应急救援装置及电动搅拌车的制作方法

1.本实用新型涉及机械工程技术领域，尤其涉及一种应急救援装置及电动搅拌车。


背景技术：

2.对于采用动力电池驱动的作业机械，例如电动搅拌车，当其出现三级故障时，比如绝缘故障、动力电池单体超压、动力供电电源过温等情况，电动搅拌车整车的高压电路会处于断开状态，电机会停止运转，因而与电机传动连接的搅拌罐也会停止运行。此时若搅拌罐中有水泥或混凝土，就需要及时泄出，避免结罐，即避免大部分水泥或混凝土凝固在搅拌罐中。
3.现有技术中，通常是通过外接液压泵的方式将罐中液体抽出，由于水泥或混凝土不能在目的地排出，一方面会造成浪费，另一方面也会造成环境污染。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种应急救援装置及电动搅拌车，用于解决对发生上装电机控制器或者动力电池故障的电动搅拌车进行救援的技术问题。
5.本实用新型提供一种应急救援装置，包括直流输入接口、交流输入接口、直流输出接口、交流输出接口、obc模块、pdu模块、mcu模块和控制模块；
6.所述obc模块的第一输入端与所述直流输入接口电连接，用于获取直流电，第二输入端与所述交流输入接口电连接，用于获取交流电；
7.所述pdu模块的输入端与所述obc模块的输出端电连接，第一输出端与所述mcu模块的输入端电连接，第二输出端与所述直流输出接口电连接，用于将所述obc模块的输出端在所述直流输出接口和所述mcu模块的输入端之间进行选择后导通；
8.所述mcu模块的输出端与所述交流输出接口电连接，用于将所述obc模块输出的直流电转换为交流电；
9.所述控制模块，用于对所述obc模块、所述pdu模块和所述mcu模块进行控制，通过所述直流输出接口或所述交流输出接口为电动搅拌车进行供电。
10.根据本实用新型提供的应急救援装置，所述obc模块包括整流子模块；
11.所述整流子模块，用于将所述obc模块获取的交流电转换为直流电。
12.根据本实用新型提供的应急救援装置，还包括通信接口；
13.所述通信接口，与所述控制模块电连接，用于获取控制使能信号、逆变控制信号和整流控制信号中的至少一种。
14.根据本实用新型提供的应急救援装置，所述pdu模块的输入端与第一输出端之间设置第一继电器组；
15.当所述控制模块获取第一控制使能信号时，控制所述第一继电器组闭合，使得所述obc模块的输出端与所述mcu模块的输入端之间的电路导通。
16.根据本实用新型提供的应急救援装置，所述pdu模块的输入端与第二输出端之间
设置第二继电器组；
17.当所述控制模块获取第二控制使能信号时，控制所述第二继电器组闭合，使得所述obc模块的输出端与所述直流输出接口之间的电路导通。
18.根据本实用新型提供的应急救援装置，所述pdu模块的输入端与第一输出端之间以及所述pdu模块的输入端与第二输出端之间均设置有熔断器。
19.根据本实用新型提供的应急救援装置，当所述应急救援装置应用于对上装电机控制器发生故障的电动搅拌车进行救援时，所述直流输入接口与所述电动搅拌车的直流母线连接，所述交流输出接口与所述电动搅拌车的上装电机连接。
20.根据本实用新型提供的应急救援装置，当所述应急救援装置应用于对动力电池发生故障的电动搅拌车进行救援时，所述交流输入接口与外部电源连接，所述直流输出接口与所述电动搅拌车的直流母线连接。
21.根据本实用新型提供的应急救援装置，所述外部电源包括电网或者发电机。
22.本实用新型还提供一种电动搅拌车，所述电动搅拌车装载有所述的应急救援装置。
23.本实用新型提供的应急救援装置，obc模块用于通过直流输入接口和交流输入接口分别获取直流电和交流电，pdu模块将obc模块的输出端在直流输出接口和mcu模块的输入端之间进行选择后导通，实现电流分配，mcu模块将obc模块输出的直流电转换为交流电，实现了能够从外部获取交流电并转换为直流电，从而代替电动搅拌车上出现故障的上装电机控制器对上装电机进行控制，此外，obc模块可以将获取的交流电转换为直流电，该直流电可以用于当电动搅拌车的动力电池出现故障时，提供备用电源来驱动上装电机继续运行，实现了对电动搅拌车的故障救援，避免了混凝土凝固给电动搅拌车造成的损伤，以及排出混凝土时给外部环境带来的环境污染，提高了电动搅拌车的作业效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型提供的应急救援装置的结构示意图；
26.图2为本实用新型提供的pdu模块的工作示意图之一；
