(57)【要約】  電動刈取機は、機体（10）、刈取装置（20）、走行装置（40）、制御システム（60）及び駆動システム（50）を含む。上記刈取装置（20）は上記機体（10）の前端に取り付けられ、上記走行装置（40）は上記機体（10）の底端に取り付けられ、上記機体（10）を移動させる。上記制御システム（60）は上記刈取装置（20）及び上記走行装置（40）に接続され、それらの作業を制御する。上記駆動システム（50）は少なくとも1つのモータ（51）及び電力供給装置（52）を含み、上記電力供給装置（52）は上記モータ（51）に接続され、上記モータ（51）に電気エネルギーを提供し、上記モータ（51）は上記制御システム（60）、上記刈取装置（20）及び上記走行装置（40）に接続され、それらに動力を提供することにより、上記電動刈取機の動作を駆動する。【選択図】  図1
2019516402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体と、
前記機体の前端に取り付けられた刈取装置と、
前記機体の底端に取り付けられ、前記機体を移動させる走行装置と、
前記刈取装置及び前記走行装置に接続され、前記刈取装置及び前記走行装置の作業を制御する制御システムと、
少なくとも1つのモータ及び電力供給装置を含み、前記電力供給装置は前記モータに接続され、前記モータに電気エネルギーを提供し、前記モータは前記制御システム、前記刈取装置及び前記走行装置に接続され、前記制御システム、前記刈取装置及び前記走行装置に動力を提供し、電動刈取機の動作を駆動する駆動システムと、
を含むことを特徴とする電動刈取機。
【請求項２】
前記走行装置は、4つの走行輪及び4つのハブモータを含み、各前記走行輪に1つの前記ハブモータが取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の電動刈取機。
【請求項３】
結束装置をさらに含み、前記結束装置は前記機体の後端に取り付けられ、前記結束装置は送出システム、前記制御システム及び前記駆動システムに接続され、前記制御システムにより制御され、前記駆動システムが提供する動力を受け入れ、前記送出システムから送出された藁を結束することを特徴とする請求項1に記載の電動刈取機。
【請求項４】
結束装置をさらに含み、前記結束装置は前記機体の後端に取り付けられ、前記結束装置は送出システム、前記制御システム及び前記駆動システムに接続され、前記制御システムにより制御され、前記駆動システムが提供する動力を受け入れ、前記送出システムから送出された藁を結束することを特徴とする請求項2に記載の電動刈取機。
【請求項５】
前記刈取装置は、刈取台座、リールバット及び少なくとも1つの切断器を含み、前記切断器は前記刈取台座に取り付けられ、前記リールバットは前記切断器に接続されることを特徴とする請求項4に記載の電動刈取機。
【請求項６】
制御プラットフォームを操作して制御器を起動し、指令を前記制御器に送信するステップ(A)と、
前記制御器が指令を受信し、分析処理して制御ユニットに送信するステップ(B)と、
前記制御ユニットが指令を受信して少なくとも1つのモジュール化された蓄電池を起動するステップ(C)と、
前記モジュール化された蓄電池が前記モータに電力を供給して前記モータを起動するステップ(D)と、
前記モータが起動され、前記刈取機を作業させるステップ(E)と、
を含むことを特徴とする電動刈取機のモータの動作方法。
【請求項７】
前記ステップ(A)において、前記制御プラットフォームは複数のプッシュボタンを含み、使用者は前記複数のプッシュボタンを操作することで前記制御器を起動し、前記制御器に相応する指令を送信することを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ(B)において、前記制御器は受信した指令を分析処理し、前記制御ユニットに送信し、前記制御ユニットは前記制御器に接続され、受信した指令を分析処理することを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ(C)及び前記ステップ(D)において、前記制御ユニットは前記モジュール化された蓄電池を起動することにより、前記モジュール化された蓄電池が起動され、それと接続された前記モータに電力を供給することにより、前記モータは起動されて相応する作業を実行することを特徴とする請求項8に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業機械分野に関し、特に電動刈取機及びその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、農業産業の発展及び科学技術の進歩に伴い、農業生産を進行するための手段は増えており、農業機械産業も勢いよく発展している。農業の経済的利益を向上させ、経済社会の発展を促進するために、多様な農業機械は開発されて広く使用されており、農家に多大な利益をもたらす。現代の農業では、播種、植物保護から刈り取り等の各段階は殆ど農機装置を用いて行なわれており、労働生産性を向上させること、経済発展を推進することに一定の作用を奏している。農業の機械化は、農業生産の効率が向上し、農家に多大な便利さをもたらすとともに、農業の急速な発展において重要な役割を果たしている。
【０００３】
しかし、人々の環境保護への意識の高まりに伴い、農業機械による環境汚染は人々に重視されてきた。現在用いられている農業機械はディーゼルエンジンを動力とすることが多いため、エネルギーの浪費を引き起こすだけではなく、多くの排気が発生することで、環境に大きな汚染を招き、時間が経つと人々の健康に重大な損害を与える懸念がある。環境は、人間の生存と発達が依存している宇宙空間及びそのすべての物質要素の総合体であって、人間発達の重要な基盤であるため、農業機械に対する汚染管理の強化は、解決すべき緊急の問題となっている。
【０００４】
刈取機は、農業機械の1種として、農作物の刈り取り作業において重要な役割を果たしており、農作物の刈り取り効率を向上させ、農家の労働負担を軽減させ、現代の農業刈り取りには不可欠な農機装置の一つとなっている。しかし、現在、95％以上の刈取機に用いられている動力はディーゼルエンジンであり、ディーゼルエンジンが動作しているときに可燃性混合ガス(ディーゼルと空気)を燃焼させて形成した排気の主成分は二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素化合物、窒素酸化物、すす粒子等であり、これらの排気は全て排気管から排出されて大気に入り、農作物に損害を与えるとともに、環境を汚染し、体に吸入されたら人の健康を危険にさらす。収穫の季節にあたり、数多くの刈取機が圃場で作業しているときに、排出された二酸化炭素は大気環境に温室効果を発生させることで、地球温暖化を促進することがある。排出された一酸化炭素は有毒なガスであり、人や動物の血液酸素供給能力を低下させ、健康を害することがある。排出された炭化水素化合物は数多くの化合物が混合してなる毒性の高い化合物であり、人々の健康に有害である。排出された窒素酸化物は加熱または直射日光によりオゾンが形成され、地球表面のオゾンが煙の形で現れ、呼吸器系疾患を引き起こし、植物の生長と生殖を阻害する場合があり、心肺疾患および環境スモッグの主な原因である。排出されたすす粒子に多種の発癌性物質が含まれ、体に吸入され肺に沈着しやすいため、人体を長期に損傷させ、健康と生命に直接害を及ぼすことがある。
【０００５】
以上のことから、農業生産では、経済的利益の向上のために環境を犠牲してはいけない。現代農業発展の過程において、環境汚染、資源消費、社会的資源の不均衡などの問題に直面しており、持続可能な発展を達成するために、新しい開発経路を模索する必要がある。そのため、農業機械の開発過程において、人間社会と環境の調和のとれた発展を確保するために、新しい技術システムの開発が必要である。そこで、刈取機の製造業者は、刈取機による汚染の問題を解決し、農業生産には体系的な緑色のプロジェクトを形成させ、経済、社会及び生態の総合的利益を最大限に達成するために、ハイテクを開発する必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動刈取機は蓄電池により電力を供給し、随時充電可能であることで、上記電動刈取機が相応の作業を行うように駆動し、環境汚染を有効に防止することができる。
【０００７】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記モータは、上記電動刈取機の前端に取り付けられることで、スペースを有効に節約するとともに、機体の外観を保持することができる。
【０００８】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。各モジュール化された蓄電池が並列に接続されることにより、後続の改造が容易となり、上記電動刈取機が長期間にわたって連続に動作することができ、故障率の低減に役立つ。
【０００９】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。ハブモータを用いて上記電動刈取機を駆動することにより、従来の機械構造が簡単化され、上記電動刈取機の伝動軸が減少し、機械構造がより簡単になり、故障率が減少し、後続のメンテナンス費用が削減される。
【００１０】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。各走行輪の異なる位置にハブモータを取り付けて上記電動刈取機を駆動することにより、各走行輪は実際な状況に応じて自体の走行速度を制御することにより、上記電動刈取機の転向、走行はより自由となり、各種の圃場に適用され、使用範囲がより広くなる。
【００１１】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。刈り取る農作物の状況に応じて刈取装置の高さを調整することにより、各種の農作物の刈り取りに適応し、農業刈り取りのコストを削減することができる。
【００１２】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動刈取機は、藁を結束できることにより、藁の再利用に有利であり、環境汚染が防止され、電動刈取機の用途が広げられ、農作物の刈り取り効率が向上する。
【００１３】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。該電動刈取機は、騒音が小さく、脱穀損失が少なく、信頼性が高く、農業刈り取りには不可欠な農機装置である。
