际应用当中，本发明中的用于作业车动力系统的驱动控制方法，其按照以下步骤进
行
A、 系统上电初始化，即整车钥匙打到ACC(Accessory，附件)档，整车控制电J各上电进入系统自4t程序；
B、 进入故障诊断程序，检查的控制器包括整车控制器、驱动电机控制器、作业电机控制器、底盘电池包BMS (Battery Management System,电池管理系统)、作业电池包BMS;
C、 检查各个控制器是否存在故障，若否则执行步骤D,若是则执行步骤E;
D、 执行预充电及上电流程；
E、 启动车辆报警程序，提醒司机进行检修；
F、 读取油门踏板信号，判断油门踏板是否被踩下，若是则执行步骤G，若否则执行步骤
H;
G、 向驱动电机控制器发需求转矩命令；
H、 判断是否有作业请求，即控制作业电机系统的按钮是否被按下，若是则执行步骤I，若否则执行步骤J;
I、 执行作业电机启动流程，启动作业电机；J、执行作业电机停止流程，停止作业电机；
K、判断底盘电池包B1和作业电池包B2是否满足从状态A转变至状态B,若是则执行步骤L,若否则执行步骤M;L、停止作业电机及其水泵。
M、判断底盘电池包Bl和作业电池包B2是否满足从状态A转变至状态C,若是则执行步骤N,若否则返回；
N、执行强电电路切换程序。
其中，所述步骤I的执行过程中，还包括以下步骤
11、 判断储水槽传感器是否才艮警，若否则执行步骤I2,若是则返回；
12、 闭合作业电机水泵继电器；
13、 向作业电机控制器发命令，启动作业电机。其中，所述步骤J的执行过程中，还包括以下步骤
Jl、判断作业电机运行状态请求按钮是否按下，若是则执行步骤J2，若否则执行步骤J3;J2、判断储水槽水量传感器是否报警，若是则执行步骤J3，若否则返回；J3、向作业电机控制器发命令，停止作业电机。200910197017 J4、断开作业电机水泵继电器。
其中，所述步骤K及M中，底盘电池包B1和作业电池包B2的状态如下
* 状态A: Bl SOC > SOC min, B2 SOC 〉 SOC min;
* 状态B: Bl SOC > SOC min, B2 SOC < SOC min;參 4大态C: Bl SOC < SOC min, B2 SOC > SOC min;
* 状态D: Bl SOC〈SOCmin, B2 SOC < SOC min。
只有从状态A变为状态B或状态C的时候才会有强电切换指示。状态A为切换前的正常状态，状态D为车载两个电池包的电量即将耗尽的报警状态。其中，在所述步骤N的执行过程中，还包括以下步骤Nl、执行电源切换报警，提醒司机进行强电切换；
N2、判断电源切换命令按钮是否被按下，若是则执行步骤N3，若否则返回N2;N3、判断车速为零且加速踏板未被踩下的状态是否成立，若是则执行步骤N4,若否则返回。
N4、停止驱动电机和作业电机及作业电机水泵运行；
N5、才艮据预充电完成的实际情况，断开相应的直流-接触器；
N6、执行预充电及上电流程，若驱动电初j控制器或作业电机控制器未完成预充电，则进行预充电流程，然后将驱动电机和作业电机切换至由有可利用电能的电池包供电；若已完成预充电，则直接将驱动电机和作业电机切换至由有可利用电能的电池包供电；
N7、执行电源切换成功，点亮电源切换成功指示灯。
以下结合图2、图3和图4进行说明，本发明的驱动控制方法，按照以下步骤进行100、系统上电初始化，即整车钥匙打到ACC档，整车控制电路上电进入系统自检程序；110、进入故障诊断程序，检查的控制器包括整车控制器、驱动电机控制器、作业电机控制器、底盘电池包BMS、作业电池包BMS;
120、检查各个控制器是否存在故障，若否则执行步骤130,若是则执行步骤140;
130、执行预充电及上电流程；
140、启动车辆报警程序，提醒司机进行检修；
150、读取油门踏板信号，判断油门是否被踩下，若是则执行步骤160，若否则执行步骤
170;
160、向驱动电机控制器发需求转矩命令；
170、判断是否有作业请求，即控制作业电机系统的按钮是否被按下，若是则执行步骤
18180，若否则执行步骤190;