27.图3为本实用新型提供的pdu模块的工作示意图之二；
28.图4为本实用新型提供的应急救援装置的示意图；
29.图5为本实用新型提供的应急救援装置的工作示意图之一；
30.图6为本实用新型提供的应急救援装置的工作示意图之二。
31.附图标记：
32.100：应急救援装置；
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110：obc模块；
33.120：pdu模块；
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130：mcu模块；
34.140：控制模块；
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150：直流输入接口；
35.160：交流输入接口；
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170：直流输出接口；
36.180：交流输出接口；
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190：通信接口。
具体实施方式
37.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.图1为本实用新型提供的应急救援装置的结构示意图，如图1所示，应急救援装置100包括直流输入接口150、交流输入接口160、直流输出接口170、交流输出接口180、obc模块110、pdu模块120、mcu模块130和控制模块140。
39.obc模块110的第一输入端与直流输入接口150电连接，用于获取直流电，第二输入端与交流输入接口160电连接，用于获取交流电。
40.pdu模块120的输入端与obc模块110的输出端电连接，第一输出端与mcu模块130的输入端电连接，第二输出端与直流输出接口170电连接，用于将obc模块110的输出端在直流输出接口170和mcu模块130的输入端之间进行选择后导通；
41.mcu模块130的输出端与交流输出接口180电连接，用于将obc模块110输出的直流电转换为交流电；
42.控制模块140，用于对obc模块110、pdu模块120和mcu模块130进行控制，通过直流输出接口170或交流输出接口180为电动搅拌车进行供电。
43.具体地，应急救援装置100应用于电动搅拌车。电动搅拌车为采用动力电池驱动的作业机械。搅拌车上装指的是搅拌车除底盘和挡泥板以外的部件，包括搅拌罐体及支座、进出料斗、上装电机、水箱、管路和操作连杆机构等。应急救援装置100可以对发生上装电机控制故障或者动力电池故障的电动搅拌车进行救援。
44.应急救援装置100可以放置在电动搅拌车的储存空间，当电动搅拌车发生故障时取出用于应急；也可以在电动搅拌车出现故障时，由其他交通运输工具将应急救援装置100运输至故障现场。
45.obc模块110为车载充电单元(on-board charger)，用于用外部获得电能。obc模块110包括两个输入端。其中，obc模块110的第一输入端与直流输入接口150电连接，用于获取直流电，第二输入端与交流输入接口160电连接，用于获取交流电。
46.pdu模块120为电源分配单元(power distribution unit)，用于对obc模块输出的电能进行切换，包括一个输入端和两个输出端，输入端与obc模块110的输出端电连接，第一输出端与mcu模块130的输入端电连接，第二输出端与直流输出接口170电连接。pdu模块120通过控制输入端与两个输出端之间的电路导通，从而将obc模块110的输出端在直流输出接口170和mcu模块130的输入端之间进行切换。
47.mcu模块130为上装电机控制单元(microcontroller unit)，输出端与交流输出接口180电连接。交流输出接口180可以直接与电动搅拌车的上装电机进行连接。mcu模块130内部包括逆变子模块，可以将obc模块110传输的直流电转换为上装电机工作所需的交流电。mcu模块130可以通过控制交流电的波形来实现控制上装电机。
48.控制模块140分别与obc模块110、pdu模块120和mcu模块130的控制输入端电连接，储存有上述各个模块的控制逻辑，可以分别对上述各个模块进行控制。
