一种起重机镍氢电池模组及起重机的制作方法

文档序号:33661234发布日期:2023-03-29 10:52阅读:41来源:国知局

1.本实用新型涉及起重机领域,特别涉及一种起重机镍氢电池模组及起重机。


背景技术:

2.镍氢电池具有工作电流大的优点,能够满足大功率的使用环境,同时,镍氢电池为水性电解液,短路等极端情况下不易起火,安全性强,因此镍氢电池相较于锂电池更加适用于大功率的使用环境。
3.港口的起重机在工作过程中,将货柜起升、移动、下降至所需位置,而在下降时,现有的起重机通常将货柜下降释放的重力势能转换为电能进行回收储存至电池,实现节约能源的效果。然而,将镍氢电池直接应用于起重机的使用场合,起重机频繁动作,镍氢电池亦频繁充电放电,在大功率高压环境下,镍氢电池的记忆效应会导致使用寿命缩短的问题。


技术实现要素:

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出一种起重机镍氢电池模组及起重机,其能够降低记忆效应对镍氢电池使用寿命的影响。
5.根据本实用新型第一方面实施例的一种起重机镍氢电池模组,包括:至少两组镍氢电池组;切换模块,所述切换模块与全部所述镍氢电池组连接;驱动模块以及回收充电模块,所述驱动模块与所述回收充电模块能够与外部电机连接,所述切换模块分别与所述驱动模块以及所述回收充电模块连接,所述切换模块用于控制所述镍氢电池组与所述驱动模块之间以及所述镍氢电池组与所述回收充电模块之间通断。
6.根据本实用新型实施例的一种起重机镍氢电池模组,至少具有如下有益效果:在切换模块的控制下,至少一组镍氢电池组与回收充电模块连接,回收充电模块与起重机的电机连接,以回收利用下降时产生的电能对镍氢电池组充电,在镍氢电池组充电完成后,切换模块将充电完成的镍氢电池组切换至与驱动模块连接,以使得镍氢电池组输出电能通过驱动模块驱使起重机的电机运转。以此,通过设置有切换模块控制镍氢电池组与驱动模块、回收充电模块之间的通断,能够实现能源回收的效果,有利于节省能源,同时,通过设置至少两组镍氢电池组,能够让其中一组镍氢电池组处于放电状态,至少一组镍氢电池处于充电状态,避免频繁对同一镍氢电池组进行充放,有利于减少镍氢电池组受记忆效应的影响,延长镍氢电池组的使用寿命。
7.根据本实用新型的一些实施例,所述切换模块包括控制单元以及均与控制单元连接的电压检测单元以及开关单元,所述电压检测单元与所述镍氢电池组一一对应连接,所述开关单元与所述镍氢电池组一一对应连接,所述开关单元分别与所述驱动模块以及所述回收充电模块连接。
8.根据本实用新型的一些实施例,所述电压检测单元包括与所述镍氢电池组对应的第一分压电阻以及第二分压电阻,所述第一分压电阻的一端与所述镍氢电池组连接,所述第一分压电阻的另一端分别与所述控制单元以及所述第二分压电阻的一端连接,所述第二
分压电阻的另一端接地。
9.根据本实用新型的一些实施例,所述开关单元包括第一继电器、第二继电器、第一驱动电路以及第二驱动电路,所述第一继电器的触点分别与所述驱动模块以及对应的所述镍氢电池组连接,所述第一驱动电路与所述第一继电器的线圈连接,所述第二继电器的触点分别与所述回收充电模块以及对应的所述镍氢电池组连接,所述第二驱动电路与所述第二继电器的线圈连接,所述控制单元分别与所述第一驱动电路的控制端以及所述第二驱动电路的控制端连接。
10.根据本实用新型的一些实施例,所述回收充电模块包括整流单元、稳压单元以及恒流单元,所述整流单元的输入端能够与外部电机连接,所述整流单元的输出端通过所述稳压单元与所述恒流单元的输入端连接,所述恒流单元的输出端与所述切换模块连接。
11.根据本实用新型的一些实施例,所述恒流单元包括稳压件 d13、电阻r2、电阻r4、电阻r5、三极管q1以及三极管q13,所述三极管q1的集电极通过所述电阻r2与所述稳压单元连接,所述三极管q1的基极分别与所述稳压件d13的一端以及所述电阻r4的一端连接,所述稳压件d13的另一端与所述稳压单元连接,所述三极管q1的发射极分别与所述电阻r5的一端以及对应的所述镍氢电池组连接,所述三极管q13的集电极与所述电阻r4的另一端连接,所述三极管q13的基极与所述电阻r5的另一端连接,所述三极管q13的发射极与所述稳压单元连接。
12.根据本实用新型的一些实施例,所述驱动模块包括至少四个igbt管,所述igbt管连接形成逆变电路,所述开关单元与所述逆变电路的输入端连接,所述控制单元与所述逆变电路的控制端连接,所述逆变电路的输出端能够与外部电机连接。
13.根据本实用新型的一些实施例,还包括与所述控制单元连接的温度传感器以及散热模块,所述散热模块用于对所述镍氢电池组散热。
