装载机

技术领域

本发明实施例涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种装载机。

背景技术

电动装载机通过采用单位能量密度大的电池组替代柴油发动机，为整车提供动力，可以大幅提升电动装载机功率的转换效率值，并且电动装载机使用电能做工不仅提速快、噪音低、而且还能实现零排放无污染，能够满足节能减排、清洁环保的要求，因此采用电池组作为动力源的电动装载机拥有广阔的应用前景。

电动装载机的续航能力和工作效率受限于电池的蓄电性能。目前电动装载机工作时所需功率大，电池组的能量消耗快，需要频繁的给电池组充电。由于电动装载机充电时间长，使电动装载机的续航能力差，进而导致电动装载机的作业效率低。

发明内容

本发明提供一种装载机，以提高电池组的蓄电能力，从而提高电动装载机的续航能力，进而提高电动装载机的工作效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种装载机，其包括前部车架和尾部机械结构；尾部机械结构与前部车架可拆卸连接；尾部机械结构上设置有换电系统，换电系统包括电池组、配电组件和接口；

配电组件连接于电池组和接口之间，接口用于电连接前部车架，电池组通过接口向装载机供电，并通过接口进行充电。

可选地，配电组件包括电池控制器和配电模块，配电模块包括主正供电端、主负供电端、直流充电正端、直流充电负端、第一电池连接端和第二电池连接端；接口包括充电接口、整机高压总正接口和整机高压总负接口；

主正供电端连接第一电池连接端，第一电池连接端连接电池组的正极；

主负供电端通过第一控制开关连接第二电池连接端，第二电池连接端连接电池组的负极；

直流充电正端通过第二控制开关连接主正供电端与第一电池连接端之间的连接线路；

直流充电负端通过第三控制开关连接第一控制开关与第二电池连接端之间的连接线路；

主正供电端和主负供电端分别连接整机高压总正接口和整机高压总负接口，直流充电正端和直流充电负端连接充电接口。

可选地，整机高压总正接口和整机高压总负接口位于尾部机械结构靠近前部车架的一侧，充电接口位于尾部机械结构远离前部车架的一侧。

可选地，配电模块还包括第一水冷连接端和第二水冷连接端；配电组件还包括水冷机组，水冷机组包括第一供电输入端和第二供电输入端；

第一水冷连接端通过第四控制开关连接主正供电端与第一电池连接端之间的连接线路；

第二水冷连接端连接第一控制开关与第二电池连接端之间的连接线路；

第一供电输入端和第二供电输入端分别连接第一水冷连接端和第二水冷连接端。

可选地，第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关以及第四控制开关均采用继电器，电池控制器用于控制继电器的上电或断电。

可选地，配电模块还包括第一加热输出端和第二加热输入端；

第一加热输出端通过第五控制开关连接主正供电端与第一电池连接端之间的连接线路，第一加热输出端连接电池组的第一加热供电端；

第二加热输入端通过第六控制开关连接第一控制开关与第二电池连接端之间的连接线路，第二加热输入端连接电池组的第二加热供电端。

可选地，装载机还包括报警模块，报警模块与电池控制器连接，用于在电池组的电量不足时报警。

可选地，接口还包括通讯连接接口；电池控制器与通讯连接接口连接；

主正供电端与第一电池连接端之间的线路上串接有保护开关。

可选地，主负供电端与第二电池连接端之间的线路上串接有电流传感器。

可选地，接口可拆卸连接装载机。

本发明实施例，将装载机设计成前部车架和尾部机械结构两大部分，并且尾部机械结构与前部车架可拆卸连接，便于对尾部机械结构拆卸离整机。换电系统通过采用模块化设计将电池组、配电组件和接口三大部分设计为一体的电源装置。在换电系统电能不足时，可以同时断开接口和尾部机械结构与装载机的连接，进而将尾部机械结构从装载机上拆卸下来，可以将备用的满电的尾部机械结构替换电量不足的尾部机械结构，节约了装载机等待换电系统的充电时间，使装载机可以继续工作，进而提高装载机的作业效率。由于电动装载机的尾部机械结构采用一体化设计，可以实现高效、便捷的更换电动装载机的尾部机械结构，同时也提高了装载机使用的安全性。相比于现有装载机的电池组设置，本设计利用装载机尾部机械结构，充分布置若干组电池组，提高电池组的蓄电能力，减少对电池组的频繁充电，提高装载机的续航能力，从而提高装载机的工作量效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种装载机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种换电系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种换电系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种换电系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种换电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种装载机，图1为本发明实施例提供的一种装载机的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种换电系统的结构示意图。参考图1和图2，装载机包括前部车架和尾部机械结构；尾部机械结构与前部车架可拆卸连接；尾部机械结构上设置有换电系统100，换电系统100包括电池组110、配电组件120和接口130；配电组件120连接于电池组110和接口130之间，接口130用于电连接前部车架，电池组110通过接口130向装载机供电，并通过接口130进行充电。

