集裝箱跨運(yùn)車的電能切換系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集裝箱跨運(yùn)車，尤其是涉及一種集裝箱跨運(yùn)車的電能切換系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電池技術(shù)的日益成熟以及各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的因素考慮越來(lái)越多，以純電池組為動(dòng)力的裝卸設(shè)備越來(lái)越多的被用在集裝箱碼頭領(lǐng)域。與傳統(tǒng)柴油機(jī)組的設(shè)備相比，這種新型設(shè)備因?yàn)槭褂昧穗姵丶夹g(shù)，這使得對(duì)一些再生能源的儲(chǔ)存和再利用成為了可能。
[0003]但是電池使用也存在一定的弊端，即續(xù)航能力和作業(yè)效率的矛盾。為此對(duì)于碼頭作業(yè)流程分解后，尋求合適的充電時(shí)機(jī)，配合適當(dāng)?shù)碾姵厝萘?，以此?shí)現(xiàn)設(shè)備續(xù)航能力和作業(yè)效率最佳配合，這一課題也越來(lái)越多的被各大碼頭和設(shè)備供應(yīng)商所重視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種集裝箱跨運(yùn)車的電能切換系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是一種集裝箱跨運(yùn)車的電能切換系統(tǒng)，包括車輛管理系統(tǒng)、受電弓系統(tǒng)、電池動(dòng)力系統(tǒng)、車用驅(qū)動(dòng)器單元、電網(wǎng)、中控系統(tǒng)和定位系統(tǒng)，該受電弓系統(tǒng)、該電池動(dòng)力系統(tǒng)和該車用驅(qū)動(dòng)器單元設(shè)置在該集裝箱跨運(yùn)車上，其中:
[0006]該電網(wǎng)設(shè)置在該集裝箱跨運(yùn)車的可充電工作區(qū)域內(nèi)；
[0007]該受電弓系統(tǒng)與該電池動(dòng)力系統(tǒng)和該車用驅(qū)動(dòng)器單元連接；
[0008]該定位系統(tǒng)能獲取該集裝箱跨運(yùn)車的位置信息，并發(fā)送到該中控系統(tǒng)；
[0009]該電池動(dòng)力系統(tǒng)和該車輛管理系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池電量狀態(tài)，并報(bào)告該車輛管理系統(tǒng)；
[0010]該車用驅(qū)動(dòng)器單元連接該受電弓系統(tǒng)和該電池動(dòng)力系統(tǒng)，該車用驅(qū)動(dòng)器單元分別或者同時(shí)受該電網(wǎng)和該電池動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；
[0011]該中控系統(tǒng)通過(guò)該車輛管理系統(tǒng)對(duì)該集裝箱跨運(yùn)車進(jìn)行任務(wù)調(diào)度；
[0012]該車輛管理系統(tǒng)連接該中控系統(tǒng)、該受電弓系統(tǒng)、該電池動(dòng)力系統(tǒng)和該車用驅(qū)動(dòng)器單元，該車輛管理系統(tǒng)根據(jù)該中控系統(tǒng)的該集裝箱跨運(yùn)車的位置信息和該電池動(dòng)力系統(tǒng)的電池電量，決定該集裝箱跨運(yùn)車的電能切換方式，其中:
[0013]該集裝箱跨運(yùn)車進(jìn)入該可充電工作區(qū)域內(nèi)，該受電弓系統(tǒng)與該電網(wǎng)連接，當(dāng)該電池電量小于或等于該第一閾值時(shí)，該電網(wǎng)對(duì)該電池動(dòng)力系統(tǒng)充電，且向該車用驅(qū)動(dòng)器單元提供動(dòng)力；
[0014]該集裝箱跨運(yùn)車進(jìn)入該可充電工作區(qū)域內(nèi)，該受電弓系統(tǒng)與該電網(wǎng)連接，當(dāng)該電池電量大于或等于該第二閾值時(shí)，該電網(wǎng)停止對(duì)該電池動(dòng)力系統(tǒng)充電，該電網(wǎng)向該車用驅(qū)動(dòng)器單元提供動(dòng)力；
[0015]該集裝箱跨運(yùn)車準(zhǔn)備離開(kāi)該可充電工作區(qū)域內(nèi)，該電網(wǎng)和該電池動(dòng)力系統(tǒng)共同對(duì)該車用驅(qū)動(dòng)器單元提供動(dòng)力；