14.根据本实用新型的一些实施例,还包括与所述控制单元连接的加热模块,所述加热模块用于加热所述镍氢电池组。
15.根据本实用新型第二方面实施例的起重机,包括上述的一种起重机镍氢电池模组,还包括机架、运动机构以及主控系统,所述运动机构设置于所述机架,所述运动机构包括电机,所述驱动模块以及所述回收充电模块与所述电机电性连接,所述主控系统与所述运动机构电性连接。,包括:
16.根据本实用新型实施例的起重机,至少具有如下有益效果:电机600作为运动机构的动力源,在主控系统的控制下运转,以令运动机构完成移动货柜的动作。在切换模块的控制下,至少一组镍氢电池组通过回收充电模块与电机600连接,以回收利用下降时产生的电能对镍氢电池组充电,在镍氢电池组充电完成后,切换模块将充电完成的镍氢电池组切换至与驱动模块连接,以使得镍氢电池组输出电能通过驱动模块驱使起电机 600运转。以此,通过设置有切换模块控制镍氢电池组与驱动模块、回收充电模块之间的通断,能够实现能源回收的效果,有利于节省能源,同时,通过设置至少两组镍氢电池组,能够让其中一组镍氢电池组处于放电状态,至少一组镍氢电池处于充电状态,避免频繁对同一镍氢电池组进行充放,有利于减少镍氢电池组受记忆效应的影响,延长镍氢电池组的使用寿命。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
19.图1为本实用新型其中一种实施例的结构框图;
20.图2为本实用新型其中一种实施例中切换模块的结构示意图;
21.图3为本实用新型其中一种实施例中回收充电模块的电路图;
22.图4为本实用新型其中一种实施例中驱动模块的电路图。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中,如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
26.本实用新型的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
27.如图1至图4所示,根据本实用新型实施例的一种起重机镍氢电池模组,包括:至少两组镍氢电池组100;切换模块200,所述切换模块200与全部所述镍氢电池组100连接;驱动模块 300以及回收充电模块400,所述驱动模块300与所述回收充电模块400能够与外部电机600连接,所述切换模块200分别与所述驱动模块300以及所述回收充电模块400连接,所述切换模块200用于控制所述镍氢电池组100与所述驱动模块300 之间以及所述镍氢电池组100与所述回收充电模块400之间通断。
28.在切换模块200的控制下,至少一组镍氢电池组100与回收充电模块400连接,回收充电模块400与起重机的电机600 连接,以回收利用下降时产生的电能对镍氢电池组100充电,在镍氢电池组100充电完成后,切换模块200将充电完成的镍氢电池组100切换至与驱动模块300连接,以使得镍氢电池组 100输出电能通过驱动模块300驱使起重机的电机600运转。以此,通过设置有切换模块200控制镍氢电池组100与驱动模块300、回收充电模块400之间的通断,能够实现能源回收的效果,有利于节省能源,同时,通过设置至少两组镍氢电池组 100,能够让其中一组镍氢电池组100处于放电状态,至少一组镍氢电池处于充电状态,避免频繁对同一镍氢电池组100进行充放,有利于减少镍氢电池组100受记忆效应的影响,延长镍氢电池组100的使用寿命。
29.由于从起重机下降过程回收的电能必然比起重机起升时消耗的电能要少,因此回
收充电模块400对镍氢电池组100的充电速度比镍氢电池组100通过驱动模块300输出消耗电能的速度慢。所以在两组镍氢电池组100的实施例中,不会存在两组镍氢电池组100均充满电量的情况,当两组镍氢电池组100 其中之一通过驱动模块300输出消耗完电能,而另一组镍氢电池组100还未充满电时,回收充电模块400仍维持对一组镍氢电池组100进行充电,镍氢电池组100不通过驱动模块300输出电能,此时电机600在市电或其他能量源的单独驱动下工作,直至有镍氢电池组100充电完成,再将充满电能的镍氢电池组 100与驱动模块300连接,以此,不会浪费回收充电模块400 回收的电能,并且亦能够减少记忆效应对镍氢电池组100的影响。
30.参照图1和图2,在本实用新型的一些实施例中,所述切换模块200包括控制单元210以及均与控制单元210连接的电压检测单元220以及开关单元230,所述电压检测单元220与所述镍氢电池组100一一对应连接,所述开关单元230与所述镍氢电池组100一一对应连接,所述开关单元230分别与所述驱动模块300以及所述回收充电模块400连接。