【００１４】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。モータの動作効率が高く、環境汚染が小さく、より知能化、ヒューマニゼーションであり、操作が簡単で、大規模な使用に適している。
【００１５】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。制御システムにより上記電動刈取機の開始と停止及び各動作を制御することにより、操作がより現代化になり、現代農業の生産方式に適合するようになる。
【００１６】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。通信ユニットにより各上記電動刈取機を互いに情報を送信できるように接続することにより、複数の上記電動刈取機の動作を同時に制御することができ、大規模農場での使用に適している。
【００１７】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記農機動力システムを上記電動刈取機に用いることにより、上記電動刈取機が使用されるときに上記電動刈取機に動力を提供する。
【００１８】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動刈取機の農機本体に設けられた上記農機動力システムは、電動装置と、上記電動装置及び上記農機本体に接続された動力機構とを含む。上記電動装置は電気エネルギーを提供し、上記動力機構は電気エネルギーを動力に変換して上記農機本体に伝達することにより、上記農機本体を介して上記電動刈取機の操作者に協力して農業労働を行う。
【００１９】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。従来の内燃機関が配置された刈取機に比べて、本発明の上記農機動力システムが配置された上記電動刈取機は、軽量で、操作が容易である。
【００２０】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記農機動力システムは上記農機本体に設けられる。好ましくは、上記農機動力システムの上記動力機構は上記農機本体の前端に設けられる。つまり、上記農機動力システムの上記動力機構は、上記農機本体の前端において上記農機本体に動力を提供することができる。このようにして、上記電動刈取機の操作者は、上記電動刈取機を容易に転向させることができる。
【００２１】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記動力機構は、上記電動装置に接続されたモータユニットと、上記モータユニット及び上記農機本体に接続された動力伝送ユニットとを含む。上記モータユニットは、電気エネルギーを動力に変換し、上記動力伝送ユニットを介して上記農機本体に伝達する。
【００２２】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記モータユニットは、金属カバー及び上記カバーの内部空間に設けられたかご形交流モータを含む。このようにして、上記農機動力システムの重量を減少させるとともに、上記農機動力システムの放熱能力を向上させることができる。
【００２３】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記農機動力システムの上記モータユニットの上記カバーはアルミニウム合金材料で作成され、上記カバーは、アルミニウム合金鋳造プロセスを採用することによって、上記モータユニットの強度を保証できるとともに、上記農機動力システムの上記モータユニットの放熱能力を向上させる。
【００２４】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置に配置された上記農機動力システムが上記電動刈取機に動力を提供する過程において如何なる有害なガスが発生することがないため、上記電動刈取機の操作者が上記電動刈取機を操作するときに操作者の健康を保証するとともに、上記電動刈取機の使用が環境を汚染することがなく、上記電動刈取機はビニルハウス等の相対的密閉する刈取環境に特に適している。
【００２５】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置が配置された上記農機動力システムが上記電動刈取機に動力を提供する過程において騒音が発生することがないため、上記電動刈取機の操作者が上記電動刈取機を操作するときの身体的および精神的な健康を保証することができる。
【００２６】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置は、容器、電池パック、入力コネクタ及び出力コネクタを含む。上記電池パックは、容器に収容され、上記入力コネクタ及び上記出力コネクタは、上記容器それぞれに設けられ、上記容器の内部から外部に延伸する。上記入力コネクタ及び上記出力コネクタは上記容器の内部においてそれぞれ上記電池パックの入力端子及び出力端子に接続されることにより、上記容器の外部において電気エネルギーを上記入力コネクタにより上記電池パックに補充すること、及び上記電池パックに記憶された電気エネルギーを上記出力コネクタにより出力することができる。
【００２７】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置は、上記電池パックに接続された電源管理モジュールを含む。上記電源管理モジュールは、上記電池パックのデータを収集して上記電池パックの状態を得ることができ、それによって、上記電動装置は電気エネルギーを安定して出力することができ、上記電源管理モジュールは上記電池パックの使用寿命を延長することができる。
【００２８】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電源管理モジュールは、互いに接続された収集モジュール、分析モジュール及び制御モジュールをさらに含む。上記収集モジュールは、並列に形成された上記電池パックの各充電可能な電池のリアルタイムデータを収集することができる。上記分析モジュールは、上記収集モジュールが得た各上記充電可能な電池のリアルタイムデータに基づいて各上記充電可能な電池のリアルタイム状態を得る。上記制御モジュールは各上記充電可能な電池のリアルタイム状態に基づいて各上記充電可能な電池を制御することにより、各上記充電可能な電池は電気エネルギーを均等に出力することができ、それによって、上記充電可能な電池パックのいずれかの上記充電可能な電池が過充電、過放電により損害されることを防止することができる。
【００２９】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置は、放熱機構を含む。上記放熱機構は、上記容器に収容され密封される。上記放熱機構は、上記電池パックが動作するときに発生した熱を迅速に上記容器の外部に放出することにより、上記容器内部の温度が適切な範囲内に維持されることができる。また、上記放熱機構が動作するときに、上記容器の外部の水蒸気または湿気は上記容器の内部に入ることができない。
【００３０】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置は、上記電動刈取機に設けられ、且つ上記電動刈取機の動作に必要な運動エネルギーに変換される電気エネルギーを提供する。言い換えれば、上記電動装置が上記電動刈取機に取り付けられた場合に、上記電動装置が上記電動刈取機に動力を提供する過程において如何なる有害なガスが発生することがないことにより、上記電動刈取機の操作者が上記電動刈取機を操作するときの健康を保証できるだけではなく、上記電動刈取機の使用は環境を汚染することがない。
【００３１】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置が上記電動刈取機に軽く取り付けられることができるため、上記電動刈取機の操作制御性を向上させることができる。つまり、上記電動装置は、一般的な農機用の内燃機関の代わりに新しい動力出力機構として用いられることができる。
【００３２】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置が上記電動刈取機に設けられることにより、上記電動刈取機が操作されるときの騒音の発生が減少し、上記電動刈取機の操作者の聴力に影響を与えることが回避される。
【００３３】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置が上記電動刈取機から軽くて便利に交換されることができるため、上記電動装置内の上記電気エネルギーが完全に消耗されたときに、完全に充電された電動装置を便利に交換することができ、上記電動刈取機の操作に対する影響が回避される。
【００３４】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動装置は、少なくとも2つの充電可能な電池を含む電池パックを含む。各上記充電可能な電池は、並列に接続されることにより、上記電池パックの容量が増大し、上記電池パックのコストが削減される。言い換えれば、このようにして上記電動刈取機の動作時間が延長され、このような構成によれば故障率が減少する。
【００３５】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。本発明が提供する機体監視ユニットを上記電動刈取機に用いることにより、ヒューマンコンピュータインタラクションシステムを提供することができ、上記電動刈取機を監視する機能を有する。
【００３６】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記機体監視ユニットはアラーム機能を有し、上記電動刈取機の動作状態に異常があるときに操作者にアラームを発することができる。
【００３７】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記機体監視ユニットは、上記電動刈取機の電池の各情報を監視制御することができる。
【００３８】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記機体監視ユニットは、上記電動刈取機の機体の運転状態及びモータの動作状態を監視制御することができる。
