專利名稱：用于施工機(jī)械的能量存儲器放電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于混合動力式的施工車輛或施工機(jī)械(例如挖掘機(jī))的放電系統(tǒng)，特別地涉及這樣一種用于混合動力式的施工車輛或施工機(jī)械的能量存儲器的放電系統(tǒng)，其中在放電裝置釋放存儲在能量存儲器中的能量的期間，通過能量冷卻單元冷卻放電裝置產(chǎn)生的熱，由此提高放電裝置的散熱能力以減少放電裝置的放電時間，且其中可在相同時間段比在傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中釋放出多得多的能量，且以與能量存儲器的殘存電壓成比例的方式控制能量冷卻單元的操作周期，由此最大化能量冷卻單元的冷卻效率。
背景技術(shù)：
為了安全和維護(hù)目的，傳統(tǒng)放電系統(tǒng)要求能量存儲器的電壓應(yīng)該釋放到安全電 位。然而，圖I所示的僅采用電阻器裝置的傳統(tǒng)放電系統(tǒng)使得如下問題產(chǎn)生，即能量存儲器的能量耗費在放電裝置中，因此大容量放電裝置應(yīng)該用來在短時期內(nèi)將能量存儲器的電壓釋放到期望電位，導(dǎo)致放電效率低劣。

發(fā)明內(nèi)容
摶術(shù)問是頁因此，本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，且本發(fā)明的目的是提供一種用于施工機(jī)械的能量存儲器的放電系統(tǒng)，其中在采用至少一個能量存儲器的系統(tǒng)中，在放電時間期間，通過能量冷卻單元冷卻放電裝置產(chǎn)生的熱，使得能量存儲器的電壓可在較短時期內(nèi)釋放到安全電位，且其中以與能量存儲器的殘存電壓成比例的方式控制能量冷卻單元的操作周期，由此最大化能量冷卻單元的冷卻效率。
_5] 技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于施工機(jī)械的存儲能量的放電系統(tǒng)，其包括能量存儲器；放電裝置，所述放電裝置用于釋放存儲在所述能量存儲器中的能量；以及能量冷卻單元，所述能量冷卻單元用于在由所述放電裝置釋放所述能量存儲器中存儲的能量期間冷卻由所述放電裝置產(chǎn)生的熱，由此提高所述放電裝置的散熱能力。優(yōu)選地，用于施工機(jī)械的存儲能量的放電系統(tǒng)還可包括操作周期控制單元，所述操作周期控制單元用于以與所述能量存儲器的殘存電壓成比例的方式控制所述能量冷卻單元的操作周期，由此提高所述放電裝置的放電效率和所述能量冷卻單元的操作效率。并且，優(yōu)選地，所述操作周期控制單元可執(zhí)行控制操作，使得如果所述能量存儲器的殘存電壓是高電壓，則所述能量冷卻單元的操作周期設(shè)定為長周期，使得所述能量冷卻單元的操作維持較長周期，而如果所述能量存儲器的殘存電壓是低電壓，則所述能量冷卻單元的操作周期設(shè)定為短周期，使得所述能量冷卻單元的操作維持較短周期。
_9] 技術(shù)效果如上述構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的用于施工機(jī)械的存儲能量的放電系統(tǒng)具有以下優(yōu)點。首先，在放電裝置釋放能量存儲器中存儲的能量的期間，通過與放電裝置并聯(lián)連接的能量冷卻單元，冷卻放電裝置產(chǎn)生的熱，由此提高放電裝置的散熱能力，從而減少放電裝置的釋放時間。另外，可在相同時段比在傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中釋放多得多的能量。第二，可以與能量存儲器的殘存電壓成比例的方式控制能量冷卻單元的操作周期，由此提高放電裝置的放電效率和能量冷卻單元的操作效率，從而延長放電裝置和能量冷卻單元的操作耐用性。此外，可在相同時段比采用電阻器裝置的傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中釋放多得多的能量，使得當(dāng)釋放相同容量的能量時，電阻器裝置的電阻值可設(shè)定為低于傳統(tǒng)放電系統(tǒng)的。第三，與現(xiàn)有技術(shù)中的不同，使用能量存儲器的電力而非外部電源，使得可簡單地構(gòu)造放電系統(tǒng)。


從結(jié)合附圖的以下詳述中將更清楚本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點，其 中圖I是圖示現(xiàn)有技術(shù)中僅采用電阻器裝置的傳統(tǒng)放電系統(tǒng)的構(gòu)造的方塊圖；圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的用于施工機(jī)械的存儲能量的放電系統(tǒng)的構(gòu)造的方塊圖；圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的用于施工機(jī)械的能量存儲器的放電系統(tǒng)的操作的流程圖；以及圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的能量存儲器的放電特性的曲線圖。附圖兀件te號列表101 :能量存儲器102:放電裝置201 :能量冷卻單元202 :操作周期控制單元
