受电系统及作业机械的制作方法

1.本发明涉及受电技术领域，尤其涉及一种受电系统及作业机械。


背景技术：

2.随着环保要求和排放的不断升级，燃油作业机械，例如燃油卡车等购置成本不断增加，用户的使用和维护成本也不断增加。因此，既能满足环保、排放要求，又经济、高效的电动作业机械逐渐被人们所接受。目前，较大的国际充电桩的受电电流(1000v/400a)，导致最大的充电功率在400kw。
3.但是，由于电动作业机械的动力电池带电量大，目前的受电电流难以满足，存在充电慢的问题，长时间的等待充电，将严重影响作业机械的工作效率。


技术实现要素：

4.本发明提供一种受电系统及作业机械，用以解决现有技术中受电电流难以满足快速充电的缺陷，实现通过独立的正极受电接口和负极受电接口，能够实现安全地接收大电流充电，有效地缩短充电时间，提高作业机械的工作效率。
5.本发明提供一种受电系统，包括：控制模块、动力电池模块、正极受电接口、负极受电接口、通信模块和充电口盖板组件；
6.所述控制模块分别与所述动力电池模块、所述通信模块和所述充电盖板组件相连，所述正极受电接口和所述负极受电接口均与所述动力电池模块相连，所述正极受电接口和所述负极受电接口还与充电系统相连；
7.所述通信模块用于与充电系统进行通信，当受电系统接收所述充电系统的充电时，所述控制器控制所述充电口盖板组件打开，所述正极受电接口和所述负极受电接口与所述充电系统建立连接，通过所述充电系统为所述动力电池模块充电。
8.根据本发明提供的一种受电系统，所述动力电池模块包括：动力电池和高压箱；
9.所述动力电池通过所述高压箱分别与所述正极受电接口和所述负极受电接口相连，所述高压箱与所述控制模块相连；
10.所述高压箱用于控制所述动力电池与所述正极受电接口和所述负极受电接口的连接或断开。
11.根据本发明提供的一种受电系统，所述高压箱包括：箱体和接触器；
12.所述接触器设置于所述箱体内，所述正极受电接口和所述负极受电接口通过所述接触器与所述动力电池相连，所述接触器还与所述控制模块相连；
13.所述接触器用于控制所述动力电池与所述正极受电接口和所述负极受电接口的连接或断开。
14.根据本发明提供的一种受电系统，还包括绝缘检测机构；
15.所述绝缘检测机构与所述控制模块相连，所述绝缘检测机构用于检测所述受电系统的绝缘故障，当所述绝缘检测机构发生绝缘故障时，所述控制模块控制所述接触器断开。
16.根据本发明提供的一种受电系统，还包括：温度检测装置和冷却装置；
17.所述温度检测装置和所述冷却装置均与所述控制组件相连，所述温度检测装置用于检测所述动力电池模块、所述正极受电接口和所述负极受电接口的温度值；
18.当所述温度值大于预设温度值时，控制所述冷却装置降低所述动力电池模块、所述正极受电接口和所述负极受电接口的温度。
19.根据本发明提供的一种受电系统，所述冷却装置包括：液冷机组和冷却回路；
20.所述液冷机组用于为所述动力电池模块降温，所述冷却回路用于为所述正极受电接口和所述负极受电接口降温。
21.根据本发明提供的一种受电系统，所述充电口盖板组件包括：盖板本体、开关机构和锁止机构；
22.所述开关机构和所述锁止机构均与所述盖板本体机械连接，所述开关机构和所述锁止机构还均与所述控制模块相连；
23.所述开关机构用于控制所述盖板本体的闭合或打开，所述锁止机构用于锁止所述盖板本体的状态。
24.根据本发明提供的一种受电系统，所述充电口盖板组件还包括：位置检测组件；
25.所述位置检测组件与所述控制模块相连，所述位置检测组件用于检测所述盖板本体的打开或闭合的位置。
26.根据本发明提供的一种受电系统，还包括：导向限位机构和连接到位检测机构；
27.所述导向限位机构用于控制充电系统与所述正极受电接口和所述负极受电接口的对接；
28.所述连接到位检测机构用于所述充电系统与所述正极受电接口和所述负极受电接口的插接是否到位。
29.本发明还提供一种作业机械，所述作业机械包括如上述任一项所述的受电系统。
30.本发明提供的一种受电系统及作业机械，受电系统包括：控制模块、动力电池模块、正极受电接口、负极受电接口、通信模块和充电口盖板组件；控制模块分别与动力电池模块、通信模块和充电盖板组件相连，正极受电接口和负极受电接口均与动力电池模块相连，正极受电接口和负极受电接口还与充电系统相连；通信模块用于与充电系统进行通信，当受电系统接收充电系统的充电时，控制器控制充电口盖板组件打开，正极受电接口和负极受电接口与充电系统建立连接，通过充电系统为动力电池模块充电，采用独立的正极受电接口和负极受电接口完成对大功率受电系统的受电，有效地缩短了充电时间，并且通过充电口盖板组件可以更好地实现对正极受电接口和负极受电接口的保护，更好地完成对动力电池的充电，提高作业机械的工作效率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