【００３９】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。本発明の上記電動駆動システムは上記電動刈取機に適用され、上記電動駆動システムにより上記電動刈取機に対する駆動が達成される。
【００４０】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動駆動システムは、モータ及びギアボックスを含む。上記モータと上記ギアボックスが互いに接続されることにより、上記モータはギアボックスを制御して駆動を達成することができる。
【００４１】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動駆動システムの上記モータ及び上記ギアボックスは、多種の接続方式にて接続されることで上記電動農機の正常動作を保証することができる。
【００４２】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動駆動システムの上記モータの取付位置は上記電動刈取機の空間を節約し、外観を保証することができる。
【００４３】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動駆動システムの上記モータは、重量が相対的に軽いことで、上記電動刈取機の柔軟性が向上する。
【００４４】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動駆動システムは、良好な防水性能を有することで、上記電動刈取機の多湿環境での正常動作が保証される。
【００４５】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記操作ユニットにより、操作者は上記操作制御ユニットを介して上記電動刈取機を直接制御することにより、有効なヒューマンコンピュータインタラクションの効果が達成される。
【００４６】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記操作制御ユニットは、接続中枢として電池管理システムと、駆動システムと、機体監視ユニットとを接続する。このようにして、上記電池管理システムにより上記農機に関連する情報パラメーターを検出し処理した後、農機の上記操作制御ユニットに電気エネルギーを出力する。上記電気エネルギーは、電池パックにより提供される。上記操作制御ユニットにより上記駆動システムを検出し、実現可能な上記情報パラメーターを上記電池管理システムに提供する。最後に、操作者は上記機体監視ユニットが提供した上記情報パラメーターに基づいて上記操作制御ユニットを操作することにより上記機械式伝動機構を制御し、上記電動刈取機による運転及び刈り取りの目的を達成する。
【００４７】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記操作ユニットは、関連する情報パラメーターを検出し処理した後に制御システムに電気エネルギーを出力する電気エネルギーは、電池により提供される。
【００４８】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電動刈取機の電池制御ユニットは、上記農機動力システムに用いられ、上記電池に対して有効管理及び安全の監視制御を行う。このようにして、上記電池の使用効率及び信頼性を向上し、上記電池の使用寿命を延長することができる。
【００４９】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電池制御ユニットは、電池管理システム(Battery Management System,BMS)でもあり、診断モジュールを含み、過高電圧又は過低電圧の保護に用いられる。つまり、上記診断モジュールにより、上記電池が充放電の過程において電圧がより正確に検出されることができる。
【００５０】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電池制御ユニットは、通信モジュールを含み、上記電動刈取機の使用状態での情報の取得及び処理を確保する。
【００５１】
本発明の別の目的は、電動刈取機及びその使用を提供することである。上記電池制御ユニットは管理モジュールを含み、上記電池の電流管理、SOC推算、過電流又は過温度保護、電池サイクル寿命推算の管理に用いられる。言い換えれば、上記管理モジュールにより情報パラメーター、例えば、電圧、電流、温度等を受信することができる。
【００５２】
本発明の一態様によれば、本発明は、
機体と、
上記機体の前端に取り付けられた刈取装置と、
記機体の底端に取り付けられ、上記機体を移動させる走行装置と、
上記刈取装置及び上記走行装置に接続され、刈取装置及び上記走行装置の作業を制御する制御システムと、
少なくとも1つのモータ及び電力供給装置を含み、上記電力供給装置は上記モータに接続され、上記モータに電気エネルギーを提供し、上記モータは上記制御システム、上記刈取装置、及び上記走行装置に接続され、それらに動力を提供することにより電動刈取機の動作を駆動する駆動システムと、
を含む電動刈取機を提供する。
【００５３】
本発明の一実施例によれば、上記電動刈取機は、農機本体及び上記農機本体に設けられた農機動力システムをさらに含む。上記農機動力システムは、電動装置及び動力機構をさらに含み、
上記電動装置は、電池パック、入力コネクタ及び出力コネクタを含む。上記入力コネクタは上記電池パックの入力端子に接続され、上記出力コネクタは上記電池パックの出力端子に接続され、
上記動力機構は上記農機本体に設けられ且つ上記農機本体に接続され、上記出力コネクタは上記動力機構に接続され、上記出力コネクタは上記電池パックが提供した電気エネルギーを上記動力機構に伝送し、上記動力機構により動力を発生し該動力を上記農機本体に伝送することで上記農機本体の動作を駆動し、上記機体、上記刈取装置、上記走行装置、上記制御装置及び上記駆動システムの上記モータは上記農機本体を形成し、上記駆動システムの上記電力供給装置は上記電動装置を形成する。
【００５４】
本発明の別の態様によれば、本発明は、電動刈取機的モータの動作方法を提供する。上記方法包は以下のステップ(A)からステップ(E)を含む。
ステップ(A)において、制御プラットフォームを操作して制御器を起動し、指令を上記制御器に送信する。
ステップ(B)において、上記制御器が指令を受信し、分析処理して制御ユニットに送信する。
ステップ(C)において、上記制御ユニットが指令を受信し、少なくとも1つのモジュール化された蓄電池を起動する。
ステップ(D)において、上記モジュールされた化蓄電池は上記モータに電力を供給し、上記モータを起動する。
ステップ(E)において、上記モータが起動されて上記刈取機を作業させる。
【００５５】
本発明の一実施例によれば、上記ステップ(A)において、上記制御プラットフォームは複数のプッシュボタンを含み、使用者がこれらのプッシュボタンを操作することにより上記制御器を起動し、上記制御器に相応する指令を送信する。
【００５６】
本発明の一実施例によれば、上記ステップ(B)において、上記制御器は、受信した指令を分析処理して上記制御ユニットに送信し、上記制御ユニットは上記制御器に接続され、受信した指令を分析処理する。
【００５７】
本発明の一実施例によれば、上記ステップ(C)及び上記ステップ(D)において、上記制御ユニットは上記モジュール化された蓄電池を起動し、上記モジュール化された蓄電池が起動されてそれと接続された上記モータに電力を供給することにより、上記モータが起動され、相応する作業を実行する。
【００５８】
本発明の一実施例によれば、上記ステップ(E)において、上記モータは、刈取機に含まれる走行装置、刈取装置、及び結束装置に接続され、それらに動力を提供することにより上記刈取機は農作物を刈り取る。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図1は、本発明の好ましい実施例の電動刈取機の立体構造の模式図である。
【図２Ａ】図2Aは、本発明の別の好ましい実施例の電動刈取機の構造模式図である。
【図２Ｂ】図2Bは、本発明の別の好ましい実施例の電動刈取機の構造模式図である。
【図３】図3は、本発明の上記好ましい実施例の電動刈取機の電力供給装置の構造模式図である。
【図４】図4は、本発明の好ましい実施例の電動刈取機の構造ブロック図である。
【図５】図5は、本発明の上記好ましい実施例の電動刈取機の駆動システムの構造ブロック図である。
【図６】図6は、本発明の上記好ましい実施例の電動刈取機の農機動力システムの模式ブロック図である。
【図７】図7は、本発明の上記好ましい実施例の電動刈取機の農機動力システムの電動装置の電源管理モジュールの模式ブロック図である。
【図８】図8は、本発明の上記好ましい実施例の電動刈取機の電動装置の第1変形例の電源管理モジュールの模式ブロック図である。
【図９】図9は、本発明の上記好ましい実施例の電動刈取機の電動装置の第2変形例の電源管理モジュールの模式ブロック図である。
【図１０】図10は、本発明の上記好ましい実施例の電動刈取機の電動装置の第3変形例の電源管理モジュールの模式ブロック図である。
【図１１】図11は、本発明の上記好ましい実施例の電動刈取機の機体監視ユニットの模式ブロック図である。
【図１２】図12は、本発明の上記好ましい実施例の上記電動刈取機の概念模式図である。
【図１３】図13は、本発明の上記好ましい実施例の上記電動刈取機の電池制御ユニットの配置概念図である。
【図１４】図14は、本発明の上記好ましい実施例の上記電動刈取機の電池制御ユニットの第1変形例の配置概念図である。
【図１５】図15は、本発明の上記好ましい実施例の上記電動刈取機の電池制御ユニットの第2変形例の配置概念図である。
【図１６】図16は、本発明の上記好ましい実施例の上記電動刈取機の電池制御ユニットの検出方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
以下の説明は、本発明を開示することで当業者に本発明を実現させるためのものである。以下の好ましい実施例は例示的なものに過ぎず、その他の自明な変形は当業者であれば容易に想到するものである。以下の説明で記述される本発明の基本原則は他の実施態様、変形態様、改良態様、同等態様及び本発明の趣旨と範囲から逸脱しない他の技術態様にも適用される。
【００６１】