49.本实用新型实施例提供的应急救援装置，obc模块用于通过直流输入接口和交流输入接口分别获取直流电和交流电，pdu模块将obc模块的输出端在直流输出接口和mcu模块的输入端之间进行选择后导通，实现电流分配，mcu模块将obc模块输出的直流电转换为交流电，实现了能够从外部获取交流电并转换为直流电，从而代替电动搅拌车上出现故障的上装电机控制器对上装电机进行控制，实现了对电动搅拌车的故障救援，避免了混凝土凝固给电动搅拌车造成的损伤，以及排出混凝土时给外部环境带来的环境污染，提高了电动搅拌车的作业效率。
50.基于上述实施例，obc模块110包括整流子模块；
51.整流子模块，用于将obc模块110获取的交流电转换为直流电。
52.具体地，obc模块110内部设置有整流子模块，用于将外部获取的交流电转换为直流电。整流子模块可以采用半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路等。
53.本实用新型实施例提供的应急救援装置，obc模块可以将获取的交流电转换为直流电，该直流电可以用于当电动搅拌车的动力电池出现故障时，提供备用电源来驱动上装电机继续运行，保持搅拌罐继续运转，实现了对电动搅拌车的故障救援，提高了电动搅拌车的作业效率。
54.基于上述任一实施例，还包括通信接口190；
55.通信接口190，与控制模块140电连接，用于获取控制使能信号、逆变控制信号和整流控制信号中的至少一种。
56.具体地，通信接口190可以用于连接控制模块140和发生故障的电动搅拌车的整车控制系统。
57.当应急救援装置100接入发生故障的电动搅拌车时，可以接受来自整车控制系统发送的控制信号，包括控制使能信号、逆变控制信号和整流控制信号等。
58.控制使能信号用于触发应急救援装置100启动，并根据控制使能信号选择需要启动的工作模式。
59.逆变控制信号用于控制将直流电转换为控制上装电机所需的交流电。例如，逆变控制信号可以包括输出电压、输出频率和输出相位等参数。控制模块140根据逆变控制信号，控制mcu模块按照设定的参数，将直流电转换为交流电。
60.整流控制信号用于控制将交流电转换为上装电机控制器所需的直流电，例如，整流控制信号可以包括输出电压等参数。控制模块140根据整流控制信号，控制obc模块按照设定的参数，将交流电转换为直流电。
61.基于上述任一实施例，pdu模块120的输入端与第一输出端之间设置第一继电器组；
62.当控制模块获取第一控制使能信号时，控制第一继电器组闭合，使得obc模块110的输出端与mcu模块130的输入端之间的电路导通。
63.具体地，第一控制使能信号用于控制应急救援装置100对发生上装电机控制器故障的电动搅拌车进行救援。
64.图2为本实用新型提供的pdu模块的工作示意图之一，如图2所示，pdu模块120的输
入端与第一输出端之间设置第一继电器组。第一继电器组包括继电器km1和km2。当控制模块140获取第一控制使能信号时，控制第一继电器组闭合，使得obc模块110的输出端与mcu模块130的输入端之间的电路导通，使得mcu模块130获取直流电并进行转换。图中fu1、fu2、fu3和fu4表示熔断器。
65.基于上述任一实施例，pdu模块120的输入端与第二输出端之间设置第二继电器组；
66.当控制模块获取第二控制使能信号时，控制第二继电器组闭合，使得obc模块110的输出端与直流输出接口170之间的电路导通。
67.具体地，第二控制使能信号用于控制应急救援装置100对发生动力电池故障的电动搅拌车进行救援。
68.图3为本实用新型提供的pdu模块的工作示意图之二，如图3所示，pdu模块120的输入端与第二输出端之间设置第二继电器组。第二继电器组包括继电器km3和km4。当控制模块140获取第二控制使能信号时，控制第二继电器组闭合，使得obc模块110的输出端与直流输出接口170之间的电路导通，使得obc模块110能够输出经过转换后的直流电。图中fu1、fu2、fu3和fu4表示熔断器。
69.基于上述任一实施例，pdu模块120的输入端与第一输出端之间以及pdu模块120的输入端与第二输出端之间均设置有熔断器。
70.具体地，熔断器是当电源回路中的电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电源回路的一种电气元件。熔断器的规格可以根据上装电机正常工作时的电流进行确定。
71.基于上述任一实施例，当应急救援装置100应用于对上装电机控制器发生故障的电动搅拌车进行救援时，直流输入接口150与电动搅拌车的直流母线连接，交流输出接口180与电动搅拌车的上装电机连接。