32.图1是本发明提供的受电系统的结构示意图之一；
33.图2是本发明提供的受电系统的结构示意图之二。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
35.下面结合图1和图2描述本发明的一种受电系统及作业机械。
36.图1是本发明提供的受电系统的结构示意图之一。
37.如图1所示，本发明实施例提供的一种受电系统，包括：控制模块、动力电池模块、正极受电接口、负极受电接口、通信模块和充电口盖板组件；控制模块分别与动力电池模块、通信模块和充电盖板组件相连，正极受电接口和负极受电接口均与动力电池模块相连，正极受电接口和负极受电接口还与充电系统相连；通信模块用于与充电系统进行通信，当受电系统接收充电系统的充电时，控制器控制充电口盖板组件打开，正极受电接口和负极受电接口与充电系统建立连接，通过充电系统为动力电池模块充电。其中，控制模块，可以是受电系统中单独设置的控制模块，可以与车载控制器进行通信，也可以是车载控制器的分支，或者是车载控制器。
38.在一个具体的实现过程中，以大型作业机械，例如挖掘机、卡车等为例进行说明，受电系统为作业机械的一部分。通信模块可以采用网络通信的方式，也可以是其他的通信方式，例如蓝牙等，本实施例中优选网络通信的方式，例如5g网络进行通信，即通过5g通信模块实现充电系统与受电系统的无线通信。动力电池模块则为作业机械的动力模块，为作业机械的工作提供动力源。正极受电接口和负极受电接口则主要是与充电系统对接，通过充电系统将电网中的电能存储至动力电池模块中。而充电口盖板组件则主要是保证正极受电接口和负极受电接口的安全，在不需要为动力电池模块充电时，能够及时地封闭正极受电接口和负极受电接口，避免尘土等进入接口内部，导致接触不良等问题的发生。
39.而为了保证充电过程中的安全，通常还会设置有接地接口，防止在充电过程中发生漏电等安全事故。其中，正极受电接口、负极受电接口和接地接口均采用单端插头方式，满足最大电压1500v的要求(包括但不限于绝缘耐压及爬电距离)；正极受电接口和负极受电接口采用端子入口冷却方式，满足最大3000a的充电电流，满足大于1万次的有效接插次数。
40.当作业机械需要进行充电时，驾驶员驾驶作业机械将其行驶至对应的充电位置。也可以进行一键泊车，例如将作业机械驾驶至指定为位置之后，启动一键泊车按键，控制作业机械自动进行停车充电，有效地帮助驾驶员更好地完成停车。在作业机械停放稳定之后，需要进行作业机械的自检，即需要确保当前作业机械的受电系统和作业机械自身无任何故障。再通过自检确定作业机械的受电系统无绝缘故障，且整车无其他故障之后，便可以通过操作作业机械的充电按钮或通过绑定的手机操作发送充电请求，通过5g通信模块将充电请求发给充电系统建立握手后执行充电准备动作。
41.对于受电系统而言，受电系统需要进行的动作为接受充电系统的连接，当完成与充电系统的连接之后，完成与动力电池模块的充电即可。而在接受与充电系统的连接之前，
需要控制打开充电口盖板组件，从而自动的完成充电系统与受电系统的对接。其中，充电系统与受电系统二者相匹配，即充电系统中包括正极充电接口和负极充电接口，且均为独立的接口，充电接口与受电接口匹配，即若是充电接口为公头，则受电接口为母头。
42.受电系统与充电系统相匹配进行充电的过程，则主要为：受电系统发送充电请求至充电系统，充电系统便与受电系统建立通信连接之后，充电系统便控制正极充电接口与受电系统的正极受电接口匹配插接，控制负极充电接口与受电系统的负极受电接口匹配插接。匹配插接之前，充电系统首先利用除尘结构将受电系统的充电口盖板组件的尘土清除，将尘土清除之后，受电系统便控制充电口盖板组件打开，已完成充电系统的充电接口与受电系统的受电接口的匹配插接，充电系统与受电系统便控制对应的电路导通，从而便可利用充电系统开始为受电系统进行充电。
43.本实施例提供的一种受电系统，包括：控制模块、动力电池模块、正极受电接口、负极受电接口、通信模块和充电口盖板组件；控制模块分别与动力电池模块、通信模块和充电盖板组件相连，正极受电接口和负极受电接口均与动力电池模块相连，正极受电接口和负极受电接口还与充电系统相连；通信模块用于与充电系统进行通信，当受电系统接收充电系统的充电时，控制器控制充电口盖板组件打开，正极受电接口和负极受电接口与充电系统建立连接，通过充电系统为动力电池模块充电，采用独立的正极受电接口和负极受电接口完成对大功率受电系统的受电，有效地缩短了充电时间，并且通过充电口盖板组件可以更好地实现对正极受电接口和负极受电接口的保护，更好地完成对动力电池的充电，提高作业机械的工作效率。