図1から図5は、本発明の提供する電動刈取機を示す。上記電動刈取機は、機体10、刈取装置20、走行装置40、駆動システム50及び制御システム60を含む。上記刈取装置20は上記機体10の前端に取り付けられ、上記走行装置40は上記機体10の底部に取り付けられ、上記駆動システム50は上記機体10の前部に取り付けられ、上記制御システム60は上記機体10の中部に取り付けられ、このようにして操作は便利である。上記駆動システム50は上記刈取装置20、上記走行装置40及び上記制御システム60に接続され、それらに動力を提供し、上記制御システム60の制御により各部品を対応する作業を行うように駆動する。
【００６２】
本発明において、電動刈取結束機として実施されてもよい。別の実施例において、脱穀機能をさらに提供してもよい。つまり、脱穀装置30を含んでもよい。上記脱穀装置30は上記機体10の中端に取り付けられ、上記脱穀装置30に含まれる輸送システムにより31刈り取られた農作物を上記刈取装置20から上記脱穀装置30に輸送して脱穀を行い、上記脱穀装置30に含まれる送出システム32により藁を上記脱穀装置30から送出する。
【００６３】
図2Aに示すように、本発明の好ましい実施例において、上記電動刈取機は、粉砕装置70をさらに含む。上記粉砕装置70は上記脱穀装置30の上記送出システム32、上記駆動システム50及び上記制御システム60に接続され、上記機体10の後端に取り付けられ、上記制御システム60により制御され、上記駆動システム50により駆動されることにより、上記送出システム32から送出された脱穀された藁を受け入れ、藁を粉砕して肥料として圃場に均一に撒き、これにより農作物の利用効率が向上し、農家の労働強度が減軽され、農作物産量、農業コストの削減に有利であるとともに、多用途が達成され、上記電動刈取機の動作効率が向上する。
【００６４】
図2Bに示すように、本発明の好ましい実施例において、上記電動刈取機は、結束装置80をさらに含む。上記結束装置80は上記脱穀装置30の上記送出システム32、上記駆動システム50及び上記制御システム60に接続され、上記機体10の後端に取り付けられ、上記制御システム60により制御され、上記駆動システム50が提供する駆動動力を受け、上記送出システム32から送出された脱穀された藁を結束することにより、例えば、家畜の飼育、火起こし、バイオガス等の藁の再利用に供されることにより、環境汚染が防止され、脱穀後の藁が圃場にこぼれることが有効に防止され、作業の重複が回避され、労働強度の減軽に有利である。
【００６５】
具体的には、上記機体10は、シャーシ11及び運転室12を含む。上記運転室12は上記シャーシ11の中前部に設けられることにより、ドライバーは上記運転室12において上記電動刈取機を容易に操作できるとともに、上記電動刈取機の前方の道路状況がはっきり見えるため、作業が容易になる。
【００６６】
上記刈取装置20は、刈取台座21、リールバット22、少なくとも1つの切断器23及び昇降調節部24を含む。其中上記刈取台座21は上記切断器23に接続され、上記切断器23を支持する。即ち、上記切断器23を上記刈取台座21に取り付けることで、上記切断器23は農作物を容易に刈り取ることができる。上記切断器23は、切断カッター又は切断ロールであることができる。上記リールバット22は上記切断器23に接続され、さらに上記輸送システム31に接続される。上記リールバット22は、上記切断器23で切断した農作物を上記輸送システム31により上記脱穀ボックス34に輸送し、農作物を脱穀する。さらに、上記昇降調節部24は上記刈取台座21に接続される。上記昇降調節部24は、調節ノブ又は伝動軸であることができ、上記刈取台座21の高さを調節するものである。上記昇降調節部24により、実際の状況に応じて上記刈取台座21を調節することができ、上記切断器23を上記刈取台座21の昇降につれて昇降させることにより、上記電動刈取機は様々な高さの農作物の刈取に適し、使用範囲が広くなり、異なる使用者の需要が満たされる。
【００６７】
上記脱穀装置30は、脱穀ロール33、脱穀ボックス34、穀物排出筒35及び洗浄機構36をさらに含む。上記脱穀ロール33は上記脱穀ボックス34の内部に取り付けられ、上記輸送システム31により上記脱穀ボックス34の内部に入った農作物を脱穀する。上記脱穀ボックス34は排出口341を有する。上記排出口341は上記穀物排出筒35に接続されることにより、上記脱穀ボックス34の内部の脱穀された穀物を上記排出口341及び上記穀物排出筒35から排出することが便利である。人工で穀物を受け取ってもよいか、又は上記穀物排出筒35に麻袋を取り付けて穀物を自動的に受け取ってもよい。上記洗浄機構36は上記脱穀ボックス34の内部に取り付けられ、振動スクリーン及びファンを含む。上記脱穀ボックス34の内部の穀物が上記穀物排出筒35から排出された後、上記振動スクリーン及び上記ファンを起動して、上記脱穀ロール33及び上記脱穀ボックス34の内部に残った穀物を次の使用のために洗う。
【００６８】
上記走行装置40は、少なくとも1つの走行履帯41及び少なくとも1つのハブモータ42を含む。各上記走行履帯41の内部にいずれも少なくとも1つの上記ハブモータ42が設けられる。例えば、各上記履帯において、2つの上記ハブモータ42が間隔をおいて取り付けられる。各上記ハブモータ42はそれぞれ上記走行履帯41の走行、転向等を制御することにより、各走行履帯41の走行速度を異ならせることができるとともに、各上記走行履帯41の転向角度をそれぞれ制御することにより、上記電動刈取機は実際の状況に応じて各側の走行速度及び転向角度を合理的に制御することができ、それにより、平野だけではなく、丘陵、山地等の不平坦な地域にも適用され、広い農場だけではなく、小さな圃場にも適用されることができ、転向の制御がより容易で、操作がより簡単である。
【００６９】
さらに、伝統的な内燃機関で制御される刈取機と比べて、上記ハブモータ42を用いることにより、上記電動刈取機の電動構造がより簡単であり、伝動軸の数が減少され、損傷されにくく、使用寿命が長く、後続のメンテナンスが減少され、メンテナンスコストが低いため農業の生産コストが低い。また、上記ハブモータ42は、ハブモータが配置されたハブであることにより、上記電動刈取機の操作制御性能が向上することができる。
【００７０】
なお、上記走行履帯41は走行輪であってもよい。上記ハブモータ42は上記走行輪、例えば、4つの走行輪に取り付けられることができる。各上記走行輪のいずれにも1つの上記ハブモータ42を取り付けることにより、各上記走行輪の走行速度を異ならせるとともに、各上記走行輪の転向角度をそれぞれ制御することができることにより、上記電動刈取機は実際の状況に応じて各側の走行速度及び転向角度を合理的に制御することができ、それにより、平野だけではなく、丘陵、山地等の不平坦な地域にも適用され、広い農場だけではなく、小さな圃場にも適用されることができ、転向の制御がより容易で、操作がより簡単である。
【００７１】
上記駆動システム50は、モータ51及び電力供給装置52を含む。上記モータ51は上記電力供給装置52に接続され、上記電力供給装置52は上記モータ51に電気エネルギーを提供し、上記モータ51が対応する作業を行うように駆動する。上記モータ51は上記制御システム60に接続され、上記制御システム60を介して上記運転室12におけるステアリングホイール、上記刈取装置20、上記脱穀装置30及び上記ハブモータ42を制御し、上記刈取装置20、上記脱穀装置30及び上記走行装置40に動力を提供してそれらの装置が対応する作業を行うように駆動する。
【００７２】
上記電力供給装置52は、少なくとも1つのモジュール化された蓄電池521、出力端子コネクタ522、電池管理モジュール523、ハウジング524を含む。上記モジュール化された蓄電池521は上記出力端子コネクタ522を介して上記モータ51及び上記制御システム60に電気的に接続され、それらに電気エネルギーを提供する。上記電池管理モジュール523は上記モジュール化された蓄電池521に接続され、モジュール化された蓄電池521を監視制御及び管理することにより均一に電力供給し、正常に動作することができる。上記モジュール化された蓄電池521及び上記電池管理モジュール523はともに上記ハウジング524の内部に取り付けられる。上記出力端子コネクタ522は上記ハウジング524の一側面から延伸することにより、他の部品と便利に接続することができる。
【００７３】
なお、各上記モジュール化された蓄電池521は、取り外して異なる蓄電池モジュールに再組み立て、異なる農機設備に取り付けることができる。つまり、上記電動刈取機が使用されない季節には、各上記モジュール化された蓄電池521を上記電動刈取機から取り外し、再組み立てから他の小型農機に取り付けることにより、利用効率を向上させる。さらに、各上記モジュール化された蓄電池521は、鉛酸蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等から選択されてもよい。各上記モジュール化された蓄電池521は、並列又は直列に接続されてもよく、上記電池管理モジュール222が監視した実際状況に応じて調整する。
【００７４】
さらに、上記電池管理モジュール523は、温度センサー5231、電流センサー5232、電圧センサー5233及び制御ユニット5234を含む。上記温度センサー5231は上記モジュール化された蓄電池521及び上記制御ユニット5234に接続され、上記モジュール化された蓄電池521の温度を検出し、上記制御ユニット5234にフィードバックする。上記制御ユニット5234は、受信した温度情報を処理し、それと接続されるモジュール化された蓄電池521の電力供給状況を調整することにより、温度を所定範囲に維持し、正常動作を保証する。上記電流センサー5232及び上記電圧センサー5233はともに上記出力端子コネクタ522及び上記制御ユニット5234に接続され、上記出力端子コネクタ522の電流及び電圧状況を検出し、及び他の回路の電流電圧情報を上記制御ユニット5234にフィードバックする。上記制御ユニット5234は受信した情報を処理し、上記モジュール化された蓄電池521を調整することにより、電力供給が必要を満たす、上記電動刈取機の正常動作が保証される。
【００７５】
上記電力供給装置52は、検出ユニット525をさらに含む。上記検出ユニット525は上記モジュール化された蓄電池521及び上記制御ユニット5234に接続され、上記モジュール化された蓄電池521の電量使用状況、動作時間、各電池の割り当て状況等の様々な状況を検出し、上記制御ユニット5234にフィードバックすることにより、実際の状況に応じてタイムリーに調整することができ、各上記モジュール化された蓄電池521の合理的使用が保証され、最大限の機能が発揮され、資源が節約され、動作効率が向上する。
【００７６】