180、 执行作业电才几启动流程，启动作业电才几；
190、 执行作业电机停止流程，停止作业电机；
200、判断底盘电池包和作业电池包是否满足从状态A转变至状态B，若是则执行步骤210，若否则执行步骤220;
210、停止作业电4几及其水泵；
220、判断底盘电池包和作业电池包是否满足从状态A转变至状态C，若是则执行步骤230，若否则返回；
230、 执行强电电路切换流程。
其中，所述步骤180的执行过程中，还包括以下步骤
181、 判断储水槽传感器是否报警，若否则执行步骤182,若是则返回；
182、 闭合作业电机水泵继电器；
183、 向作业电机控制器发命令，启动作业电机。其中，所迷步骤190的执行过程中，还包括以下步骤
191、 判断作业电机运行状态请求按钮是否按下，若是则执行步骤192，若否则执行步骤
193;
192、 判断储水槽水量传感器是否报警，若是则执行步骤193,若否则返回；
193、 向作业电机控制器发命令，停止作业电机。
194、 断开作业电机水泵继电器。
其中，所述步骤200及220中，底盘电池包和作业电池包的状态如下參状态A: BSOC〉SOCmin， B2 SOC 〉 SOC min;
* 状态B: Bl SOC〉SOCmin, B2 SOC < SOC min;
* 状态C: Bl SOC〈SOCmin, B2 SOC > SOC min;
* 状态D: Bl SOC<SOCmin， B2 SOC < SOC min。
只有从状态A变为状态B或状态C的时候才会有强电切换指示。状态A为切换前的正常状态，状态D为车栽两个电池包的电量即将耗尽的报警状态。其中，在所述步骤230的执行过程中，还包括以下步骤
231、 执行电源切换报警，提醒司机进行强电切换；
232、 判断电源切换命令按钮是否被按下，若是则执行步骤233,若否则返回232;
233、 判断车速为零且加速踏板未被踩下的状态是否成立，若是则执行步骤234，若否则
19234、 停止驱动电才几和作业电机及作业电机水泵运行；
235、 根据预充电完成的实际情况，断开相应的直流接触器；
236、 执行预充电及上电流程，若驱动电机控制器或作业电机控制器未完成预充电，则进行预充电流程，然后将驱动电机和作业电机切换至由有可利用电能的电池包供电；若已完成预充电，则直接将驱动电机和作业电机切换至由有可利用电能的电池包供电；
237、 执行电源切换成功，点亮电源切换成功指示灯。
综上所述，本发明根据作业车的特殊工况特点，将驱动发动机换成电机，将作业系统发动机换成电机，并加装底盘动力电池包和作业系统电池包。 一般情况下，底盘电池包单独为驱动电机和底盘高压电动附件供电，作业系统电池包单独为作业系统供电；当某一电池包无可利用电能时，还可实现某一电池包同时为驱动电机、底盘高压电动附件和作业系统同时供电。不仅提高了电动作业车辆驱动动力系统的通用性，降低成本，不同的作业车辆可以使用同一动力系统平台，而且提高了整个系统的可靠性。本系统可以实现无怠速，純电动驱动和纯电动作业，结构简单，控制方便，且节能环保。相对于现有技术即采用内燃机传统动力技术发动机怠速时间较长，两台发动机的系统油耗高，单个发动机驱动多个液压泵的相对油耗更高，燃油经济性差，尾气污染较严重而言，本发明采用纯电动动力系统方案，在满足整车驱动和作业需求的基础上，可实现零排放，无污染，运营成本明显降低。
本发明中所涉及的电动作业车，主要是以电动环卫车为主，当然对于其它的电动作业车也同样适用。同时需要指出的是，本发明的技术方案还可以应用在有车载作业装置的工程车辆上，并不一定局限于洒水车、扫路车和垃圾清运车等J成市作业车。