其中，将装载机设计成前部车架和尾部机械结构两大部分，尾部机械结构与前部车架可拆卸连接，便于对尾部机械结构拆卸离整机。本设计尾部机械结构上设置有换电系统100，换电系统100作为电源系统设置在装载机上，用于为装载机提供电能。当换电系统100电量不足，也就是装载机需要换电时，可将尾部机械结构从装载机上拆卸下来，更换上外部备用的尾部机械结构为装载机继续提供电能。具体地，装载机尾部机械结构上设置的换电系统100通过采用模块化设计将电池组110、配电组件120和接口130三大部分设计为一体的电源装置，可以简化换电系统100的结构设计，便于对其的维护和保养。其中，电池组110包括若干可充放电的电池组，例如包括电池1、电池组2、电池组3、电池组4、电池组5和电池组6。多组电池组的配置组成了大容量电池组110，充分保证了电池组110的蓄电能力，可以减少装载机频繁充电或换电对工作效率的影响。接口130是指连通不同组件之间的通道，接口130可以使换电系统100电连接前部车架，从而使电池组110通过接口130向装载机供电。此外，接口130还可以使换电系统100和外部电源连通，从而实现电池组110通过接口130进行充电蓄能。例如接口130可以包括整机高压总正接口、整机高压总负接口和充电接口。整机高压总正接口和整机高压总负接口是连接换电系统100和装载机的通道，电池组110可以通过整机高压总正接口和整机高压总负接口给装载机提供电能。充电接口是换电系统100和外部电源的连接通道，电池组110可以通过充电接口进行充电蓄能。配电组件120连接于电池组110和接口130之间，配电组件120可以保证电池组110对装载机的正常供电，以及可以在电池组110电量不足时保证对电池组110的正常充电。例如，配电组件120可以包括电池控制器、配电模块和水冷机组。电池控制器可以检测电池组110的充放电信息以及电池组110的状态信息，并且还可以将检测到的电池组110的充放电信息、状态信息传输给其他模块。水冷机组可以围绕电池组110安装，当电池组110温度过高时，可以为电池组110进行降温，防止电池组110过热受损。配电模块相当于一个中间枢纽，根据需要可以使不同的模块连接。

示例性的，在电池组110处于放电或充电状态电池控制器检测到电池组110温度过高时，电池控制器控制配电模块导通冷水机组与电池组110的连接通道，使冷水机组可以通过配电模块与电池组110连接，使电池组110为冷水机组供电，启动冷水机组对电池组110进行降温。电池组110通过配电模块与整机高压总正接口、整机高压总负接口连接，为装载机提供电能。与此同时，电池控制器与电池组110连接，电池控制器可以将电池组110的实时信息传输给连整机高压总正接口和整机高压总负接口，从而控制电池组110输出给整机高压总正接口和整机高压总负接口的电流及电压。在电池组110处于充电状态时，电池组110通过配电模块与充电接口连接。与此同时，电池控制器与电池组110连接，电池控制器可以将电池组110的实时信息传输给充电接口，从而控制电池组110的充电电压及电流。在装载机上的换电系统100电量不足时，可以同时断开接口130和尾部机械结构与装载机的连接，进而将尾部机械结构从装载机上拆卸下来，将备用的满电的尾部机械结构替换电量不足的尾部机械结构，可以节约对换电系统100的充电时间，使装载机可以继续工作，进而提高装载机的作业效率。然后通过充电接口将拆卸下来的尾部机械结构与外部电源进行连接，配电模块导通电池组110与充电接口的连接通道，实现外部电源对电池组110进行充电。由于电动装载机的尾部机械结构采用一体化设计，可以实现高效、便捷的更换电动装载机的尾部机械结构，同时也提高了装载机使用的安全性。相比于现有装载机的电池组设置，本设计利用装载机尾部机械结构，充分布置若干组电池组，保证电池组110的蓄电能力，减少对电池组110的频繁充电，从而提高装载机的工作量效率。

图3为本发明实施例提供的另一种换电系统的结构示意图，如图3所示，配电组件包括电池控制器121和配电模块122，配电模块122包括主正供电端1、主负供电端2、直流充电正端3、直流充电负端4、第一电池连接端A1和第二电池连接端A2；接口包括充电接口131、整机高压总正接口132和整机高压总负接口133；主正供电端1连接第一电池连接端A1，第一电池连接端A1连接电池组110的正极B1；主负供电端2通过第一控制开关K1连接第二电池连接端A2，第二电池连接端A2连接电池组110的负极B2；直流充电正端3通过第二控制开关K2连接主正供电端1与第一电池连接端A1之间的连接线路；直流充电负端4通过第三控制开关K3连接第一控制开关K1与第二电池连接端A2之间的连接线路；主正供电端1和主负供电端2分别连接整机高压总正接口132和整机高压总负接口133，直流充电正端3和直流充电负端4连接充电接口131。