具體實施例方式現(xiàn)在，將參照附圖在下文詳述根據(jù)本發(fā)明的用于混合動力式挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式。圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的用于混合動力式的運輸裝置或施工機(jī)械(例如挖掘機(jī))的能量存儲器的放電系統(tǒng)的構(gòu)造的方塊圖。參見圖2，根據(jù)本發(fā)明的放電系統(tǒng)包括能量存儲器(例如，電池或超級電容器);用于釋放存儲在能量存儲器中的能量的放電裝置(舉例而言，譬如具有能夠消耗電能功能的電阻器等裝置)；以及能量冷卻單元，其與能量存儲器并聯(lián)連接，用于在由放電裝置釋放能量存儲器中存儲的能量期間冷卻由放電裝置產(chǎn)生的熱；以及操作周期控制單元，其用于以與能量存儲器的殘存電壓成比例的方式控制能量冷卻單元的操作周期。在本文中，能量冷卻單元(例如，利用冷卻水、制冷劑、空氣等的冷卻裝置)與能量存儲器并聯(lián)連接，并作用為在放電裝置釋放能量存儲器中存儲的能量期間冷卻由放電裝置產(chǎn)生的熱，使得放電裝置的散熱能力可提高以減少放電裝置的釋放時間，其由下列方程式I表達(dá)[方程式I]
E1=E2E1=E/ -E3->E2〈E2’其中，E1是能量存儲器的能量，E2是傳統(tǒng)放電裝置的熱耗散能量，E2’是發(fā)明性放電裝置的熱耗散能量，以及E3是冷卻單元的冷卻能量。操作周期控制單元作用為以與能量存儲器的殘存電壓成比例的方式 控制能量冷卻單元的操作周期。更具體地，操作周期控制單元執(zhí)行控制操作，使得如果通過讀取能量存儲器101的電壓值而獲知能量存儲器101的殘存電壓是高電壓，則能量冷卻單元201的操作周期設(shè)定為長周期，使得能量冷卻單元的操作維持較長周期。相反，如果能量存儲器的殘存電壓是低電壓，則能量冷卻單元201的操作周期設(shè)定為短周期，使得能量冷卻單元的操作維持較短周期，由此提高放電裝置的放電效率和能量冷卻單元的操作效率以提高放電裝置和能量冷卻單元的操作耐用性。另外，可在相同時段比在采用電阻器裝置的傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中釋放多得多的能量，使得當(dāng)釋放相同容量的能量時，電阻器裝置的電阻值可設(shè)定為低于傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中的電阻值。能量存儲器的釋放時間與下列方程式2表示的電阻值成比例，且因此相同容量的能量可釋放比傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中的短的時段，如圖4所示[方程式2]dt=RCln (V1A2)其中，dt是能量釋放時間，R是電阻器裝置的電阻值，C是能量存儲器的靜電容量，V1是能量存儲器的釋放目標(biāo)電壓，V2是能量存儲器的初始電壓。發(fā)明的實施方式下文，將參照圖3描述示出根據(jù)本發(fā)明的用于施工機(jī)械(例如挖掘機(jī))的能量存儲器的放電系統(tǒng)的操作的流程圖。 參見圖3，首先，放電裝置響應(yīng)于輸入放電指令信號而釋放存儲于能量存儲器內(nèi)的
倉tfi。然后，在由放電裝置釋放能量存儲器中存儲的能量的期間，能量冷卻單元冷卻由放電裝置產(chǎn)生的熱。也即，能量冷卻單元與能量存儲器并聯(lián)連接，并在由放電裝置釋放能量存儲器中存儲的能量的期間冷卻由放電裝置產(chǎn)生的熱。結(jié)果，放電裝置的散熱能力可提高以減少放電裝置的放電時間，其由下列方程式3表達(dá)[方程式3]E1=E2E1=E/ -E3->E2〈E2’其中，E1是能量存儲器的能量，E2是傳統(tǒng)放電裝置的熱耗散能量，E2’是發(fā)明性放電裝置的熱耗散能量，E3是冷卻單元的冷卻能量。同時，操作周期控制單元以與能量存儲器的殘存電壓成比例的方式控制能量冷卻單元201的操作周期。為達(dá)到此目的，能量存儲器101的電壓值輸入到操作周期控制單元。此后，如果能量存儲器101的輸入殘存電壓是高電壓(例如，高于預(yù)定值)，則操作周期控制單元控制能量冷卻單元201的操作周期以使其被設(shè)定為長周期，使得能量冷卻單元的操作維持較長周期。相反，如果能量存儲器101的輸入殘存電壓是低電壓(例如，小于預(yù)定值)，則操作周期控制單元控制能量冷卻單元201的操作周期以使其被設(shè)定為短周期，使得能量冷卻單元201的操作維持較短周期。因此，放電裝置的放電效率和能量冷卻單元的操作效率提高，從而延長放電裝置和能量冷卻單元的操作耐用性。進(jìn)一步地，可在相同時段比在采用電阻器裝置的傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中釋放多得多的能 量，使得當(dāng)釋放相同容量的能量時，電阻器裝置的電阻可設(shè)定為低于傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中的電阻。