上記制御システム60は、制御器61及び制御プラットフォーム62を含む。上記制御器61は上記電池管理モジュール523の上記制御ユニット5234に接続され、上記制御プラットフォーム62は上記制御器61に接続され、上記制御プラットフォーム62は、上記電動刈取機の起動・停止及び対応する作業機能をそれぞれ制御する複数のプッシュボタンを含む。上記制御プラットフォーム62のプッシュボタン、例えば、起動プッシュボタンが使用者により操作されると、上記制御器61は対応する操作指令を受信して上記制御ユニット5234に送信し、上記制御ユニット5234は指令を上記モータ51に送信して上記電動刈取機を起動する。同様に、上記制御プラットフォーム62の他のプッシュボタンが操作された場合に、指令が上記制御器61及び上記電池管理モジュール523に送信されることにより、上記電動刈取機は例えば、刈取、脱穀、粉砕、結束等の指令を実行する。
【００７７】
上記制御システム60は、表示ユニット63をさらに含む。上記表示ユニット63は上記制御プラットフォーム62及び上記電池管理モジュール523の制御ユニット5234に接続され、現在の操作、上記モジュール化された蓄電池521の状況、上記電動刈取機の作業状況等の情報を表示することにより、使用者は上記電動刈取機の関連する作業情報をタイムリーに把握し、タイムリーに調整することができることで、作業効率が向上する。
【００７８】
上記制御システム60は、通信ユニット64をさらに含む。上記通信ユニット64は上記制御器61に接続される。上記通信ユニット64は複数の上記電動刈取機を通信接続することにより、複数の上記電動刈取機が互いに情報を送信し、複数の電動刈取機の状況を制御することができ、大規模農場に適しており、制御室により刈取現場の状況を把握することにより、作業中に現れる問題をタイムリーに処理することができ、集中管理、効率的な作業に有利である。さらに、上記通信ユニット64は、リモートコントロールに接続されることにより上記電動刈取機をリモートコントロールすることができ、それによってさらなる知能化及びヒューマニゼーションが達成される。
【００７９】
なお、上記制御プラットフォーム62、上記表示ユニット63及び上記通信ユニット64は上記運転室12に取り付けられることにより、ドライバーの操作が便利になり、上記電動刈取機の各部品を制御することにより、上記電動刈取機は対応する作業を行うことができる。
【００８０】
また、本発明の提供する電動刈取機のモータ動作方法を説明する。上記電動刈取機のモータ動作方法は以下のステップ(a)〜(e)を含む。ステップ(a)において、上記制御プラットフォーム62を操作して上記制御器61を起動し、指令を上記制御器61に送信する。ステップ(b)において、上記制御器61が指令を受信し、分析処理して上記制御ユニット5234に送信する。ステップ(c)において、上記制御ユニット5234が指令を受信して上記モジュール化された蓄電池521を起動する。ステップ(d)において、上記モジュール化された蓄電池521が起動された後、上記モータ51に電気エネルギーを提供して上記モータ51を起動する。ステップ(e)において、上記モータ51が起動されることにより、上記電動刈取機は対応する作業を行う。
【００８１】
上記ステップ(a)において、使用者(例えば、ドライバー)が上記制御プラットフォーム62の対応するプッシュボタンを操作すると、指令を上記制御プラットフォーム62に送信し、上記制御プラットフォーム62は使用者の指令を上記制御器61に送信し、上記制御器61が指令を分析処理してから送信することにより、使用者の指令の実行は便利になる。使用者の上記指令には、刈取機の起動・停止指令、刈取機の前進、後退及び転向指令、刈取指令、脱穀指令、穀物排出指令、結束指令、粉砕指令、通信指令等が含まれる。
【００８２】
上記ステップ(b)において、上記制御器61は受信した指令を分析処理し、次いで上記制御ユニット5234に送信する。上記制御ユニット5234は上記制御器61に接続され、受信した指令を処理することができる。上記制御ユニット5234が送信した指令には、使用者の上記指令に加えて、上記温度センサー5231、上記電流センサー5232、上記電圧センサー5233及び上記検出ユニット525が監視する上記モジュール化された蓄電池521の情報指令も含まれ、それにより、上記モジュール化された蓄電池521をタイムリーに調整することができる。
【００８３】
上記ステップ(c)及び上記ステップ(d)において、上記モジュール化された蓄電池521が上記制御ユニット5234により起動された後、それと接続された上記モータ51を起動し、上記モータ51が起動されると、上記電動刈取機が対応する作業、例えば、起動・停止、前進、後退、転向、刈取、脱穀、結束、粉砕、穀物排出、通信、情報の表示等を行うように駆動することができる。
【００８４】
在上記ステップ(e)において、上記モータ51は、上記刈取装置20、上記脱穀装置30、上記走行装置40、上記粉砕装置70及び上記結束装置80を駆動することにより対応する作業を行うことができる。さらに、上記制御システム60の制御により、上記駆動システム50は上記電動刈取機の様々な状况を検出し、タイムリーに処理分析し、上記表示ユニット63にて表示することができることにより、使用者は状況をタイムリーに把握することができ、より知能化及びヒューマニゼーションが達成され、現代農業の発展により合致する。上記方法において、上記モジュール化された蓄電池521の数は上記制御ユニット5234による分析処理の状況に応じて合理的に調整することができる。即ち、異なる指令により上記モジュール化された蓄電池521の数を調整することにより、電気エネルギーの利用率が最大化最大化され、より省エネであり、上記モジュール化された蓄電池の使用寿命が延長される。なお、本発明の提供する上記電動刈取機は、トウモロコシ、小麦、青梗菜等の農作物の刈取に適用され、常用の刈取結束機を含み、必要に応じて農場等の適用される大型刈取機とされてもよいか、家族を単位とする小さな農地に適用される小型刈取機とされてもよい。
【００８５】
図1、図6及び図7に示すように、上記電動刈取機は、農機本体402及び上記農機本体402に設けられ且つ接続された上記農機動力システム400を含む。上記農機動力システム400は、動力を発生して上記農機本体402に伝達することで、上記農機本体402により上記電動刈取機の操作者に協力して農業労働を行う。好ましくは、上記農機動力システム400は上記農機本体402の前端に設けられる。このようにして、上記電動刈取機の操作者は、上記電動刈取機を容易且つ柔軟に操作することができ、特に、上記電動刈取機を操作して曲がるときに、上記電動刈取機は、後輪を支点として前端を上げることで上記電動刈取機に対して曲がり操作を容易に実行することができる。
【００８６】
上記農機動力システム400は、電動装置401と、上記電動装置401及び上記農機本体402に接続された動力機構450とを含む。上記動力機構450は上記電動装置401に接続され、上記動力機構450は上記農機本体402に設けられ、且つ上記動力機構450は上記農機本体502に接続される。上記電動装置401は、電気エネルギーを提供し電気エネルギーを上記動力機構450に伝送する。上記動力機構450は、動力を発生して上記農機本体402に伝送することで、上記農機本体402を介して上記電動刈取機の操作者に協力して農業労働を行う。
【００８７】
図3に示すように、上記電動装置401は、電池パック420及び少なくとも2つのコネクタ440をさらに含む。少なくとも1つの上記コネクタ440は入力コネクタであり、他の上記コネクタ440は出力コネクタである。上記入力コネクタ及び上記出力コネクタは、それぞれ上記電池パック420の入力端子及び出力端子に接続され、且つ上記動力機構450は上記出力コネクタに接続されている。上記入力コネクタにより外部電気エネルギーを上記電池パック420に補充し、上記出力コネクタにより上記電池パック420に貯蔵された電気エネルギーを上記動力機構450に出力することで、上記動力機構450は動力を発生して上記農機本体402に伝送し、上記農機本体402の動作を駆動する。
【００８８】
上記電動装置401は、容器410を含む。上記電池パック420は上記容器410に収容され、上記入力コネクタ及び上記出力コネクタはそれぞれ上記容器410に設けられ、且つ上記入力コネクタ及び上記出力コネクタは、それぞれ上記容器410の内部から外部に延伸することで、上記入力コネクタは上記容器410の内部において上記電池パック420の入力端子に接続され、上記出力コネクタは上記容器410の内部において上記電池パック420の出力端子に接続される。理解できるように、上記入力コネクタにより、上記容器410の外部から電気エネルギーを上記電池パック420に補充し、上記出力コネクタにより上記容器410の外部から上記電池パック420に貯蔵された電気エネルギーを上記動力機構450に提供することができる。
【００８９】
上記電動装置401は、電源管理モジュール430をさらに含む。上記電源管理モジュール430は上記容器410に収容され、且つ上記電源管理モジュール430は上記電池パック420に接続されている。上記電源管理モジュール430は、上記電池パック420が上記入力コネクタにより電気エネルギーを補充するとき、及び上記出力コネクタにより電気エネルギーを出力するときに、上記電池パック420のリアルタイムデータを収集することで上記電池パック420のリアルタイム状態を得ることができ、それによって、上記電池パック420が電気エネルギーを均等に出力するように上記電池パック420を管理することができる。このようにして、上記電源管理モジュール430は、上記電池パック420の過充電又は過放電を防止できることで、上記電池パック420の使用寿命を延長できる。
【００９０】
上記電池パック420及び上記電源管理モジュール430は、それぞれ上記容器410に収容されることで、上記容器410により上記電池パック420及び上記電源管理モジュール430と上記容器410の外部環境とを隔離する。つまり、上記容器410は、上記電池パック420及び上記電源管理モジュール430を密封することで、上記容器410の外部の水蒸気又は湿気が上記容器410の内部に入ることを防止する。このようにして、本発明の上記農機動力システム400が配置された上記電動刈取機は、特に水田又は他の湿潤環境に適用される。なお、上記電池パック420は、少なくとも2つの充電可能な電池421を含む。本発明の上記農機動力システム400において、各上記充電可能な電池421は、並列に接続されて上記電池パック420を形成する。このようにして、上記電池パック420の容量を増大し、上記電池パック420のコストを減少させることができる。本発明において、上記電池パック420を構成する上記充電可能な電池421のタイプは制限されない。例えば、上記充電可能な電池421は、鉛酸蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、亜鉛空気電池、太陽電池、バイオ電池または燃料電池等であってもよいが、これらに限定されない。