31.由于电池的电量与电池的输出电压相关,因此通过电压检测单元220检测镍氢电池组100的输出电压值,控制单元210 获取镍氢电池组100的输出电压值能够获知镍氢电池组100的电量情况,控制单元210根据镍氢电池组100的电量情况控制开关单元230动作,以在镍氢电池组100电量释放完时,令镍氢电池组100与回收充电模块400连接进行充电,在镍氢电池组100充电完成后与驱动模块300连接输出电能。以此,控制单元210通过电压检测单元220获知镍氢电池组100的电量情况,并且根据镍氢电池组100的电量情况控制开关单元230动作,实现镍氢电池组100再回收充电模块400与驱动模块300 之间切换连接,结构合理可靠。
32.控制单元210可以是包括单片机、嵌入式芯片、fpga等器件的实施方式。
33.参照图2,在本实用新型的一些实施例中,所述电压检测单元220包括与所述镍氢电池组100对应的第一分压电阻221 以及第二分压电阻222,所述第一分压电阻221的一端与所述镍氢电池组100连接,所述第一分压电阻221的另一端分别与所述控制单元210以及所述第二分压电阻222的一端连接,所述第二分压电阻222的另一端接地。
34.第一分压电阻221与第二分压电阻222构成分压电路,镍氢电池组100与分压电路连接,经过分压处理后形成合适大小并且与镍氢电池组100的输出电压具有比例关系的检测电压传输至控制单元210,控制单元210能够根据检测电压值获知镍氢电池组100的输出电压值,进而获知镍氢电池组100的电量情况,采用第一分压电阻221与第二分压电阻222,结构简单,有利于降低成本,便于实施。
35.参照图1和图2,在本实用新型的一些实施例中,所述开关单元230包括第一继电器231、第二继电器232、第一驱动电路233以及第二驱动电路234,所述第一继电器231的触点分别与所述驱动模块300以及对应的所述镍氢电池组100连接,所述第一驱动电路233与所述第一继电器231的线圈连接,所述第二继电器232的触点分别与所述回收充电模块400以及对应的所述镍氢电池组100连接,所述第二驱动电路234与所述第二继电器232的线圈连接,所述控制单元210分别与所述第一驱动电路233的控制端以及所述第二驱动电路234的控制端连接。
36.控制单元210与第一驱动电路233以及第二驱动电路234 的控制端连接,以能够控制第一驱动电路233向第一继电器231 的线圈输出电流、第二驱动电路234向第二继电器
232的线圈输出电流,控制第一继电器231的触点开闭、第二继电器232 的触点开闭,进而控制镍氢电池组100与驱动模块300之间、镍氢电池与回收充电模块400之间的通断。采用第一继电器 231、第二继电器232的结构,能够通过低电压回路控制高电压回路工作,有利于保护控制单元210所在的低电压回路,提高可靠性。
37.参照图1和图3,在本实用新型的一些实施例中,所述回收充电模块400包括整流单元410、稳压单元420以及恒流单元430,所述整流单元410的输入端能够与外部电机600连接,所述整流单元410的输出端通过所述稳压单元420与所述恒流单元430的输入端连接,所述恒流单元430的输出端与所述切换模块200连接。
38.在起重机下降货柜的过程中,电机600充当发电机600能够产生感应电压、感应电流,由于感应电压和感应电流为交流电,不能够直接向电池充电,通过整流单元410将交流电转换为直流电,稳压单元420对直流电进行稳压滤波处理,令直流电更加平稳,然后恒流单元430将直流电转换为恒定的电流向镍氢电池组100进行充电,有利于充电更加平稳,防止对镍氢电池组100造成冲击,提高充电的可靠性。
39.整流单元410可以包括整流桥电路、整流桥芯片等电路或芯片的实施方式。稳压单元420可以包括lc电路、rc电路等电路的实施方式。恒流单元430可以是包括主要由三极管构成的恒流电路或恒流芯片等电路或芯片的实施方式。
40.参照图3,在本实用新型的一些实施例中,所述恒流单元 430包括稳压件d13、电阻r2、电阻r4、电阻r5、三极管q1 以及三极管q13,所述三极管q1的集电极通过所述电阻r2与所述稳压单元420连接,所述三极管q1的基极分别与所述稳压件d13的一端以及所述电阻r4的一端连接,所述稳压件d13 的另一端与所述稳压单元420连接,所述三极管q1的发射极分别与所述电阻r5的一端以及对应的所述镍氢电池组100连接,所述三极管q13的集电极与所述电阻r4的另一端连接,所述三极管q13的基极与所述电阻r5的另一端连接,所述三极管q13的发射极与所述稳压单元420连接。