能量存儲器的釋放時間與下列方程式4中表達(dá)的電阻值成比例，因此相同容量的能量可釋放比傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中的短的時段，如圖4所示[方程式4]dt=RCln (V1A2)其中，dt是能量釋放時間，R是電阻器裝置的電阻值，C是能量存儲器的靜電容量，V1是能量存儲器的釋放目標(biāo)電壓，V2是能量存儲器的初始電壓。如上所述，在放電裝置釋放存儲在能量存儲器中的能量的期間中，通過與放電裝置并聯(lián)連接的能量冷卻單元，冷卻放電裝置所產(chǎn)生的熱，由此提高放電裝置的散熱能力，從而減少放電裝置的放電時間。另外，可在相同時段比在傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中釋放多得多的能量。另外，可以與能量存儲器的殘存電壓成比例的方式控制能量冷卻單元的操作周期，由此提高放電裝置的放電效率和能量冷卻單元的操作效率，從而延長放電裝置和能量冷卻單元的操作耐用性。而且，可在相同時段比在采用電阻器裝置的傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中釋放多得多的能量，使得當(dāng)釋放相同容量的能量時，電阻器裝置的電阻值可被設(shè)定為低于傳統(tǒng)放電系統(tǒng)的電阻值。圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的能量存儲器的放電特性的曲線圖。如可從圖4中的曲線看到的，根據(jù)本發(fā)明的能量存儲器的放電特性示出能量存儲器中所充入的電壓釋放，直到它達(dá)到釋放目標(biāo)電壓為止，同時具有隨電阻值不同而改變的能量釋放時間特性。在上述的本發(fā)明中，可在相同時段比在采用電阻器裝置的傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中釋放多得多的能量，使得當(dāng)釋放相同容量的能量時，電阻器裝置的電阻值可被設(shè)定為低于傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中的電阻值。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用件本發(fā)明可應(yīng)用于用于施工機(jī)械的能量存儲器的放電系統(tǒng)中。根據(jù)本發(fā)明的放電系統(tǒng)，在放電裝置釋放能量存儲器中存儲的能量的期間，通過與放電裝置并聯(lián)連接的能量冷卻單元，冷卻放電裝置產(chǎn)生的熱，由此提高放電裝置的散熱能力，從而減少放電裝置的放電時間。另外，可在相同時段比在傳統(tǒng)放電系統(tǒng)中釋放多得多的能量。
進(jìn)而，本發(fā)明可應(yīng)用于用于施工機(jī)械的能量存儲器的放電系統(tǒng)中，其中可以與能量存儲器的殘存電壓成比例的方式控制能量冷卻單元的操作周期，由此提高放電裝置的放電效率和能量冷卻單元的操作效率，從而延長放電裝置和能量冷卻單元的操作耐用性?！?br> 權(quán)利要求
1.一種用于施工機(jī)械的存儲能量的放電系統(tǒng)，包括 能量存儲器； 放電裝置，所述放電裝置用于釋放存儲在所述能量存儲器中的能量；以及 能量冷卻單元，所述能量冷卻單元用于在由所述放電裝置釋放所述能量存儲器中存儲的能量期間冷卻由所述放電裝置產(chǎn)生的熱，由此提高所述放電裝置的散熱能力。
2.如權(quán)利要求I所述的用于施工機(jī)械的存儲能量的放電系統(tǒng)，還包括操作周期控制單元，所述操作周期控制單元用于以與所述能量存儲器的殘存電壓成比例的方式控制所述能量冷卻單元的操作周期，由此提高所述放電裝置的放電效率和所述能量冷卻單元的操作效率。
3.如權(quán)利要求2所述的用于施工機(jī)械的存儲能量的放電系統(tǒng)，其中，所述操作周期控制單元執(zhí)行控制操作，使得如果所述能量存儲器的殘存電壓是高電壓，則所述能量冷卻單元的操作周期設(shè)定為長周期，使得所述能量冷卻單元的操作維持較長周期，而如果所述能量存儲器的殘存電壓是低電壓，則所述能量冷卻單元的操作周期設(shè)定為短周期，使得所述能量冷卻單元的操作維持較短周期。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于施工機(jī)械的能量存儲器放電系統(tǒng)，其中放電系統(tǒng)包括能量存儲器；放電裝置，其釋放存儲在所述能量存儲器中的能量；以及能量冷卻單元，其冷卻由放電裝置產(chǎn)生的熱，并提高放電裝置的散熱能力，同時用放電裝置釋放存儲在所述能量存儲器中的能量，其中當(dāng)用放電裝置釋放存儲在所述能量存儲器中的能量時，以如下方式通過冷卻裝置冷卻放電裝置產(chǎn)生的熱，使得放電裝置的散熱能力提高以減少放電時間，且在相同時段比現(xiàn)有放電系統(tǒng)釋放多得多的能量，其中以與能量存儲器的殘余電壓成比例的方式控制冷卻裝置的操作循環(huán)，由此最大化冷卻效率。
文檔編號H01M10/50GK102918737SQ201080067143
公開日2013年2月6日 申請日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者李春漢, 崔東煜 申請人:沃爾沃建造設(shè)備有限公司