采用了上述的电动作业车动力系统及其驱动控制方法，由于其中针对电动作业车底盘驱动动力系统和作业系统本身的特点，采用了两路供电电路系统， 一个支路为驱动动力系统，另 一支路为作业动力系统，而且驱动动力系统和作业动力系统均可采用但不局限于采用磷酸铁锂动力电池和变频调速电机，同时实现了任意一个电池包都可为两个电机驱动系统同时供电，而且还提供了主要基于驱动请求和电池SOC (State of Charge,荷电状态)的供电系统切换控制方法，不仅提高了电动作业车辆驱动动力系统的通用性，降低了生产成本，不同的作业车辆可以使用同一动力系统平台，而且充分利用了两只电池包的供电系统特点，当一只电池包无可利用电能或电池管理系统出现故障等问题时，车辆仍然能够行驶或作业，提高了整个系统的可靠性，不仅结构简单实用，而且使用快捷方便，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求
1、一种电动作业车动力系统，其特征在于，所述的动力系统包括整车控制器、驱动动力系统和作业动力系统，所述的驱动动力系统包括驱动电机系统、底盘动力电池系统和底盘高压电切换装置，所述的驱动电机系统通过所述的底盘高压电切换装置与所述的底盘动力电池系统相连接，所述的作业动力系统包括作业电机系统、作业动力电池系统和作业系统高压电切换装置，所述的作业电机系统通过所述的作业系统高压电切换装置与所述的作业动力电池系统相连接，所述的作业系统高压电切换装置与所述的底盘高压电切换装置相连接，所述的整车控制器分别与所述的驱动电机系统、底盘动力电池系统、底盘高压电切换装置、作业电机系统、作业动力电池系统和作业系统高压电切换装置相连接，且所述的整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置和底盘高压电切换装置，使得所述的底盘动力电池系统同时为所述的驱动电机系统和作业电机系统供电，或者所述的作业动力电池系统同时为所述的驱动电机系统和作业电机系统供电。
2、 根据权利要求1所述的电动作业车动力系统，其特征在于，所述的底盘动力电池系统包括底盘动力电池和底盘电池管理系统，所述的整车控制器依次通过所述的底盘电池管理系统、底盘动力电池与所述的底盘高压电切换装置相连接。
3、 根据权利要求1所述的电动作业车动力系统，其特征在于，所述的驱动电机系统包括驱动电机、驱动电机控制器和变速器，所述的底盘高压电切换装置通过所述的驱动电机控制器与所迷的驱动电机相连接，且所述的驱动电机与所述的变速器同轴连接。
4、 根据权利要求3所述的电动作业车动力系统，其特征在于，所述的变速器为机械式变速器。
5、 根据权利要求3或4所述的电动作业车动力系统，其特征在于，所述的驱动电机为调速三相交流感应电 f几。
6、 根据权利要求1所述的电动作业车动力系统，其特征在于，所述的作业动力电池系统包括作业动力电池和作业电池管理系统，所述的整车控制器依次通过所述的作业电池管理系统、作业动力电池与所述的作业系统高压电切换装置相连接。
7、 根据权利要求1所述的电动作业车动力系统，其特征在于，所述的作业电机系统包括作业电机、作业电机控制器，所述的作业系统高压电切换装置通过所述的作业电机控制器与所述的作业电机相连接。
8、 根据权利要求7所述的电动作业车动力系统，其特征在于，所述的作业电机系统中还包括作业电机水泵，所迷的作业电机与所述的作业电机水泵连接。
9、 根据权利要求7或8所迷的电动作业车动力系统，其特征在于，所述的作业电机为调 速三相交流感应电机。
10、 一种对权利要求1所述的电动作业车动力系统进行驱动控制的方法，其特征在于， 所述的方法包括以下步骤(I) 系统进行上电初始化操作；(2 )系统进行故障诊断处理操作； (3 )系统判断是否存在故障；(4)如果是，则启动车辆系统报警程序，提醒驾驶员进行检修； (5 )如果否，则系统进行预充电及上电处理；(6)系统读取电动作业车的油门踏板信号，并判断油门踏板是否被踩下； (7 )如果是，则系统向驱动电机系统发送需求转矩命令； (8 )如果否，则系统判断目前是否有作业请求；(9) 如果是，则进行作业电机系统启动处理；(10) 如果否，则进行作业电机系统停止处理；(II) 系统判断所述的底盘动力电池系统和作业动力电池系统是否满足强电切换条件； (12)如果否，则重复上述步骤(11 );(13 )如果是，则系统进行底盘动力电池系统与作业动力电池系统之间的供电切换及强 电上电操作处理。
