本發(fā)明屬于施工機械，具體涉及一種施工機械油改電系統(tǒng)及其控制方法與制造方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球?qū)Νh(huán)境保護要求的提高，傳統(tǒng)內(nèi)燃機驅(qū)動的施工機械在使用過程中會排放大量的有害氣體，如氮氧化物、二氧化碳、顆粒物等，造成空氣污染并對生態(tài)環(huán)境造成破壞。同時，傳統(tǒng)機械的能源消耗較高，且存在效率低、成本高等問題。因此，施工機械的電動化改造已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的趨勢之一。而現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題：

2、(1)動力不足；傳統(tǒng)內(nèi)燃機驅(qū)動的施工機械通常具有較強的功率和高扭矩輸出，適應(yīng)重載作業(yè)；現(xiàn)有的電動化技術(shù)在小型機械設(shè)備上較為成熟，但在大型施工機械(如挖掘機、推土機、吊車等)上，電動驅(qū)動系統(tǒng)常常無法提供與內(nèi)燃機相匹配的高功率、高扭矩輸出，導致電動機械在高強度作業(yè)中出現(xiàn)動力不足的問題；

3、(2)續(xù)航不足；施工機械，尤其是大型機械，通常需要長時間高強度作業(yè)；現(xiàn)有的電池技術(shù)尚未能夠滿足這種需求；電池容量和續(xù)航能力仍是施工機械電動化的一大挑戰(zhàn)，特別是在大型設(shè)備的應(yīng)用中，電池組需要具備足夠的容量以支持全天候作業(yè)，但現(xiàn)有技術(shù)往往存在充電速度慢、續(xù)航時間短等缺點；

4、(3)充電與換電問題；施工現(xiàn)場的電力設(shè)施相對簡陋，且電力需求量大；現(xiàn)有電動機械往往需要長時間充電，充電設(shè)施的布設(shè)和充電時間成為制約電動施工機械廣泛應(yīng)用的瓶頸；此外，在一些沒有供電基礎(chǔ)設(shè)施的施工現(xiàn)場，電動機械的使用受限；

5、(4)系統(tǒng)穩(wěn)定性；施工機械通常在高負載、惡劣環(huán)境下工作，如高溫、濕度變化、塵土飛揚等，現(xiàn)有電動系統(tǒng)在這些條件下的穩(wěn)定性不足，特別是電池和電動驅(qū)動系統(tǒng)在極端環(huán)境下容易發(fā)生故障，影響設(shè)備的正常運行；

6、(5)安全性問題；電動化施工機械在使用過程中存在一定的安全隱患，如電池過熱、短路、過放電等問題，特別是在大功率應(yīng)用下，系統(tǒng)的安全保障措施不完善可能導致機械設(shè)備發(fā)生火災、電擊或其他安全事故。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供了一種施工機械油改電系統(tǒng)及其控制方法與制造方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：施工機械油改電系統(tǒng)，包括：

3、電池組，所述電池組用于向所述施工機械油改電系統(tǒng)的供電；

4、電動驅(qū)動系統(tǒng)，所述電動驅(qū)動系統(tǒng)用于替代內(nèi)燃機驅(qū)動系統(tǒng)輸出扭矩來驅(qū)動施工機械進行作業(yè)；

5、智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)用于根據(jù)實時負載和工況動態(tài)調(diào)整電池和電動驅(qū)動系統(tǒng)之間的電能分配；

6、充電系統(tǒng)，所述充電系統(tǒng)具有用于向所述電池組進行充電的直流快充接口和交流充電接口；

7、電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于監(jiān)控所述電池組的運行狀態(tài)參數(shù)。

8、進一步地，所述電動驅(qū)動系統(tǒng)具有電動機，所述電動機提供扭矩輸出以驅(qū)動施工機械進行作業(yè)。

9、進一步地，所述電動機為永磁同步電動機或無刷直流電動機。

10、進一步地，所述電池管理系統(tǒng)具有溫度監(jiān)測模塊、過程保護模塊、過放保護模塊及電池均衡管理模塊。

11、進一步地，所述的施工機械油改電系統(tǒng)，還包括系統(tǒng)安全保護裝置；所述系統(tǒng)安全保護裝置具有過載保護模塊、溫度保護模塊、短路保護模塊、過放保護模塊。

12、進一步地，所述電池組為磷酸鐵鋰電池或鎳鈷鈉電池。

13、進一步地，所述充電系統(tǒng)包括至少一個所述直流快充接口，所述直流快充接口充電功率不低于200kw。

14、進一步地，所述電池組的容量與施工機械的功率需求相匹配，所述電池組的容量為100～500kwh。

15、施工機械油改電系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

16、實時監(jiān)測施工機械的負載、工作模式、電池電量、溫度參數(shù)數(shù)據(jù)；

17、根據(jù)實時監(jiān)測的參數(shù)數(shù)據(jù)，通過智能控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)電池組與電動驅(qū)動系統(tǒng)之間的電能分配；

18、根據(jù)不同的工作模式調(diào)節(jié)電動驅(qū)動系統(tǒng)的功率輸出；

19、在電池組電量低于預設(shè)值時，通過充電系統(tǒng)對電池組進行充電。

20、施工機械油改電系統(tǒng)的制造方法，包括以下步驟：

21、s1，設(shè)計電池組配置，根據(jù)施工機械的功率需求，設(shè)計電池組的容量并選擇適當類型的電池；

22、s2，配置電動驅(qū)動系統(tǒng)，選擇適配的電動驅(qū)動系統(tǒng)，將電動驅(qū)動系統(tǒng)與施工機械之間傳動連接；

23、s3，設(shè)計智能控制系統(tǒng)，配置智能控制系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，用于監(jiān)控電池狀態(tài)并調(diào)節(jié)電力分配；