【００９１】
本発明の上記農機動力システム400の上記動力機構450は、モータユニット451及び動力伝送ユニット452を含む。上記モータユニット451は、上記電池パック420に接続され、上記動力伝送ユニット452は上記モータユニット451に接続される。具体的には、上記出力コネクタは、さらに上記モータユニット451に接続されることで、上記出力コネクタにより上記電池パック420に貯蔵された電気エネルギーを上記モータユニット451に提供して動力を発生し、即ち、上記モータユニット451は、上記出力コネクタにより上記電池パック420に接続される。上記動力伝送ユニット452は、それぞれ上記モータユニット451及び上記農機本体402に接続され、上記動力伝送ユニット452により上記モータユニット451が発生した動力を上記農機本体402に伝送し、上記農機本体402の動作を駆動する。
【００９２】
上記モータユニット451は、金属カバー4511及び上記カバー4511の内部空間に設けられたかご形交流モータ4512をさらに含む。上記電池パック420に接続された出力端子の上記コネクタ440はさらに上記モータユニット451の上記かご形交流モータ4512に接続される。上記カバー4511は、アルミニウム合金材料で作製されてもよい。例えば、上記カバー4511はアルミニウム合金材料を用いてアルミニウム合金鋳造プロセスにより成形される。このようにして、上記モータユニット451の強度が保証され、上記モータユニット451の重量が減少するとともに、上記モータユニット451の放熱能力が向上し、上記モータユニット451が長時間動作するときの温度が低減される。上記カバー4511は、上記モータユニット451の密封性を保証し、外部の水蒸気又は湿気が上記カバー4511の内部空間に入ることにより上記かご形交流モータ4512を損害することを防止することができる。上記動力伝送ユニット452は上記かご形交流モータ4512に接続される。
【００９３】
図6に示すように、上記電動装置401は、放熱機構460を含む。上記放熱機構460は上記容器410に設けられ、且つ上記放熱機構460は上記電池パック420の近くに設けられ、上記容器410に収容された上記電池パック420が動作する時に発生した熱を上記容器410の外部環境に放出することによって、上記容器410の内部の温度を適切な範囲内に保持することができる。上記放熱機構460は、上記電源管理モジュール430に接続されることで、上記電源管理モジュール430により上記放熱機構460の動作状態を管理することができる。例えば、上記電源管理モジュール430は、上記放熱機構460の回転速度等の動作状態を管理することで、上記容器410の内部温度を適切な範囲に保持し、ひいては本発明の上記農機動力システム400の上記電動装置401の使用時の安定性を保証することができる。
【００９４】
図7に示すように、上記電源管理モジュール430は、互いに接続された収集モジュール431、分析モジュール432及び制御モジュール433をさらに含む。上記収集モジュール431は上記電池パック420に接続されることで、上記収集モジュール431は、上記電池パック420のリアルタイムデータを収集し、該リアルタイムデータを上記分析モジュール432に送信することができ、上記分析モジュール432は、上記収集モジュール431が収集したリアルタイムデータに基づいて上記電池パック420のリアルタイム状態を取得することができ、上記制御モジュール433は、上記分析モジュール432が取得した上記電池パック420のリアルタイム状態に基づいて上記電池パック420を管理する。
【００９５】
上記電源管理モジュール430は、上記電池パック420の放電過程を管理することができる。上記収集モジュール431は、上記電池パック420が外へ電気エネルギーを出力するときに各上記充電可能な電池421のリアルタイムデータを採集することができる。例えば、上記収集モジュール431は、各上記充電可能な電池421が外へ出力した電圧及び/又は電流等のリアルタイムデータを収集し、該リアルタイムデータを上記分析モジュール432に送信することができる。上記分析モジュール432は、上記収集モジュール431が収集した各上記充電可能な電池421のリアルタイムデータに基づいて上記電池パック420及び上記電池パック420の各上記充電可能な電池421のリアルタイム状態を取得することができる。例えば、上記分析モジュール432は、上記収集モジュール431が取得した各上記充電可能な電池421が外へ出力した電圧及び/又は電流に基づいて上記電池パック420及び上記電池パック420の各上記充電可能な電池421の電池残量を取得する。上記制御モジュール433は、上記分析モジュール432が取得した上記電池パック420及び上記電池パック420の各上記充電可能な電池421のリアルタイム状態に基づいて上記電池パック420及び上記電池パック420の各上記充電可能な電池421を管理することができる。例えば、上記制御モジュール433は、各上記充電可能な電池421の電池残量に基づいて各上記充電可能な電池421が外へ出力する電気エネルギーの量を制御することで、上記電池パック420の各上記充電可能な電池421の電池残量を均等にすることができる。このようにして、上記電源管理モジュール430は、上記電池パック420の放電過程を管理することができる。
【００９６】
記電源管理モジュール430は、上記電池パック420の充電過程を管理することができる。上記収集モジュール431は、上記電池パック420が充電されるときに各上記充電可能な電池421のリアルタイムデータを収集することができる。例えば、上記収集モジュール431は、各上記充電可能な電池421に充電された電気エネルギーの電圧及び/又は電流等のリアルタイムデータを収集し、該リアルタイムデータを上記分析モジュール432に送信することができる。上記分析モジュール432は、上記収集モジュール431が収集した各上記充電可能な電池421のリアルタイムデータに基づいて上記電池パック420及び上記電池パック420の各上記充電可能な電池421のリアルタイム状態を取得する。例えば、上記分析モジュール432は、上記収集モジュール431が取得した各上記充電可能な電池421に充電された電気エネルギーの電圧及び/又は電流に基づいて上記電池パック420及び上記電池パック420の各上記充電可能な電池421の電量を取得する。上記制御モジュール433は、上記分析モジュール432が取得した上記電池パック420及び上記電池パック420の各上記充電可能な電池421のリアルタイム状態に基づいて上記電池パック420及び上記電池パック420の各上記充電可能な電池421を管理することができる。例えば、上記制御モジュール433は、各上記充電可能な電池421の電量に基づいて各上記充電可能な電池421に充電する電気エネルギーの量を制御することで、上記電池パック420の各上記充電可能な電池421に充電される電量を均等にすることができる。このようにして、上記電源管理モジュール430は、上記電池パック420の充電過程を管理することができる。
【００９７】
さらに、上記収集モジュール431は、電圧センサー4311、電流センサー4312及び温度センサー4313のうちの少なくとも1種を含む。上記電圧センサー4311及び上記電流センサー4312により、上記収集モジュール431は、上記電池パック420を用いて外に電気エネルギーを出力するとき、又は上記電池パック420に充電するときに、上記電池パック420のリアルタイム状態を取得することができる。上記温度センサー4313により、上記収集モジュール431は、上記容器410の内部温度を収集することで、上記電池パック420のリアルタイム状態を取得することができる。好ましくは、上記収集モジュール431の上記電圧センサー4311、上記電流センサー4312及び上記温度センサー4313は、CANバス(Controller Area Networkバス)により上記電源管理モジュール430に接続される。
【００９８】
上記電動装置401は、表示機構480をさらに含む。上記電源管理モジュール430は、上記表示機構480に接続されたフィードバックモジュール434をさらに含む。上記フィードバックモジュール434は、上記電源管理モジュール430が取得した上記電池パック420のリアルタイム状態を上記表示機構480に送信することで、上記電動刈取機の操作者の調査に供することができる。このようにして、上記電動刈取機の操作者と上記電動刈取機とのインタラクションを実現することができ、上記電動刈取機の操作者は、上記電動刈取機をより良く操作することができる。当業者に理解できるように、上記フィードバックモジュール434と上記収集モジュール431、上記分析モジュール432及び上記制御モジュール433は互いに接続されている。
【００９９】
図8は、上記電源管理モジュール630の第1変形例を示す。上記電源管理モジュール630は、診断モジュール631A、管理モジュール632A及び表示ユニット633Aを含む。上記電池パック620は、それぞれ上記診断モジュール631A、上記管理モジュール632A及び上記表示ユニット633Aに電気的に接続されている。上記診断モジュール631A、上記管理モジュール632A及び上記表示ユニット633Aは、組み合わせて使用されることにより、データ収集、電池状態推定、エネルギー管理、安全管理、通信機能、熱管理、充電保証機能、故障診断及び履歴データ記憶等の制御管理を達成することができる。
【０１００】
図9は、上記電源管理モジュール630の第2変形例を示す。上記電源管理モジュール630は、制御ユニット6301、温度センサー6302、均等化回路6303、電圧取得回路6304、電流取得回路6305、駆動処理回路6306、充放電ユニット6307、短絡保護回路6308、メモリ6309、電源回路6310、RS311通信駆動6311及びCAN-BUS通信駆動6312を含む。上記各ユニット及び回路は、設計需要に応じて接続されることで、上記電池パック620を効果的な管理及び安全監視を行う。上記電源管理モジュール630の上記電池パック620に対する管理は、SOCを正確に推算し、即ち上記電池パック620の荷電状態(State of Charge，SOC;電池残量とも呼ばれる）を正確に推算し、上記電源管理モジュール630によりSOCが合理的な範囲に維持されることを保証し、過充電又は過放電による記電池パック620への損害を防止し、さらに上記電池パック620の残量又はエネルギー貯蔵電池の荷電状態をリアルタイムに予報することを含む。