11、 根据权利要求IO所述的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法，其特征在于， 所述的判断所迷的底盘动力电池系统和作业动力电池系统是否满足强电切换条件，包括以下 步骤(21)分别判断底盘动力电池系统的荷电状态和作业动力电池系统的荷电状态是否大于 系统预^:的最小荷电状态；(22 )如果底盘动力电池系统的荷电状态和作业动力电池系统的荷电状态均大于/小于所 述的最小荷电状态，则返回不满足强电切换条件的结果；(23 )如果底盘动力电池系统的荷电状态/作业动力电池系统的荷电状态大于所述的最小 荷电状态，且作业动力电池系统的荷电状态/底盘动力电池系统的荷电状态小于所述的最小荷 电状态，则返回满足强电切换条件的结果。
12、 根据权利要求ll所述的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法，其特征在于，所述的驱动电机系统包括驱动电机、驱动电机控制器和变速器，所述的底盘高压电切换装置 通过所述的驱动电机控制器与所述的驱动电机相连接，且所述的驱动电机与所述的变速器同 轴连接；所述的作业电机系统包括作业电机、作业电机控制器，所述的作业系统高压电切换 装置通过所述的作业电机控制器与所述的作业电机相连接；所述的进行底盘动力电池系统与 作业动力电池系统之间的供电切换及强电上电操作处理，包括以下步骤(31)系统进行电源切换报警，提醒驾驶员进行强电切换；(32 )系统判断电源切换命令按钮是否被按下；(33)如果否，则返回上述步骤(31);(34 )如果是，则系统检测到已停车且加速踏板未被踩下后停止驱动电机和作业电机运行；(3 5 )判断是否底盘动力电池系统的荷电状态大于所述的最小荷电状态且作业动力电池 系统的荷电状态小于所述的最小荷电状态；(36 )如果是，则进行底盘动力电池系统对驱动电机系统和作业电机系统的切换供电及 强电上电操作处理；(37)如果否，则判断是否作业动力电池系统的荷电状态大于所迷的最小荷电状态； (38 )如果是，则进行作业动力电池系统对驱动电机系统和作业电机系统的切换供电及 强电上电操作处理；(39 )如果否，则系统进行低电故障报警，并返回上述步骤(4 ); (310)系统进行强电切换成功指示，提醒驾驶员强电切换完成。
13、 根据权利要求12所述的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法，其特征在于， 所述的进行底盘动力电池系统对驱动电机系统和作业电机系统的切换供电及强电上电操作处 理，包4舌以下步骤(41 )系统通过整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置和底盘高压电切换装置； (42 )所述的整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置断开与所述的作业动力电 池系统的连接，并接通与所述的底盘高压电切换装置的连接；(43 )所述的整车控制器控制所述的底盘高压电切换装置与所述的底盘动力电池系统的连接。
14、 根据权利要求12所述的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法，其特征在于， 所述的进行作业动力电池系统对驱动电机系统和作业电机系统的切换供电及强电上电操作处 理，包括以下步骤(SI )系统通过整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置和底盘高压电切换装置； (52 )所述的整车控制器控制所述的底盘系统高压电切换装置断开与所述的底盘动力电池系统的连接，并接通与所述的作业系统高压电切换装置的连接；(53 )所述的整车控制器控制所述的作业系统高压电切换装置与所述的作业动力电池系统的连接。
15、 根据权利要求12所迷的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法，其特征在于， 所述的进行电源切换报警，具体为系统报警灯闪烁，同时系统发出警报声。