72.具体地，当电动搅拌车的上装电机控制器发生故障时，例如出现三级故障整车掉高压，搅拌罐停转后，可以采用以下方法进行救援：
73.1)由任一交通运输工具将应急救援装置100运到故障电动搅拌车现场；
74.2)拆卸故障电动搅拌车的上装电机控制器的高低压插件；
75.3)将应急救援装置100的交流输出接口180和通信接口190与故障电动搅拌车的上装电机的线束连接；
76.4)将应急救援装置100的直流输入接口150与故障电动搅拌车的上装电机控制器的直流母线连接；
77.5)故障电动搅拌车上高压，开启上装电机，搅拌罐随之运转。
78.基于上述任一实施例，当应急救援装置100应用于对动力电池发生故障的电动搅拌车进行救援时，交流输入接口160与外部电源连接，直流输出接口170与电动搅拌车的直流母线连接。
79.具体地，当电动搅拌车的动力电池发生故障时，例如动力电池包内部出现故障或者动力电池包输入输出接口出现故障，可以采用以下方法进行救援：
80.1)由任一交通运输工具将应急救援装置100运到故障电动搅拌车现场；
81.2)拆卸故障电动搅拌车的动力电池输出的高压插件；
82.3)将应急救援装置100的直流输出接口170与故障电动搅拌车连接动力电池的直流母线连接；
83.4)将应急救援装置100的交流输入接口160与电网或者发电机连接；
84.5)故障电动搅拌车上高压，开启上装电机，搅拌罐随之运转。
85.基于上述任一实施例，外部电源包括电网或者发电机。
86.具体地，当动力电池发生故障时，可以从电网获得电能。例如，可以在电动搅拌车发生故障的位置附近，寻找并确定可以用于供电的变压器。应急救援装置100通过电缆与电网中的变压器柔性连接，始终与电网保持连接，并从电网获得电能。
87.还可以从附近的发电机处获得电能。例如，电动搅拌车发生故障时，一般处于工地附近。可以利用工地上的临时发电机提供交流电。
88.基于上述任一实施例，本实用新型还提供一种电动搅拌车，该电动搅拌车装载有应急救援装置100。
89.具体地，电动搅拌车可以在携带应急救援装置100，将其存储于储备空间中。当电动搅拌车的上装电机控制器或者动力电池发生故障时，可以利用应急救援装置100进行救援，快速恢复搅拌罐的运转。
90.基于上述任一实施例，图4为本实用新型提供的应急救援装置的示意图，如图4所示，该应急救援装置包括：
91.1)充电模块obc
92.该模块的功能是将三相交流输入电源转变为直流电源输出。
93.2)配电模块pdu
94.该模块功能是实现不同情况下，应急救援装置单流回路的通断。
95.3)上装控制模块mcu
96.该模块功能为上装电机提供能量，并实现对上装电机的控制。
97.4)低压接口
98.该附件部分主要满足电源控制信号输入输出的连接。
99.当上装电机(搅拌罐电机)控制器出现故障，故障车辆的动力电池输出正常时，将需救援车辆的动力电池输入上装控制器的高压线束连接到本实用新型实施例的应急救援装置的直流输入接口，低压控制信号连接到应急救援装置的低压接口。图5为本实用新型提供的应急救援装置的工作示意图之一，如图5所示，应急救援装置从需救援车辆的动力电池获取直流电，经过逆变后，输出用于控制上装电机所需的交流电。图中带箭头的直线表示电流流向。
100.当动力电池(电芯，电池模组间的连接回路，或者输出接口)出现故障，需救援车辆的上装电机的控制器正常时，将需救援车辆的动力电池输出线断开，连接到应急救援装置的直流输出接口。利用故障现场的三相交流电源(例如发电机)为故障车辆提供三相交流电，将其接入应急救援装置的交流输入接口，低压控制信号连接到应急救援装置的低压接口。图6为本实用新型提供的应急救援装置的工作示意图之二，如图6所示，应急救援装置从故障现场的三相交流电源获取交流电，经过整流后，输出用于控制上装电机所需的直流电。图中带箭头的直线表示电流流向。
101.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可
以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
102.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干命令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
103.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。