【０１０１】
図10は、上記電源管理モジュール630の第3変形例を示す。上記電源管理モジュール630は、制御ユニット631B、電圧検出器632B、温度検出器633B、保護ユニット634B、充電均等化ユニット635B、メモリ636B、電量計637B、保護回路638B及び交換接続モジュール639Bを含む。上記各ユニット及び回路は、設計需要に応じて接続されることで、上記電池パック620を効果的な管理及び安全監視を行う。上記電源管理モジュール630の上記電池パック620に対する管理は、SOCを正確に推算し、即ち、上記電池パック620の荷電状態(State of Charge，SOC;電池残量とも呼ばれる)を正確に推算し、上記電源管理モジュール630によりSOCが合理的な範囲に維持されることを保証し、過充電又は過放電による記電池パック620への損害を防止し、さらに上記電池パック620の残量又はエネルギー貯蔵電池の荷電状態をリアルタイムに予報することを含む。
【０１０２】
また、上記電動装置601内の上記電池パック620の電気エネルギーが完全に消耗したときに、上記コネクタ640を介して直接充電してもよいか、又は上記電動刈取機に対して上記電動装置601を交換してもよい。つまり、上記電動刈取機は、上記電動装置601を取り外し可能に固定する取付け溝を含む。このようにして、上記電動刈取機に対して上記電動装置601を容易に交換することができるため、上記電動装置601内の上記電気エネルギーが完全に消耗したときに、完全に充電された電動装置601を便利に交換することができ、上記電動刈取機の操作に対する影響を回避する。特に、上記電動装置601を取り付ける上記電動刈取機の位置を従来の刈取機の内燃機関の位置にすることにより、従来の刈取機の構造を変化させる必要がない。別の例では、上記電動装置601は上記電動刈取機の重心位置に設けられてもよく、これによって、バランスを取りやすく、便利で安全に使用することができる。
【０１０３】
図12は、上記電動刈取機の電池箱710等の電気部品を監視するための上記電動刈取機の機体監視ユニット750を示す。具体的には、上記電動刈取機は、電池箱710、制御システム720、駆動システム730、機械式伝動システム機構740、機能実行組立部品760及び機体770を含む。上記機体770は、機体支持フレーム771及び走行組立部品772を含む。上記走行組立部品772は、上記機体支持フレーム771に回転可能に設けられる。上記電池箱710、上記機械式伝動システム機構740、上記駆動システム730及び上記制御システム720は、いずれも上記機体支持フレーム771に設けられる。上記機能実行組立部品760及び上記走行組立部品772は、それぞれ上記機械式伝動システム機構740に駆動可能に設けられる。上記電池箱710は、電気エネルギーを出力し、上記駆動システム730が上記機械式伝動システム機構740を駆動するように制御し、上記機械式伝動システム機構740は、上記電動刈取機の前進と後退等の動作を実行し、上記機能実行組立部品760に作物耕作等の機能を達成させる。
【０１０４】
図11に示すように、上記電池箱710は、上記電動刈取機に電力を提供することができる。具体的には、上記電池箱710は、電池箱体711、電池パック712、電池管理システム713及び出力端子コネクタ714を含む。上記電池パック712及び上記電池管理システム713は、電気的に接続され、且つ上記電池パック712及び上記電池管理システム713は上記電池箱体711内に設けられる。上記出力端子コネクタ714は、上記電池箱体の側部に設けられ、上記出力端子コネクタ714は、上記制御システム720及び上記機体監視ユニット750に接続される。上記出力端子コネクタ714は、CAN出力端子7141及び電源線出力端子7142をさらに含む。上記CAN出力端子7141は上記電池パック712、上記制御システム720及び上記機体監視ユニット750に接続され、上記CAN出力端子7141は、CANバスの方式によって他の部品と情報交換を行う。例えば、上記CAN出力端子7141は、上記電池パック712、上記制御システム720及び上記機体監視ユニット750と情報交換を行うことができる。上記電源線出力端子7142及び上記電池パック712は、電源アダプター790に接続され、上記電源アダプター790は、交流電源に外部接続されることで、上記電池パック712を充電することができる。
【０１０５】
さらに、上記電池パック712の内部に複数の電池ユニット7120を有する。各上記電池ユニット7120は並列に接続され、上記電池管理システム713に電気的に接続される。上記電池パック712は、上記電池管理システム713により検出された後、電気エネルギーを出力することにより、上記電動刈取機に動力エネルギーを提供する。
【０１０６】
つまり、本発明のこの好ましい実施例では、上記電池箱体711は、2つの端蓋をさらに含む。上記出力端子コネクタ714は、上記端蓋の両側に設けられる。上記電池管理システム713は、CANバスの方式により上記電動刈取機の上記制御システム720と情報交換を行う。上記電池管理システム713は、上記機体監視ユニット750に電気的に接続され、上記出力端子コネクタ714により上記電池パック712の情報を上記機体監視ユニット750に送信することができ、ヒューマンコンピュータインタラクションを便利にする。上記駆動システム730の状態情報は、上記制御システム720により上記機体監視ユニット750に送信されることができ、上記機能実行組立部品760の動作状態も上記機体監視ユニット750に送信されることができることによって、操作者は、上記機体監視ユニット750の表示情報に基づいて上記電動刈取機の各状態を容易に監視し調整することができ、上記電動刈取機全体の正常の作業状態を保証する。
【０１０７】
より具体的には、上記電池管理システム713(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM;略称:BMS)は、上記電池パック712と操作者の間の絆であり、管理対象は主として上記電池ユニット7120である。例えば、上記電池ユニット7120は、充電可能な電池であり得るが、これに限定されない。上記電池管理システム(BMS)713、主に電池の利用率を向上させ、電池の過充電及び過放電を防止し、電池寿命を延長させ、電池の状態を監視するためのものである。
【０１０８】
上記電動刈取機の上記電池管理システム(BMS)713は、主に上記電動刈取機の電池パラメーターに対するリアルタイム監視、故障診断、SOC推定、短絡保護、漏電検出、表示アラーム、充放電選択等を行うためのものであり、CANバスの方式により上記電動刈取機の上記制御システム720及び上記機体監視ユニット750と情報交換を行い、上記電動刈取機の効率的で高信頼性で安全な操作を保証する。
【０１０９】
したがって、上記電池管理システム(BMS)713は、制御ユニットモジュール7131、検出モジュール7132、電量均等化・制御モジュール7133及びデータ通信・伝送モジュール7134をさらに含む。各上記電池ユニット7120は、それぞれ上記検出モジュール7132に接続され、上記検出モジュール7132は、上記制御ユニットモジュール7131に電気的に接続され、上記制御ユニットモジュール7131は、上記電量均等化・制御モジュール7133に接続される。上記制御ユニットモジュール7131は、CANバスにより上記出力端子コネクタ714を介して上記制御システム720に接続されて情報交換を行う。上記データ通信・伝送モジュール134は、上記電池パック712の各情報を上記CAN出力端子141により上記機体監視ユニット750に送信することができる。上記検出モジュール7132は、データ収集・分析モジュール71321及び絶縁検出モジュール71322をさらに含む。上記制御ユニットモジュール7131は、SOCモジュール(State of Charge)71311、充放電管理・制御モジュール71312及び熱管理・制御モジュール71313を含む。
【０１１０】
より具体的には、上記データ収集・分析モジュール71321は、上記電池パック充放電の過程において、上記電動刈取機の上記電池パック712における各電池の端子電圧及び温度、充放電電流、電池パックの総電圧をリアルタイムに収集する。上記SOCモジュール71311は、動力電池パックの荷電状態、即ち、電池残量を正確に推算することができ、SOCを合理的な範囲に維持することを保証し、過充電又は過放電による電池への損傷を防止し、上記電動刈取機の上記電池パック712の残留エネルギー、即ちエネルギー貯蔵電池の荷電状態をリアルタイムに表示することができる。上記充放電管理・制御モジュール71312は、上記電池パック712の過充電又は過放電現象の発生を防止する。上記電量均等化・制御モジュール7133は、各上記電池ユニット7120に均等に充電し、判断して均等化処理することができ、上記電池パック712における各上記電池ユニット7120を均等状態とすることができる。上記電池パック712の主要な情報は、上記電池管理システム713の上記データ通信・伝送モジュール7134により上記機体監視ユニット750にリアルタイムに表示される。上記熱管理・制御モジュール71313は、上記電池パック712の上記電池ユニット7120内の測定点温度をリアルタイムに収集し、放熱ファンの制御により電池温度が高くなり過ぎることを防止する。上記絶縁検出モジュール71322は、短絡漏電等の人や機器に危害を与える可能性がある状況を検出することができる。上記電池パック712と各上記検出モジュール7132との間に高精度で安定性が良好なセンサー(例えば、電流センサー、電圧センサー及び温度センサー等)を採用してリアルタイム検出することができる。
【０１１１】
なお、上記出力端子コネクタ714の各出力端子インタフェースはいずれも汎用のインタフェースを使用することにより、異なるパワーの必要に応じて分割又は併用することができる。
【０１１２】
