[发明专利]装置，移动运输设备，电动拖拉机，电动叉车以及相关方法

说明书

技术领域

本发明公开的实施方式涉及装置，特别涉及一种移动运输设备，更具体地涉及电动拖拉机，电动叉车等移动运输设备中使用的改进的能量回收制动方法。

背景技术

作为一种移动式的机器，车辆工具或者移动运输设备一般被设计并被具体应用成将人员或者货物从一地运输到另一地。典型的移动运输设备包括自行车、摩托车、汽车/轿车、卡车、机车、拖拉机、叉车、公共汽车、水上船舶以及空中飞行器等。传统上，至少一部分移动运输设备通过引擎，例如内燃机，来提供行进所需要的动力。内燃机在运作时需要燃烧燃料，例如，柴油、汽油或者天然气等，并将燃烧燃料产生的能量转换成一定形式的机械驱动力，以驱动移动运输设备运动。然而，柴油、汽油以及天然气等资源的使用存在一些问题，包括不可再生性，成本越来越高，以及对环境产生负面影响，因此，开发电能驱动的移动运输设备，例如，纯电动汽车、混合电动汽车、插电混合电动汽车，纯电动拖拉机，纯电动叉车等，逐渐成为研究的热点。

为了提升上述各种移动运输设备的续航里程，移动运输设备中使用的电动机（electric motor）一般被设置成可以在多种模式下运作，例如，一种工作模式为正常驱动模式，另一种工作模式为回收制动（regenerative）模式。特别地，在回收制动模式下，电动机可以被设置成将车辆运行的机械能/转矩转换成电能，然后在控制系统的作用下，对车辆内的能量源（例如，可充电电池，超级电容器等）进行充电，以回收一部分能量。但是，现有技术存在的问题是，车辆内的能量源可能在一些工作条件下（例如，电量比较充足）无法全部接收回收制动产生的能量。在此情形下，一般通过其他物理制动装置，例如机械制动装置来耗散机械能。由此而引发的问题是：对应能量源的不同荷电状态，需要施加不同的制动力至该机械制动装置，从而使得车辆的操控感变差。另外，在一些情况下，例如能量源充满电的情况下，实行回收制动，例如，空档位置制动或者动力输出装置快速制动，可能还会带来安全性问题。

因此，有必要提供一种改进的移动运输设备来解决现有移动运输设备所存在的技术问题或者技术需求。

发明内容

有鉴于上文提及之技术问题，本发明揭示一种装置。该装置包括至少一个能量源，变换器，至少一个电机以及控制器。该至少一个能量源被配置成在放电模式下工作时提供电能，在充电模式下工作时接收电能。该变换器与该至少一个能量源电连接，该变换器被配置成将从该至少一个能量源提供的电能转换成驱动电能，并被配置成将再生制动电能转换成充电电能以对该至少一个能量源进行充电。该至少一个电机与该变换器电连接，该电机被配置成接收该变换器提供的驱动电能，并提供机械能以在驱动模式下驱动至少一个负载，该电机还被配置成在再生制动模式工作下将该负载提供的机械能转换成该再生制动电能。该控制器与该至少一个能量源，变换器以及该至少一个电机电连接，该控制器被配置成接收至少一个第一参数和至少一个第二参数，该至少一个第一参数代表该至少一个能量源的充电状态，该至少一个第二参数代表该至少一个电机的工作状况。其中，该控制器还被配置成至少基于制动指令，该至少一个第一参数以及该至少一个第二参数发送控制信号给该变换器，以使得由该变换器，至少一个电机以及控制器形成的电驱动系统可控地产生来自于再生制动的损耗。

在提供的装置中，该至少一个电机包括无刷直流电机，该无刷直流电机被控制成产生来自于再生制动的损耗。

在提供的装置中，该至少一个电机包括至少一个牵引电机，该负载包括至少一个驱动轮，该至少一个驱动轮与该至少一个牵引电机相连接，该装置还包括至少一个机械制动元件，该至少一个机械制动元件与该至少一个驱动轮相连接。

在提供的装置中，该变换器包括牵引电机变换器，该牵引电机变换器与该动力输出电机相连，该牵引电机变换器被配置成至少对该能量源提供的电能进行转换，以给该牵引电机提供电能，或者对该牵引电机提供的电能进行转换，以至少部分地将转换后的电能对能量源进行充电。在提供的装置中，该控制器包括牵引电机制动能量计算单元，预设能量分配单元以及牵引电机目标损耗计算单元。该牵引电机制动能量计算单元被配置成根据牵引电机目标制动转矩和牵引电机反馈转速计算牵引电机目标制动能量。该预设能量分配单元被配置成将该牵引电机目标制动能量分配成目标机械制动能量和子目标制动能量，该目标机械制动能量被消耗在该至少一个机械制动元件，该子目标制动能量为牵引电机目标损耗能量和能量源目标充电能量的结合。该牵引电机目标损耗计算单元被配置成将该子目标制动能量与该能量源目标充电能量相减，以得到该牵引电机目标损耗能量。