[0016]該集裝箱跨運(yùn)車離開(kāi)該可充電工作區(qū)域內(nèi)，該受電弓系統(tǒng)與該電網(wǎng)斷開(kāi)，該電池動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)該車用驅(qū)動(dòng)器單元提供動(dòng)力。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該可充電工作區(qū)域設(shè)置在堆場(chǎng)之間或設(shè)置在堆場(chǎng)和岸橋下方工作區(qū)之間的集裝箱跨運(yùn)車的能直線行駛的區(qū)域。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，還包括直流至直流整流器，連接在該受電弓系統(tǒng)、該電池動(dòng)力系統(tǒng)和該車用驅(qū)動(dòng)器單元，該直流至直流整流器將該電網(wǎng)提供的直流電轉(zhuǎn)換為該電池動(dòng)力系統(tǒng)的電能，將電網(wǎng)提供的直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)該車用驅(qū)動(dòng)器單元的直流電，該直流至直流整流器還能將該電池動(dòng)力系統(tǒng)的直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)該車用驅(qū)動(dòng)器單元的直流電。
[0019]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該電池動(dòng)力系統(tǒng)包括電池組和連接該電池組的電池管理器，該電池管理器連接該車輛管理系統(tǒng)，該電池管理器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該電池組的電池電量，并報(bào)告該車輛管理系統(tǒng)。
[0020]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該定位系統(tǒng)包括車輛定位裝置，該車輛定位裝置設(shè)置在該集裝箱跨運(yùn)車上。
[0021]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該車輛管理系統(tǒng)包括無(wú)線系統(tǒng)和車用控制器，該無(wú)線系統(tǒng)以無(wú)線方式連接該中控系統(tǒng)，該車用控制器連接該受電弓系統(tǒng)、該電池動(dòng)力系統(tǒng)和該車用驅(qū)動(dòng)器單元。
[0022]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，還包括機(jī)械制動(dòng)控制單元和制動(dòng)踏板，該車輛管理系統(tǒng)根據(jù)該制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)指示該機(jī)械制動(dòng)控制單元進(jìn)行制動(dòng)。
[0023]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在該集裝箱跨運(yùn)車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，該車輛管理系統(tǒng)指示該車用驅(qū)動(dòng)器單元將制動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能以對(duì)該電池動(dòng)力系統(tǒng)充電。
[0024]本發(fā)明還提出一種集裝箱跨運(yùn)車的電能切換方法，包括以下步驟:
[0025]第一步，通過(guò)定位系統(tǒng)獲得集裝箱跨運(yùn)車的位置信息，通過(guò)電池動(dòng)力系統(tǒng)獲得電池電量；
[0026]從第二步開(kāi)始根據(jù)集裝箱跨運(yùn)車的位置信息和電池動(dòng)力系統(tǒng)的電池電量，決定電池動(dòng)力系統(tǒng)的電能切換方式；
[0027]第二步，判斷集裝箱跨運(yùn)車是否進(jìn)入可充電工作區(qū)域內(nèi)，如結(jié)果為否，轉(zhuǎn)到第一步；
[0028]第三步，車輛管理系統(tǒng)指示受電弓系統(tǒng)與電網(wǎng)連接；
[0029]第四步，判斷電池電量是否小于或等于第一閾值，如結(jié)果為否，轉(zhuǎn)到第六步；
[0030]第五步，電網(wǎng)對(duì)電池動(dòng)力系統(tǒng)的電池組進(jìn)行充電，且向車用驅(qū)動(dòng)器單元提供動(dòng)力；
[0031]第六步，判斷電池電量大于或等于第二閾值，如結(jié)果為否，轉(zhuǎn)到第八步；
[0032]第七步，電網(wǎng)停止對(duì)電池動(dòng)力系統(tǒng)充電，電網(wǎng)向車用驅(qū)動(dòng)器單元提供動(dòng)力；
[0033]第八步，判斷集裝箱跨運(yùn)車是否準(zhǔn)備離開(kāi)可充電工作區(qū)域，如結(jié)果為否，轉(zhuǎn)到第四步；
[0034]第九步，電網(wǎng)和電池動(dòng)力系統(tǒng)共同對(duì)車用驅(qū)動(dòng)器單元提供動(dòng)力；
[0035]第十步，受電弓系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開(kāi)，由電池動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)車用驅(qū)動(dòng)器單元提供動(dòng)力，集裝箱跨運(yùn)車駛出可充電工作區(qū)域。