44.图2是本发明提供的受电系统的结构示意图之二。
45.进一步的，如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中的动力电池模块包括：动力电池和高压箱；动力电池通过高压箱分别与正极受电接口和负极受电接口相连，高压箱与控制模块相连；高压箱用于控制动力电池与正极受电接口和负极受电接口的连接或断开。
46.其中，高压箱包括：箱体和接触器；接触器设置于箱体内，正极受电接口和负极受电接口通过接触器与动力电池相连，接触器还与控制模块相连；接触器用于控制动力电池与正极受电接口和负极受电接口的连接或断开。
47.具体的，动力电池的主要作用便是为作业机械提供动力，为作业机械的动力源。高压箱主要是控制动力电池与正极受电接口和负极受电接口的通断，高压箱中的接触器控制动力电池与正极受电接口和负极受电接口通断。只有在确保满足充电条件后，才会闭合高压箱内的接触器，将动力电池与充电系统有效连接，完成充电准备。而且，箱体还能够保证接触器以及充电电路的安全。
48.进一步的，如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中的受电系统还包括绝缘检测机构；绝缘检测机构与控制模块相连，绝缘检测机构用于检测受电系统的绝缘故障，当绝缘检测机构发生绝缘故障时，控制模块控制接触器断开。
49.具体的，绝缘故障是指线路漏电等。绝缘故障的原因通常是由于电池内部电解液泄漏，导致液体渗出，当液体渗出到一定程度，绝缘层就会被破坏。此时电池模块和单体之间会出现导电回路，故障提示会自动开启。如果系统只有一点绝缘失效，暂时不会对系统造成明显影响，但如果有多点绝缘失效，两点之间会有泄漏电流流动，可能会引起火灾。因此，
为了保证受电系统及作业机械的安全，便需要通过绝缘检测机构去检测受电系统是否发生了绝缘故障，例如可以是通过绝缘检测仪检测是否发生了绝缘故障，当发生绝缘故障时，及时地控制箱体内的接触器断开，从而保护受电系统及相关人员的安全。
50.进一步的，如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中还包括温度检测装置和冷却装置；温度检测装置和冷却装置均与控制组件相连，温度检测装置用于检测动力电池模块、正极受电接口和负极受电接口的温度值；当温度值大于预设温度值时，控制冷却装置降低动力电池模块、正极受电接口和负极受电接口的温度。
51.其中，冷却装置包括：液冷机组和冷却回路；液冷机组用于为动力电池模块降温，冷却回路用于为正极受电接口和负极受电接口降温。
52.具体的，为了实现快速充电，正极受电接口和负极受电接口的电流都很大，因此，充电时的温度会较高，为了避免高温对受电系统带来印象。需要实时的检测在充电过程中的正极受电接口、负极受电接口和动力电池模块的温度值，也包括连接高压线缆的温度值，当温度值大于预设温度值时，表明需要进行降温处理，于是通过启动冷却装置进行降温。而当温度值达到临界温度值时，控制模块便会控制动力电池模块的充电功率，通过降低充电功率，保证受电系统的安全。
53.而液冷机组和冷却回路可以利用空调系统进行冷却，通过液冷双通阀的开度控制液路的流量，通过液路的流量更好地实现对受电系统的降温。可以控制液路的流量与受电系统的散热功率相匹配，使得保证当前液路流量，可以有效地实现对受电系统的散热。
54.而且，还可以将受电系统的液路与充电系统的液路建立连接，通过控制电控液阀控制受电系统与充电系统的液路的连接或者是断开，两者连接，则可以采用统一的液冷回路实现充电系统和受电系统的同时降温，保证充电过程中的充电安全，有效地解决了由于温度高带来的充电效率低的问题，也解决了由于充电温度高存在的安全隐患问题。
55.进一步的，如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中的充电口盖板组件包括：盖板本体、开关机构和锁止机构；开关机构和锁止机构均与盖板本体机械连接，开关机构和锁止机构还均与控制模块相连；开关机构用于控制盖板本体的闭合或打开，锁止机构用于锁止盖板本体的状态。
56.具体的，盖板本体则是遮挡和保护正极受电接口和负极受电接口的部件，开关机构则是控制盖板本体闭合或打开的自动控制结构，而锁止结构则是控制盖板本体保持锁止的结构，例如盖板闭合时，锁止结构则锁定盖板本体始终处于闭合状态，不会出现打开的情况，而当控制盖板本体打开时，锁止结构便会锁止盖板本体的结构为打开状态，即使收到其他干扰也不会发生关闭的情况，从而更好地保证受电系统的充电安全。而在锁止机构将盖板本体以闭合的形态锁止与正极受电接口和负极受电接口时，防护等级可以达到ip67以上，能够有效地防止尘土、雨水等对动力电池模块带来损坏。