24、s4，配置充電系統(tǒng)，配置充電系統(tǒng)并安裝直流快充和交流充電接口；

25、s5，安裝系統(tǒng)安全保護裝置，安裝過載保護模塊、溫度保護模塊、短路保護模塊、過放保護模塊；

26、s6，實施系統(tǒng)測試與調(diào)試，進行電池組、電動驅(qū)動系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)及智能控制系統(tǒng)的獨立測試和整機系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，確保其各項功能的正常運行；

27、s7，現(xiàn)場應(yīng)用與優(yōu)化，將改造后的施工機械投入實際施工現(xiàn)場進行試運行，監(jiān)測施工機械油改電系統(tǒng)的工作情況，收集運行數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場反饋和運行情況，進行優(yōu)化調(diào)整。

28、本發(fā)明的有益效果：

29、(1)本發(fā)明中，施工機械油改電系統(tǒng)，通過電動驅(qū)動系統(tǒng)和電池組配置，確保系統(tǒng)能夠滿足大型機械在重載工作下的高扭矩和高功率需求；

30、(2)利用高密度電池組并結(jié)合具有快充功能的充電系統(tǒng)，解決電池組續(xù)航不足及充電時間較長的問題，確保施工機械能夠在長時間內(nèi)穩(wěn)定工作；

31、(3)通過電池管理系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)相配合，根據(jù)實時負載和工況動態(tài)調(diào)整電池和電動驅(qū)動系統(tǒng)之間的電能分配，保證系統(tǒng)在復雜工況下的穩(wěn)定性和高效性；

32、(4)通過將傳統(tǒng)的內(nèi)燃機驅(qū)動系統(tǒng)替換為電動驅(qū)動系統(tǒng)，大幅度減少了施工機械的能源消耗和有害氣體排放，有助于實現(xiàn)施工機械的綠色轉(zhuǎn)型，符合環(huán)保和節(jié)能減排的國家政策；

33、(5)電池管理系統(tǒng)實時監(jiān)控電池組的電量、溫度、電壓等參數(shù)，自動調(diào)節(jié)電池組工作狀態(tài)，有效避免了電池過充、過放或過熱，從而延長了電池組壽命；

34、(6)電動驅(qū)動系統(tǒng)比傳統(tǒng)內(nèi)燃機系統(tǒng)更為簡單和高效，減少維修頻率和燃料成本；電池組的快速充電和智能調(diào)節(jié)機制，進一步提高了設(shè)備的作業(yè)效率，減少了待機和停機時間，降低了整體運營成本；

35、(7)本施工機械油改電系統(tǒng)不僅適用于大型施工機械(如挖掘機、推土機等)，還可應(yīng)用于小型施工機械(如叉車、裝載車等)，具有較強的適應(yīng)性和市場前景，能夠為各類施工現(xiàn)場提供綠色、節(jié)能的動力解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種施工機械油改電系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工機械油改電系統(tǒng)，其特征在于：所述電動驅(qū)動系統(tǒng)具有電動機，所述電動機提供扭矩輸出以驅(qū)動施工機械進行作業(yè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的施工機械油改電系統(tǒng)，其特征在于：所述電動機為永磁同步電動機或無刷直流電動機。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工機械油改電系統(tǒng)，其特征在于：所述電池管理系統(tǒng)具有溫度監(jiān)測模塊、過程保護模塊、過放保護模塊及電池均衡管理模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工機械油改電系統(tǒng)，其特征在于：還包括系統(tǒng)安全保護裝置；所述系統(tǒng)安全保護裝置具有過載保護模塊、溫度保護模塊、短路保護模塊、過放保護模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工機械油改電系統(tǒng)，其特征在于：所述電池組為磷酸鐵鋰電池或鎳鈷鈉電池。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工機械油改電系統(tǒng)，其特征在于：所述充電系統(tǒng)包括至少一個所述直流快充接口，所述直流快充接口充電功率不低于200kw。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工機械油改電系統(tǒng)，其特征在于：所述電池組的容量與施工機械的功率需求相匹配，所述電池組的容量為100～500kwh。

9.一種施工機械油改電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.一種施工機械油改電系統(tǒng)的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種施工機械油改電系統(tǒng)及其控制方法與制造方法；施工機械油改電系統(tǒng)，包括：電池組，所述電池組用于向所述施工機械油改電系統(tǒng)的供電；電動驅(qū)動系統(tǒng)，所述電動驅(qū)動系統(tǒng)用于替代內(nèi)燃機驅(qū)動系統(tǒng)輸出扭矩來驅(qū)動施工機械進行作業(yè)；智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)用于根據(jù)實時負載和工況動態(tài)調(diào)整電池和電動驅(qū)動系統(tǒng)之間的電能分配；充電系統(tǒng)，所述充電系統(tǒng)具有用于向所述電池組進行充電的直流快充接口和交流充電接口；電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于監(jiān)控所述電池組的運行狀態(tài)參數(shù)；本發(fā)明中，施工機械油改電系統(tǒng)，通過電動驅(qū)動系統(tǒng)和電池組配置，確保系統(tǒng)能夠滿足大型機械在重載工作下的高扭矩和高功率需求。

技術(shù)研發(fā)人員：阮詩鵬,白潔,馮俊,龔順明,崔云飛,宋學毅,左志,陳建華,李騏,劉星,魏森
受保護的技術(shù)使用者：中國建筑第八工程局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15