[0036]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，還包括直流至直流整流器，連接在該受電弓系統(tǒng)、該電池動(dòng)力系統(tǒng)和該車用驅(qū)動(dòng)器單元之間；在第五步中，當(dāng)該電網(wǎng)對(duì)該電池動(dòng)力系統(tǒng)的電池組進(jìn)行充電時(shí)，該直流至直流整流器將該電網(wǎng)提供的直流電轉(zhuǎn)換為該電池動(dòng)力系統(tǒng)的電能，將電網(wǎng)提供的直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)該車用驅(qū)動(dòng)器單元的直流電；在其余步驟中，當(dāng)該車用驅(qū)動(dòng)器單元需要該電池動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，該直流至直流整流器將該電池動(dòng)力系統(tǒng)的直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)該車用驅(qū)動(dòng)器單元的直流電。
[0037]本發(fā)明的集裝箱跨運(yùn)車的電能切換系統(tǒng)和電能切換方法可以使集裝箱跨運(yùn)車在實(shí)行自動(dòng)化作業(yè)時(shí)，由中控系統(tǒng)提供集裝箱跨運(yùn)車的位置信息，由車輛控制系統(tǒng)根據(jù)位置信息確定受電弓系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接及脫離動(dòng)作，并根據(jù)電池動(dòng)力系統(tǒng)的電池電量情況選擇是否充電，受電弓系統(tǒng)脫離前的電池供電切換等功能。整個(gè)流程能保證在集裝箱跨運(yùn)車脫離供電網(wǎng)的情況下即能完成對(duì)應(yīng)的任務(wù)，而且在電網(wǎng)中又有足夠的時(shí)間給電池動(dòng)力系統(tǒng)充電。這樣可以減小單機(jī)電池的容量配置，最終不但可以實(shí)現(xiàn)無(wú)污染排放的要求，也提高了電池組的壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0038]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明，其中:
[0039]圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的集裝箱跨運(yùn)車的電能切換系統(tǒng)圖。
[0040]圖2不出本發(fā)明一實(shí)施例的碼頭布局不意圖(一)。
[0041]圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的碼頭布局示意圖(二)。
[0042]圖4不出本發(fā)明一實(shí)施例的碼頭布局不意圖(三)。
[0043]圖5示出本發(fā)明一實(shí)施例的集裝箱跨運(yùn)車的充電示意圖。
[0044]圖6示出本發(fā)明一實(shí)施例的系統(tǒng)控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的集裝箱跨運(yùn)車的電能切換系統(tǒng)圖。參考圖1所示，本實(shí)施例的集裝箱跨運(yùn)車的電力切換系統(tǒng)100包括車輛管理系統(tǒng)110、受電弓系統(tǒng)120、電池動(dòng)力系統(tǒng)130、車用驅(qū)動(dòng)器單元140、電網(wǎng)150、中控系統(tǒng)160和定位系統(tǒng)170。這些部件同時(shí)作為電能切換系統(tǒng)100的一部分參與電能切換過(guò)程。其中，受電弓系統(tǒng)120、電池動(dòng)力系統(tǒng)130和車用驅(qū)動(dòng)器單元140設(shè)置在集裝箱跨運(yùn)車上。
[0046]受電弓系統(tǒng)120與電池動(dòng)力系統(tǒng)130和車用驅(qū)動(dòng)器單元140連接。當(dāng)集裝箱跨運(yùn)車進(jìn)入可充電工作區(qū)域內(nèi)，受電弓系統(tǒng)120與電網(wǎng)150連接，集裝箱跨運(yùn)車由電網(wǎng)150供電。當(dāng)集裝箱跨運(yùn)車離開(kāi)可充電工作區(qū)域內(nèi)，受電弓系統(tǒng)120與電網(wǎng)150脫離，切斷電網(wǎng)150對(duì)集裝箱跨運(yùn)車供電。
[0047]車用驅(qū)動(dòng)器單元140連接受電弓系統(tǒng)120和電池動(dòng)力系統(tǒng)130，車用驅(qū)動(dòng)器單元140分別或者同時(shí)受電網(wǎng)150和電池動(dòng)力系統(tǒng)130驅(qū)動(dòng)，完成碼頭上的各項(xiàng)工作任務(wù)。車用驅(qū)動(dòng)器單元140包括車用