其中，配电组件包括电池控制器121和配电模块122，配电模块122可以使不同的模块连接，其包括主正供电端1，主负供电端2、直流充电正端3、直流充电负端4、第一电池连接端A1和第二电池连接端A2；接口包括的整机高压总正接口132和整机高压总负接口133是连接换电系统和装载机的通道，接口包括的充电接口131是连接换电系统和外部电源的通道。整机高压总正接口132为装载机的电源正极接口，整机高压总负接口133为装载机电源负极接口。具体地，在接口连接装载机和换电系统时，电池组110的正极B1与第一电池连接端A1连接，第一电池连接端A1与主正供电端1连接，主正供电端1与整机高压总正接口132连接；电池组110的负极B2与第二电池连接端A2连接，第二电池连接端A2通过第一控制开关K1与主负供电端2连接，主负供电端2与整机高压总负接口133连接。当第一控制开关K1闭合时，电池组110可以通过配电模块122与接口的整机高压总正接口132和整机高压总负接口133连接，此时电池组110处于放电状态，可以为装载机提供高压电。在充电接口131连接换电系统时，电池组110的正极B1与第一电池连接端A1连接，第一电池连接端A1通过第二控制开关K2与直流充电正端3连接；电池组110的负极B2与第二电池连接端A2连接，第二电池连接端A2通过第三控制开关K3与直流充电负端4连接；直流充电正端3和直流充电负端4连接充电接口131。当第二控制开关K2和第三控制开关K3同时闭合时，充电接口131可以通过配电模块122与电池组110连接，为电池组110提供电能，使电池组110处于充电状态。

可选地，整机高压总正接口和整机高压总负接口位于尾部机械结构靠近前部车架的一侧，充电接口位于尾部机械结构远离前部车架的一侧。

其中，整机高压总正接口和整机高压总负接口是连接换电系统和装载机的通道，电池组可以通过整机高压总正接口和整机高压总负接口给装载机前部车架提供电能。将整机高压总正接口和整机高压总负接口设置于尾部机械结构靠近前部车架的一侧，便于将尾部机械结构上的整机高压总正接口和整机高压总负接口与前部车架连接，减化线路设计。充电接口是连接换电系统和外部电源的通道，电池组可以通过充电接口进行充电蓄能，将充电接口设置于尾部机械结构远离前部车架的一侧，也就是尾部机械结构的最外沿侧，可以简化线路设计，便于对换电系统充电。另外当换电系统电量不足时，除了将尾部机械结构拆卸下来进行充电补能，也可以使其安装在装载机上直接连接充电接口进行充电，将充电接口设置于尾部机械结构远离前部车架的一侧，更加便于对换电系统充电。

继续参考图3，配电模块122还包括第一水冷连接端A3和第二水冷连接端A4；配电组件还包括水冷机组123，水冷机组123包括第一供电输入端C1和第二供电输入端C2；第一水冷连接端A3通过第四控制开关K4连接主正供电端1与第一电池连接端A1之间的连接线路；第二水冷连接端A4连接第一控制开关K1与第二电池连接端A2之间的连接线路；第一供电输入端C1和第二供电输入端C2分别连接第一水冷连接端A3和第二水冷连接端A4。

其中，电池组110充电蓄能和电池组110给装载机长时间供电会产生热量，使电池组110的温度不断升高，当电池控制器121检测到电池组110温度过高时，电池控制器121控制配电模块122导通水冷机组123与电池组110的连接通道，使电池组110通过配电模块122给水冷机组123供电，启动水冷机组123对电池组110进行降温。具体地，配电模块122还包括第一水冷连接端A3和第二水冷连接端A4。水冷机组123具有第一供电输入端C1和第二供电输入端C2，水冷机组123可以与电池组110接触设置。电池组110的正极B1与第一电池连接端A1连接，第一电池连接端A1通过第四控制开关K4与第一水冷连接端A3连接，第一水冷连接端A3与第一供电输入端C1连接；电池组110的负极B2与第二电池连接端A2连接，第二电池连接端A2与第二水冷连接端A4连接，第二水冷连接端A4与第二供电输入端C2连接。当第四控制开关K4闭合时，电池组110可以通过配电模块122给水冷机组123供电，启动水冷机组123对电池组110进行降温。

需要注意的是，水冷机组123可以围绕电池组110设置、包覆电池组110设置或与电池组110接触设置，设计人员可根据具体实际需要进行位置调整，本公开实施例不进行限制。

继续参考图3，第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3以及第四控制开关K4均采用继电器，电池控制器121用于控制继电器的上电或断电。

