蓄電池電動(dòng)平車一體化智能控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能測(cè)控系統(tǒng)及控制方法，具體涉及一種用于蓄電池電動(dòng)平車一體化智能控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)平車，是一種電動(dòng)有軌廠內(nèi)運(yùn)輸車輛。又稱臺(tái)車、過跨車。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、容易維護(hù)、承載能力大、污染少等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于機(jī)器制造和冶金工廠，作為車間內(nèi)部配合吊車運(yùn)輸重物過跨之用。蓄電池電動(dòng)平車高度低，臺(tái)面加強(qiáng)，改型容易，維修方便，它是以蓄電池供電，具有運(yùn)行距離不受限制、機(jī)動(dòng)性靈活、對(duì)軌道無絕緣要求、施工方、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]發(fā)明目的
本發(fā)明是為了解決卷線電動(dòng)平車在使用的過程中，由需拖動(dòng)導(dǎo)線而造成的安全性能低、運(yùn)行距離受限制的問題，提供了一種用于蓄電池電動(dòng)平車一體化智能控制系統(tǒng)及控制方法，它是以蓄電池供電，具有運(yùn)行距離不受限制、機(jī)動(dòng)性靈活、對(duì)軌道無絕緣要求、施工方、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]技術(shù)方案
一種蓄電池電動(dòng)平車一體化智能控制系統(tǒng)，其特征在于:包括整車控制模塊、電池控制模塊和電機(jī)控制模塊，整車控制模塊分別連接電池控制模塊和電機(jī)控制模塊。
[0005]所述整車控制模塊包括整車控制器、模擬量驅(qū)動(dòng)單元、數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元、PWM驅(qū)動(dòng)單元、總線驅(qū)動(dòng)單元、供電單元和制動(dòng)單元，模擬量驅(qū)動(dòng)單元、數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元、PWM驅(qū)動(dòng)單元、總線驅(qū)動(dòng)單元、供電單元和制動(dòng)單元均連接整車控制器；所述電池控制模塊包括電池控制器、電池充電接口、電池保護(hù)單元和電池信息采集單元，電池充電接口、電池保護(hù)單元和電池信息采集單元均連接電池控制器；所述電機(jī)控制模塊包括電機(jī)控制器、電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)單元、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制單元和電機(jī)保護(hù)控制單元，電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)單元、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制單元和電機(jī)保護(hù)控制單元均連接電機(jī)控制器。
[0006]所述的模擬量驅(qū)動(dòng)單元包括DA轉(zhuǎn)換芯片、運(yùn)算放大器和AD轉(zhuǎn)換芯片，DA轉(zhuǎn)換芯片和AD轉(zhuǎn)換芯片連接運(yùn)算放大器；所述的數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元包括光耦隔離芯片、24V直流繼電器、和NPN三極管，光耦隔離芯片連接三極管，三極管連接24V直流繼電器；所述的PWM驅(qū)動(dòng)單元包括PWM驅(qū)動(dòng)接口和NPN三級(jí)管，PWM驅(qū)動(dòng)接口連接NPN三級(jí)管；所述的總線驅(qū)動(dòng)單元包括CAN總線收發(fā)器和高速光耦，CAN總線收發(fā)器連接高速光耦；所述的供電單元包括數(shù)字核心部分供電(+5V )、低邊驅(qū)動(dòng)芯片(+5V )、運(yùn)算放大器供電(+15V和-15V )、CAN通訊電路供電(+5V )、傳感器供電(+5V )，數(shù)字核心部分供電(+5V )連接數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元，低邊驅(qū)動(dòng)芯片(+5V )連接模擬量驅(qū)動(dòng)單元，運(yùn)算放大器供電(+15V和-15V )連接運(yùn)算放大器，CAN通訊電路供電(+5V )連接PWM驅(qū)動(dòng)單元；所述的制動(dòng)單元包括制動(dòng)器接口和制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路，制動(dòng)器接口連接制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路。
[0007]所述的電池保護(hù)單元包括過壓/欠壓保護(hù)接口和過流保護(hù)電路，過壓/欠壓保護(hù)接口和過流保護(hù)電路分別連接數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元；所述的電池信息采集單元包括電池剩余電量采集單元、電池?zé)峁芾韱卧㈦姵爻浞烹姽芾韱卧?，電池剩余電量采集單元和電池?zé)峁芾韱卧B接模擬量驅(qū)動(dòng)單元，電池充放電管理單元連接數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元。
