[发明专利]一种储能集装箱吊装机械的控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种储能集装箱吊装机械的控制系统，其特征在于，包括：

储能单元，所述储能单元包括电池组、电池组管理系统、直流耦合器、保护开关和制动电阻，所述电池组与所述电池组管理系统直接或间接连接后与所述直流耦合器连接，所述制动电阻串联所述保护开关后与所述直流耦合器连接；

所述储能单元能够为所述储能集装箱吊装机械供给作业所需的动力；

动力及辅助单元，所述动力及辅助单元包括辅助用电系统、总动力系统和能量回收系统，所述辅助用电系统、所述总动力系统和所述能量回收系统分别连接于所述直流耦合器；

所述动力及辅助单元为所述储能集装箱吊装机械的工作单元；

监测控制单元，所述监测控制单元包括整车控制系统和信号传感器，所述整车控制系统分别与所述储能单元和所述动力及辅助单元连接；

所述监测控制单元能够对所述储能集装箱吊装机械进行能量调度与监控，并对其进行控制。

2.根据权利要求1所述的储能集装箱吊装机械的控制系统，其特征在于，所述电池组包括：锂电池组、超级电容器组、第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器；所述电池组管理系统包括电池控制系统和电容控制系统；

所述锂电池组与所述第一DC/DC变换器相连，经所述电池控制系统后连接到所述直流耦合器，所述超级电容器组与所述第二DC/DC变换器相连，经所述电容控制系统后连接到所述直流耦合器。

3.根据权利要求1或2所述的储能集装箱吊装机械的控制系统，其特征在于，所述动力及辅助单元还包括：驱动变频器、起升变频器、驱动电机和起升电机；

所述总动力系统分别与所述驱动变频器和所述起升变频器连接，所述驱动变频器与所述驱动电机连接，所述起升变频器与所述起升电机连接，所述驱动电机和所述起升电机分别与所述能量回收系统连接。

4.根据权利要求2所述的储能集装箱吊装机械的控制系统，其特征在于，所述锂电池组为磷酸铁锂电池组，由多个电池单体串/并联而成，总容量为160～200kWh；

所述超级电容器组为锂离子电容器组，所述锂离子电容器组由多个24V-10000F模组16串1并组成。

5.根据权利要求3所述的储能集装箱吊装机械的控制系统，其特征在于，所述信号传感器包括母线电压信号监测传感器、起升信号传感器和制动信号传感器。

6.一种控制系统的控制方法，所述控制系统为所述权利要求1-5中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

采集母线电压信号监测传感器、起升信号传感器和制动信号传感器的数据信息，确定车辆状态；

根据车辆状态对所述控制系统进行控制，具体包括：

(1)判断起升电机转矩T，如T＝0，判断车速，如车速大于0，则进行刹车踏板信号量的采集，如刹车踏板信号量大于刹车踏板传感器的初始值D，再进行车速的判断，若车速大于V，V为开启制动能量回收的下限车速，则进行制动能量回收；

(2)判断起升电机转矩T，如T＝0，判断车速，如车速大于0，则进行刹车踏板信号量的采集，如采集到刹车踏板信号量不大于制动传感器的初始值S，则控制仅由锂电池组供电，第二DC/DC变换器关闭，停止超级电容组放电；

(3)定义起升电机的转速为n，n0，集装箱处于下降状态；n0，集装箱处于起升状态；

判断起升电机转矩T，如T＞0，采集到的起升电机转速n＞0，则进行集装箱势能回收，关闭控制锂电池组的第一DC/DC变换器，产生的大电流能量回馈给超级电容组充电；

(4)如采集到的起升电机转速n＜0，此时集装箱处于起吊上升状态，在起吊上升状态时，所述控制系统根据吊装机械的工作情况由锂电池组独立供电，或由锂电池组和超级电容组共同供电。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制系统在起吊上升状态时具有第一工作状态和第二工作状态；

所述第一工作状态在吊装机械处于稳定用电工况时运行，由锂电池组独立供电；所述第二工作状态在吊装机械处于突然起升状况时运行，由锂电池组和超级电容组共同供电。