第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3、第四控制开关K4均采用继电器，配电模块122可以控制继电器的上电或断电，从而控制第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3以及第四控制开关K4的开启和闭合。示例性的，第一控制开关K1为第一继电器，第二控制开关K2为第二继电器，第三控制开关K3为第三继电器，第四控制开关K4为第四继电器。当电池控制器121检测到电池组110可以输出电能给整机高压总正接口132和整机高压总负接口133时，控制第一继电器上电，即控制第一控制开关K1闭合，使电池组110可以通过配电模块122与整机高压总正接口132和整机高压总负接口133连接，为装载机提供高压电。当电池控制器121检测到电池组110待充电时，控制第二继电器和第三继电器上电，即控制第二控制开关K2和第三控制开关K3同时闭合，使充电接口131可以通过配电模块122与电池组110连接，对电池组110进行充电。当电池控制器121检测到电池组110温度过高时，控制第四继电器上电，即控制第四控制开关K4闭合，使电池组110可以通过配电模块122给水冷机组123供电，启动水冷机组123对电池组110进行降温。

继续参考图3，配电模块122还包括第一加热输出端A5和第二加热输入端A6；第一加热输出端A5通过第五控制开关K5连接主正供电端1与第一电池连接端A1之间的连接线路，第一加热输出端A5连接电池组110的第一加热供电端B3；第二加热输入端A6通过第六控制开关K6连接第一控制开关K1与第二电池连接端A2之间的连接线路，第二加热输入端A6连接电池组110的第二加热供电端B4。

其中，在低温条件下对电池组110充电和放电会折损电池组110的寿命，由此需要在低温条件下对电池组110充电和放电前进行预加热处理。具体地，配电模块122包括第一加热输出端A5和第二加热输入端A6。电池组110的第一加热供电端B3与第一加热输出端A5连接，第一加热输出端A5通过第五控制开关K5和第二控制开关K2与直流充电正端3连接；电池组110的第二加热供电端B4与第二加热输入端A6连接，第二加热输入端A6通过第六控制开关K6和第三控制开关K3与直流充电负端4连接；直流充电正端3和直流充电负端4连接充电接口131。当电池控制器121检测到电池组110温度过低后，控制第二控制开关K2、第三控制开关K3、第五控制开关K5以及第六控制开关K6同时闭合，使电池组110上的第一加热输出端A5和第二加热输入端A6与充电接口131连接，对电池组110进行加热，直到电池组110温度达到正常温度范围后，断开第五控制开关K5以及第六控制开关K6，对电池组110进行充电。

图4为本发明实施例提供的另一种换电系统的结构示意图，如图4所示，装载机还包括报警模块140，报警模块140与电池控制器121连接，用于在电池组110的电量不足时报警。

其中，供电系统包括的报警模块140与电池控制器121连接。当电池控制器121检测到电池组110电量不足时进行报警。示例性的，报警模块140可以为指示灯，可以通过指示灯的亮灭或指示灯的亮度指示电池组110的电量状态。报警模块140可以为蜂鸣器，可以通过鸣笛警示电池组110电量不足。

需要说明的是，上述实施例仅仅是示例性的示出了报警模块140可以设置为指示灯或蜂鸣器。在其他实施例中，涉及人员可根据实际需要自行设置，本公开实施例对此不进行限制。

图5为本发明实施例提供的另一种换电系统的结构示意图，如图5所示，接口130还包括通讯连接接口134；电池控制器121与通讯连接接口134连接；主正供电端1与第一电池连接端A1之间的线路上串接有保护开关K。

其中，接口130还包括通讯连接接口，可以进行数据信息的传输。具体地，电池控制器121与通讯连接接口连接，使电池控制器121可以通过通讯连接接口与装载机或外部电源进行通讯。主正供电端1与第一电池连接端A1之间的线路上串接有保护开关K，当主正供电端1与第一电池连接端A1之间的电流超出系统阈值时，保护开关K会自动断开，防止线路电流过大烧毁线路。当主正供电端1与第一电池连接端A1的连接线路存在短路风险或者对线路维修维护时，可以手动关闭保护开关K，来切断电池组110对整机提供的高压电源，确保装载机和维修人员的安全。

继续参考图5，主负供电端2与第二电池连接端A2之间的线路上串接有电流传感器P。

其中，主负供电端2与第二电池连接端A2之间的线路上串接有电流传感器P，可以检测电池组110对整机高压总负接口的供电电流信息。

可选地，接口可拆卸连接装载机。

其中，换电系统通过接口与装载机进行连接，使电池组通过接口为装载机提供电能。接口可拆卸连接装载机，当换电系统电量不足时，不仅需要断开尾部机械结构与整机的连接，还需要断开接口与整机的连接。将尾部机械结构拆卸下来，更换上外部备用的尾部机械结构为装载机继续提供电能，保障了整机作业的连续性，提高了装载机的作业效率。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。