41.经过稳压单元420输出的直流电压经稳压件d13使三极管 q1的基极与集电极之间形成稳定电压差,令三极管q1导通,与三极管q1集电极连接的电阻r2能够起到调节电流大小的作用,以令三极管q1发射极输出合适稳定的电流向镍氢电池组 100进行充电,实现恒流充电的效果,结构简单,便于实施。
42.稳压件d13可以是为二极管、稳压管等器件的实施方式。
43.三极管q13能够检测镍氢电池组100的的状态,当镍氢电池组100正常输出一定电压,经电阻r5在三极管q13的基极形成合适电压,使得三极管q13导通,进而令三极管q1的基极能够形成合适电压导通,即三极管q13能够根据镍氢电池组 100的状态控制三极管q1能够导通充电,以此,在镍氢电池组 100故障或安装接反的时候,防止对镍氢电池组100进行充电,有利于提高可靠性。
44.参照图4,在本实用新型的一些实施例中,所述驱动模块 300包括至少四个igbt管,所述igbt管连接形成逆变电路,所述开关单元230与所述逆变电路的输入端连接,所述控制单元210与所述逆变电路的控制端连接,所述逆变电路的输出端能够与外部电机600连接。
45.至少四个igbt管连接形成逆变电路,在控制单元210的控制下,镍氢电池组100输出的直流电经逆变电路的逆变处理后,形成能够驱动电机600运转的交流电,以此实现镍氢
电池组100驱使电机600运转的效果,并且采用igbt管更加适合大电流的工作环境,提高可靠性。
46.在本实用新型的一些实施例中,驱动模块300包括六个 igbt管,六个igbt管连接形成逆变电路,能够适应驱动三相电机运转。
47.参照图1,在本实用新型的一些实施例中,还包括与所述控制单元210连接的温度传感器500以及散热模块510,所述散热模块510用于对所述镍氢电池组100散热。
48.由于镍氢电池组100在充电和放电过程中会产生热量,而镍氢电池组100需要在合适的工作温度范围内以提高工作效率,因此通过设置有温度传感器500检测镍氢电池组100的温度或镍氢电池组100的工作环境温度,控制单元210根据镍氢电池组100的温度或工作环境温度控制散热模块510工作,以降低镍氢电池组100的工作温度,维持在合适的工作环境范围内,有利于提高镍氢电池组100的工作效率。
49.散热模块510可以是包括散热风扇、半导体制冷片等器件的实施方式。
50.参照图1,在本实用新型的一些实施例中,还包括与所述控制单元210连接的加热模块520,所述加热模块520用于加热所述镍氢电池组100。
51.由于在冬天等温度较低的使用环境下,镍氢电池内的电解质受温度影响粘度变大或凝固,影响电池性能,因此通过设置有加热模块520,控制单元210通过温度传感器500获知镍氢电池组100的温度或工作环境温度,在温度低的情况下控制加热模块520对镍氢电池组100或工作环境进行加热,以令镍氢电池组100处于合适的工作温度范围内,有利于提高镍氢电池组100的工作性能。
52.加热模块520可以是包括加热管、加热片等器件的实施方式。
53.根据本实用新型的第二方面实施例的起重机,包括上述的一种起重机镍氢电池模组,还包括机架、运动机构以及主控系统,所述运动机构设置于所述机架,所述运动机构包括电机 600,所述驱动模块300以及所述回收充电模块400与所述电机600电性连接,所述主控系统与所述运动机构电性连接。
54.电机600作为运动机构的动力源,在主控系统的控制下运转,以令运动机构完成移动货柜的动作。在切换模块200的控制下,至少一组镍氢电池组100通过回收充电模块400与电机 600连接,以回收利用下降时产生的电能对镍氢电池组100充电,在镍氢电池组100充电完成后,切换模块200将充电完成的镍氢电池组100切换至与驱动模块300连接,以使得镍氢电池组100输出电能通过驱动模块300驱使起电机600运转。以此,通过设置有切换模块200控制镍氢电池组100与驱动模块 300、回收充电模块400之间的通断,能够实现能源回收的效果,有利于节省能源,同时,通过设置至少两组镍氢电池组100,能够让其中一组镍氢电池组100处于放电状态,至少一组镍氢电池处于充电状态,避免频繁对同一镍氢电池组100进行充放,有利于减少镍氢电池组100受记忆效应的影响,延长镍氢电池组100的使用寿命。
55.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
56.当然,本实用新型创造并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换,这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。
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