16、 根据权利要求12所述的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法，其特征在于， 所述的进行强电切换成功指示，具体为系统点亮强电切换成功指示灯。
17、 根据权利要求10至16中任一项所迷的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法， 其特征在于，所述的系统进行上电初始化操作，包括以下步骤(61) 将整车钥匙打到附件档；(62) 系统对整车控制电路上电，并进入系统自检程序。
18、 根据权利要求10至16中任一项所述的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法， 其特征在于，所述的系统进行故障诊断处理操作，具体为系统检查整车控制器、驱动电机系统、作业电机系统、底盘动力电池系统、作业动力电 池系统。
19、 根据权利要求10至16中任一项所迷的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法， 其特征在于，所述的系统判断目前是否有作业请求，包括以下步骤(71 )系统判断控制作业电机系统的按钮是否被按下；(72) 如果是，则返回有作业请求的结果；(73) 如果否，则返回无作业请求的结果。
20、 根据权利要求10至16中任一项所述的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法， 其特征在于，所述的作业电机系统包括作业电机、作业电机控制器，所述的作业系统高压电 切换装置通过所迷的作业电机控制器与所述的作业电机相连接，所述的作业电机系统中还包 括作业电机水泵，所述的作业电机与所述的作业电机水泵连接，所述的进行作业电机系统启 动处理，包括以下步骤(81 )系统判断电动作业车中的储水槽传感器是否报警；(82) 如果是，则返回上述步骤(4);(83) 如果否，则系统闭合所述的作业电机水泵中的继电器；(83)系统向所述的作业电机控制器发出启动指令，启动所述的作业电机。
21、根据权利要求10至16中任一项所述的对电动作业车动力系统进行驱动控制的方法， 其特征在于，所述的作业电机系统包括作业电机、作业电机控制器，所述的作业系统高压电 切换装置通过所述的作业电机控制器与所述的作业电机相连接，所迷的作业电机系统中还包 括作业电机水泵，所迷的作业电机与所述的作业电机水泵连接，所述的进行作业电机系统停 止处理，包括以下步骤(91 )系统判断作业电机运行状态请求按钮是否被按下；(92) 如果被按下，则判断电动作业车中的储水槽传感器是否报警；如果报警，则返回 上述步骤(4);如果未报警，则系统向所述的作业电机控制器发出停止命令，停止所述的作 业电机；(93) 如果未被按下，则系统向所述的作业电机控制器发出停止命令，停止所述的作业电机；(94 )系统断开所述的作业电初j水泵中的继电器。
全文摘要
本发明涉及一种电动作业车动力系统及其驱动控制方法，主要采用了两路供电电路系统，一个支路为驱动动力系统，另一支路为作业动力系统，而且驱动动力系统和作业动力系统均可采用磷酸铁锂动力电池和变频调速电机，还实现了任意一个电池包都可为两个电机驱动系统同时供电，同时其中还涉及了主要基于驱动请求和电池SOC的对该动力系统进行驱动控制的方法。采用了该种电动作业车动力系统及其驱动控制方法，提高了电动作业车辆驱动动力系统的通用性，降低了生产成本，充分利用了两只电池包的供电系统特点，在一只电池包出现故障时车辆仍然能够行驶或作业，提高了系统的可靠性，不仅结构简单实用，而且使用快捷方便，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
文档编号B60L11/18GK101670789SQ20091019701
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者宁兴江, 曾庆文, 熊伟威 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司