57.在充电系统的正极充电接口、负极充电接口与受电系统的正极受电接口和负极受电接口进行对接的过程中，盖板本体、开关机构和锁止机构的动作流程为：当正极充电接口和负极充电接口分别与正极受电接口和负极受电接口对准之后，充电系统便会控制正极充电接口和负极充电接口继续向正极受电接口和负极受电接口移动。未进行对接之前的锁止机构锁止盖板本体为闭合状态，当充电接口与受电接口的距离为第一预设距离时，充电系统的除尘结构工作，清除盖板本体上的尘土等杂质，清除完成之后，继续控制充电接口向受
电接口方向移动，当两者距离为第二预设距离时，控制锁止机构解锁，并通过开关结构控制盖板本体打开，盖板本体自动开启，然后正极充电接口和负极充电接口便可以进一步的移动，使得正极充电接口与正极受电接口相匹配，负极充电接口与负极受电接口相匹配。充电完成之后，控制正极充电接口和负极充电接口拔出，当正极充电接口和负极充电接口与正极受电接口和负极受电接口距离第二预设距离时，锁止机构解锁，通过开关机构控制盖板本体闭合，锁止机构锁止盖板本体的闭合状态。
58.进一步的，如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中的充电口盖板组件还包括：位置检测组件；位置检测组件与控制模块相连，位置检测组件用于检测盖板本体的打开或闭合的位置。
59.具体的，为了保证充电过程中的安全，只有在盖板本体处于完全打开状态时，才能够控制正极充电接口、负极充电接口与正极受电接口和负极受电接口的匹配插接。因此，便需要准确地确定出盖板本体的开合角度，于是便设置有位置检测组件，通过位置检测组件能够实时地检测出盖板本体的打开或者闭合的具体位置。例如可以是角度传感器，或者是距离传感器等等。只要是能够有效地检测出盖板本体的打开或闭合角度即可。
60.其中，还可以设置有连接到位检测机构，连接到位检测机构的主要作用便是检测充电系统的正极充电接口、负极充电接口是否与受电系统的正极受电接口和负极受电接口连接到位，只有在确保连接到位之后才会将电路导通，才会通过充电系统对受电系统的动力电池进行充电。
61.进一步的，如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中的受电系统还包括：导向限位机构和连接到位检测机构；导向限位机构用于控制充电系统与正极受电接口和负极受电接口的对接；连接到位检测机构用于充电系统与正极受电接口和负极受电接口的插接是否到位。
62.具体的，在接受充电系统的充电时，充电系统的导向机构会引导充电系统的正极充电接口和负极充电接口向正极受电接口和负极受电接口移动，而为了保证正极充电接口与正极受电接口、负极充电接口与负极受电接口的匹配插接到位，受电系统中还设置有导向限位机构，保证充电系统与受电系统的快速匹配插接到位。
63.连接到位检测机构与导向限位机构相互作用，导向限位机构保证匹配插接的准确度，连接到位检测机构结构保证正极充电接口与正极受电接口、负极充电接口与负极受电接口的插接到位，能够有效地避免由于接触不良带来的安全隐患问题。例如，连接到位检测机构可以是压力传感器，距离传感器等，距离传感器检测接口之间的距离值，压力传感器检测接口之间的压力值
64.为了保证作业机械的安全，在充电完成之后，充电系统便会控制正极充电接口和负极充电接口收回，在收回之后，控制模块便会控制开关机构和锁止机构将盖板的状态调整为闭合状态。因此，若是连接到位检测机构检测到正极充电接口与正极受电接口、负极充电接口与负极受电接口之间处于连接状态，或者是检测到盖板本体处于打开状态，表明此时处于充电状态或者是未充电但是充电系统与受电系统处于连接的状态，于是便需受电系统像车载控制器发送禁止行驶的指令，确保车辆在充电过程中不会发生移动，保证了受电系统的充电安全。
65.基于同一总的发明构思，本发明还保护一种作业机械，作业机械包括如上述任一
实施例的受电系统，作业机械包括卡车、挖掘机、起重机等等。
66.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。
67.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，包括若干指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。
68.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。