[0008]所述的電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)單元包括降壓?jiǎn)?dòng)電阻和直流繼電器，直流繼電器連接啟動(dòng)電阻；所述的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制單元包括直流繼電器和NPN三極管，NPN三極管分別連接直流繼電器和數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元；所述的電機(jī)保護(hù)控制單元包括電機(jī)過載保護(hù)單元和電機(jī)過流保護(hù)單元，電機(jī)過載保護(hù)單元和電機(jī)過流保護(hù)單元分別連接數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元。
[0009]一種如上所述蓄電池電動(dòng)平車一體化智能控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:該方法步驟如下:
(1)選擇系統(tǒng)的工作模式，本系統(tǒng)具有四種工作模式，分別為上電自檢模式、前進(jìn)行駛模式、倒車行駛模式及關(guān)機(jī)停車模式；
(2)將鑰匙門從OFF切換到0N，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入自檢模式；在該工作模式下，控制系統(tǒng)將對(duì)外圍驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行自檢，并完成對(duì)二級(jí)控制單元的上電操作，同時(shí)檢測(cè)各動(dòng)力總成上傳的CAN信息，從而獲取整車的當(dāng)前狀況；
(3)選擇前進(jìn)行駛模式或倒車行駛模式；若按下前進(jìn)/后退按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入前進(jìn)/后退行駛模式，在該工作模式下，系統(tǒng)通過分析整車當(dāng)前狀態(tài)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，從而驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)/后退行駛；
(4)完成指定動(dòng)作后，按下停止按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入關(guān)機(jī)停車模式。
[0010]整車的當(dāng)前狀況包括電池包剩余電量估算、故障診斷以及處理功能。
[0011]關(guān)機(jī)停車是指在電動(dòng)車停止運(yùn)行的同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行制動(dòng)。
[0012]電池包剩余電量估算是通過接收電池包底層信息及高壓信息對(duì)其進(jìn)行估算的。
[0013]優(yōu)點(diǎn)及效果
本發(fā)明是一種蓄電池電動(dòng)平車一體化智能控制系統(tǒng)及控制方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
(I)采用一體化設(shè)計(jì)方案，能夠有效減小控制系統(tǒng)的體積和成本，提高控制系統(tǒng)的通用性與可靠性。
[0014](2)系統(tǒng)以單片機(jī)作為控制核心，通過蓄電池供電，具有運(yùn)行距離不受限制、機(jī)動(dòng)性靈活、對(duì)軌道無絕緣要求、施工方、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明整車控制模塊結(jié)構(gòu)框圖；
圖3為本發(fā)明電池控制模塊結(jié)構(gòu)框圖；
圖4為本發(fā)明電機(jī)控制模塊結(jié)構(gòu)框圖；
圖5為本發(fā)明整車控制模塊原理圖；
圖6為本發(fā)明總線驅(qū)動(dòng)單元原理圖；
圖7為本發(fā)明電機(jī)控制模塊原理圖； 圖8為本發(fā)明電池控制模塊原理圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明:
10、電池控制模塊；20、電機(jī)控制模塊；30、整車控制模塊；40、模擬量驅(qū)動(dòng)單元；60、總線驅(qū)動(dòng)單元；70、數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元；80、供電單元；90、PWM驅(qū)動(dòng)單元；100、制動(dòng)單元；110、電池充電接口 ；120、電池保護(hù)單元；140、電池信息采集單元；150、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制單元；160、電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)單元；170、電機(jī)保護(hù)控制單元；180、整車控制器；190、電池控制器；200、電機(jī)控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
如圖1所示，本發(fā)明提出了用于蓄電池電動(dòng)平車一體化智能控制系統(tǒng)，包括整車控制模塊30、電池控制模塊10和電機(jī)控制模塊20，整車控制模塊30分別連接電池控制模塊10和電機(jī)控制模塊20;其中，整車控制模塊30的作用是接收傳感器信息，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后計(jì)算、編碼為CAN報(bào)文，然后發(fā)送到總線上控制其它節(jié)點(diǎn)的工作，同時(shí)整車控制模塊30還將一些整車相關(guān)信息(如車速、電池電量等信息)在組合儀表上顯示出來；電池控制模塊10主要負(fù)責(zé)在電動(dòng)車充放電過程中均衡電池電壓，保證電池性能。另外，電池控制模塊10還通過采集電池包底層信息(包括單體電壓、電流及溫度等信息)供整車控制模塊分析電池當(dāng)前狀態(tài)及可充放電能力的最大值；電機(jī)控制模塊20主要控制直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。
[0018]如圖2和圖5所示，整車控制模塊30包括整車控制器180、模擬量驅(qū)動(dòng)單元40、數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元70、PWM驅(qū)動(dòng)單元90、總線驅(qū)動(dòng)單元60、供電單元80和制動(dòng)單元100，驅(qū)動(dòng)單元40、數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元70、PWM驅(qū)動(dòng)單元90、總線驅(qū)動(dòng)單元60、供電單元80和制動(dòng)單元100均連接整車控制器180。
[0019]如圖3和圖8所示，電池控制模塊10包括電池控制器190、電池充電接口 110、電池保護(hù)單元120和電池信息采集單元140，電池充電接口 110、電池保護(hù)單元120和電池信息采集單元140均連接電池控制器190。
[0020]如圖4和圖7所示，電機(jī)控制模塊20包括電機(jī)控制器200、電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)單元160、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制單元150、電機(jī)保護(hù)控制單元170，電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)單元160、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制單元150和電機(jī)保護(hù)控制單元170均連接電機(jī)控制器200 ；
如圖5所示，模擬量驅(qū)動(dòng)單元40包括DA轉(zhuǎn)換芯片、運(yùn)算放大器、AD轉(zhuǎn)換芯片，DA轉(zhuǎn)換芯片和AD轉(zhuǎn)換芯片連接運(yùn)算放大器。
[0021]數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元70包括光耦隔離芯片，24V直流繼電器和NPN三極管，光耦隔離芯片連接NPN三極管，NPN三極管連接24V直流繼電器。PWM驅(qū)動(dòng)單元90包括PWM驅(qū)動(dòng)接口和NPN三級(jí)管，PWM驅(qū)動(dòng)接口連接NPN三級(jí)管。
[0022]如圖6所示，總線驅(qū)動(dòng)單元60包括CAN總線收發(fā)器和高速光耦，CAN總線收發(fā)器連接高速光耦。
[0023]供電單元80包括數(shù)字核心部分供電(+5V )、低邊驅(qū)動(dòng)芯片(+5V )、運(yùn)算放大器供電(+15V和-15V )、CAN通訊電路供電(+5V )、傳感器供電(+5V )，數(shù)字核心部分供電(+5V )連接數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元70，低邊驅(qū)動(dòng)芯片(+5V )連接模擬量驅(qū)動(dòng)單元40，運(yùn)算放大器供電(+15V和-15V)連接運(yùn)算放大器，CAN通訊電路供電(+5V )連接PWM驅(qū)動(dòng)單元90。
[0024]如圖5所示，制動(dòng)單元100包括制動(dòng)器接口和制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路，制動(dòng)器接口連接制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路。
[0025]電池保護(hù)單元120包括過壓/欠壓保護(hù)接口和過流保護(hù)電路，過壓/欠壓保護(hù)接口與過流保護(hù)電路分別連接數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元70。
[0026]電池信息采集單元140包括電池剩余電量采集單元、電池?zé)峁芾韱卧碗姵爻浞烹姽芾韱卧?，電池剩余電量采集單元和電池?zé)峁芾韱卧B接模擬量驅(qū)動(dòng)單元40，電池充放電管理單元連接數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元70。
[0027]電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)單元160包括降壓?jiǎn)?dòng)電阻和直流繼電器，直流繼電器連接啟動(dòng)電阻。
[0028]如圖7所示，所述的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制單元150包括直流繼電器和NPN三極管，NPN三極管分別連接直流繼電器和數(shù)字量驅(qū)動(dòng)單元70 ;
如圖8所示，電機(jī)保護(hù)控制單元170包括電