さらに、上記制御システム720は、上記駆動システム730を検出し、実現可能な作業情報を提供する。また、上記制御システム720は、上記駆動システム730に指令をタイムリーに与えることができる。上記駆動システム730は、上記機械式伝動システム機構740により各機能モジュールに動力を提供する。操作者は、上記機体監視ユニット750が提供した情報に基づいて上記機体770に設けられた関連する上記機能実行組立部品760を操作し、作物耕作等の目的を達成する。上記制御システム720は、CAN通信モジュール721及び電子制御ユニットモジュール722を含む。上記CAN通信モジュールは、上記出力端子コネクタ714及び上記機体監視ユニット750に電気的に接続され、情報の通信及び伝送に用いられる。上記電子制御ユニットモジュール722は、上記駆動システム730を検出し、実現可能な作業情報を提供し、上記駆動システム730に指令をタイムリーに与える。なお、上記制御システム720のコントロール方式は、統合制御を採用する。統合式の上記制御システム720は、上記機体770に設けられ、有線又は無線の方式により各機能モジュールに接続されている。本発明の別の実施例では、上記制御システム720のコントロール方式は、リモートコントロール式であり、つまり、操作者は、リモートコントローラを用いて上記電動多機能刈取機をリモートコントロールすることができる。
【０１１３】
上記駆動システム730は、モータ731、ギアボックス732、クラッチ733及び出力軸734を含む。上記クラッチは、上記モータ731及び上記ギアボックス732に接続され、上記ギアボックス732は、上記出力軸734に接続される。上記モータ731は、上記ギアボックス32を制御して上記機械式伝動システム機構740の駆動を実現する。より良好にスペースを節約し、上記電動多機能刈取機の外観を保持するために、上記モータ731の取付け位置は上記機体770の前端であり、好ましくは、上記モータ731は上記電池箱710の下方に設けられる。上記モータ731の初期回転速度及び上記出力軸734の回転速度は、それぞれ回転速度センサー7351、7352によって検出され、上記制御システム720にフィードバックされる。上記制御システム720の上記電子制御ユニットモジュール722は、実行機構組立部品736により上記駆動システム730に指令を与える。上記駆動システム730は、上記実行機構組立部品736をさらに含む。上記実行機構組立部品736は、電動実行機構7361、クラッチ実行機構7362及びシフトチェンジ駆動実行機構7363を含む。上記電子制御ユニットモジュール722は、上記電動実行機構7361により上記モータ731を制御し、上記電子制御ユニットモジュール722は、上記クラッチ実行機構7362により上記クラッチ733を制御し、上記電子制御ユニットモジュール722は、上記シフトチェンジ駆動実行機構7363により上記ギアボックス732を制御する。つまり、上記電動実行機構7361は上記モータ731及び上記電子制御ユニットモジュール722に接続され、上記クラッチ実行機構7362は上記クラッチ733及び上記電子制御ユニットモジュール722に接続され、上記シフトチェンジ駆動実行機構7363は上記ギアボックス732及び上記電子制御ユニットモジュール722に接続される。
【０１１４】
さらに、上記モータ731の回転速度の調節範囲を広くすることで必要に応じて上記モータ731の回転速度を選択できるために、上記駆動システム730は、モータ調速機をさらに含み、上記モータ731の回転速度の範囲をさらに調整することができる。上記モータ調速機は、上記モータ731に接続される。上記モータ調速機は、Curtis(アメリカンカーティス（CURTIS）社;主な製品:モータ制御システム、メートル、パワー変換器、出力/入力装置、電流変換製品等)製のAC Motor Controllers 1232型番であり得る。本発明のこの好ましい実施例では、上記モータ調速機は、内部機能を簡単化させ、モータを制御して前進と後退の機能を発揮することができ、製造コストを低減させる。
【０１１５】
さらに、上記電動刈取機の作動の特殊性により、強いトルク及び高い絶縁性を必要とするため、メンテナンスフリーで、構造が簡単で、速度調整範囲が広い交流可変周波数モータを使用する。上記電動刈取機が曲がるときに、上記機体770の前端を上げて初めて曲がり機能を実現できるため、上記モータ731の重さに対する要求が非常に高い。つまり、上記モータ731は、かご形交流モータ(回転子巻線は絶縁ワイヤーの巻き取りにより作製されることではなく、アルミ条又は銅条と短絡リングとを溶接又は鋳造したものである三相非同期モータをかご形モータと呼ぶ)を採用する。上記モータ731は、固定子及び回転子を含む。上記回転子は、三相非同期モータの回転部分である。上記回転子は、回転子鉄心、回転子巻線及び回転軸を含む。上記回転子鉄心も上記モータ731の磁気回路の一部であり、外周に均一なトランキングを有するシリコン鋼板をラミネートしてなり、上記回転軸に固定される。上記回転子鉄心のトランキングに上記回転子巻線が設けられる。上記回転子巻線は、かご状であり、トランキングに嵌入された銅条が導体であり、銅条の両端が短絡リングによって溶接される。銅の代わりに比較的低価のアルミニウムを使用してもよい。回転子導体、短絡リング及びファン等を一体に鋳造することでアルミ鋳造かご形回転子を形成する。上記モータ731は、上記固定子の外面にアルミニウム合金を使用して外殻を形成する。このようにして上記モータ731の重さを減少させ、上記モータ731の放熱機能を向上させる。さらに、上記モータ731の2つのモータの端蓋は、アルミニウム合金鋳造プロセスを採用する。
【０１１６】
上記モータ731及び上記ギアボックス732の接続方式には、ギア接続、軸接続、ベルト接続及びスプライン接続がある。本発明の好ましい実施例では、上記モータ731及び上記ギアボックス732の接続方式はギア接続を採用する。ギア接続は、ギア軸、伝動軸及びチェーン、ギア、プーリ、平歯車の全ての接続に適用される。
【０１１７】
さらに、上記出力軸734は、走行出力軸7342及び刈取出力軸7341をさらに含む。上記走行出力軸7342及び上記刈取出力軸7341はそれぞれ上記ギアボックス732に接続される。上記機械式伝動システム機構740は、走行伝動機構742及び刈取伝動機構741をさらに含む。上記走行伝動機構742は上記走行出力軸7342に接続される。上記走行伝動機構742は、上記走行出力軸7342の駆動により上記電動刈取機の上記走行組立部品772を作動させる。つまり、本発明のこの好ましい実施例では、上記モータ731は、上記電動刈取機のホイールの回転により上記電動刈取機の前進、後退及び変速等の走行機能を達成する。上記刈取伝動機構741は上記刈取出力軸7341及び上記機能実行組立部品760に接続され、上記モータ731の駆動により作物耕作等の機能が達成される。
【０１１８】
なお、本発明の別の実施例では、上記電動刈取機は、ハブモータ技術を採用してもよい。つまり、動力、伝動及びブレーキ装置をすべてハブ内に統合することにより、上記電動刈取機の機械部分を大幅に簡単化する。ハブモータ技術により、大量の転送部品を省略できることで、上記電動刈取機の構造をより簡単にし、重さを減少させ、伝動効率を向上させる。ハブモータは、単一の車輪を独立して駆動できる特性を有し、左右の車輪の異なる回転速度又はリバースにより差動転向を実現し、車両の転向半径を大幅に減少させ、特殊な場合には、その場での転向をほぼ達成することができる。それによって、上記電動刈取機は、圃場で作業するときにより容易に転向することができる。
【０１１９】
上記機体監視ユニット750は、重要なヒューマンコンピュータインタラクションシステムであり、監視機能及びアラーム機能を有する。在上記電動刈取機が作業する過程において、電池の各情報、上記電動刈取機の機体運転状態、モータの動作状態のフィードバック、上記電動刈取機が特定の機能を実行する動作状態(例えば、別の実施例では、電動刈取機の走行速度)を監視する、及び電池が正常状態ではないときにアラームをタイムリーに発する必要がある。例えば、上記電池箱710内に電池短絡、電池の過充電、電量不足、及び電量消耗等の故障が発生する時に、操作者にタイムリーにフィードバックすることにより、操作者は、故障排除を迅速にすることができ、上記電動刈取機の正常運転を保証する。
【０１２０】
上記電動刈取機の上記機体監視ユニット750は、電池情報監視モジュール751、機体状態監視モジュール752、ディスプレイ753和複数のセンサー754を含む。上記センサー754は上記機能実行組立部品760及び上記機体状態監視モジュール752に接続される。上記センサー754は、検出した上記機能実行組立部品760の各作業状態情報を上記機体状態監視モジュール752に入力することができる。上記電池情報監視モジュール751及び上記機体状態監視モジュール752は、それぞれ上記ディスプレイ753に接続されることで、上記電池情報監視モジュール751及び上記機体状態監視モジュール752の情報が上記ディスプレイ753に表示されることができ、操作者は、上記ディスプレイ753での情報に基づいて上記制御システム720により上記電動刈取機の作業状態を迅速に調整することができる。
【０１２１】
上記ディスプレイ753は、上記機体770のコントロール手すりに設けられることで、操作者は、上記機体監視ユニット750がフィードバックした情報を容易に読み取ることができる。当業者に理解できるように、本発明の別の実施例では、上記ディスプレイ753は、上記電池箱710の外側に設けられてもよい。本発明の好ましい実施例では、上記機体監視ユニット750内部のモジュールの接続方式は、集積接続である。
【０１２２】
さらに、上記電池情報監視モジュール751は、回路板に互いに集積接続されたSOC状態表示モジュール7511、電圧監視モジュール7512、電流監視モジュール7513及び電量監視モジュール7514を含んでもよい。上記電池情報監視モジュール751は、情報を上記ディスプレイ753に即時に送信して表示する。より具体的には、上記SOC状態表示モジュール7511は、上記SOCモジュール71311に電気的に接続され、SOC状態情報を上記ディスプレイ753に即時に表示する。上記電圧監視モジュール7512は、上記検出モジュール7132に電気的に接続され、上記電池パック712の電圧状態(単一の端子の電圧及び総電圧) を上記ディスプレイ753に即時に表示する。上記電流監視モジュール7513は、上記検出モジュール7132に電気的に接続され、上記電池パック712の電流状態(単一の電流及び総電流) を上記ディスプレイ753に即時に表示する。上記電量監視モジュール7514は、上記充放電管理・制御モジュール71312に電気的に接続され、上記電池パック712の電量情報をディスプレイ753に即時に表示する。なお、上記電池情報監視モジュール751は、アラームモジュール7515をさらに含む。上記アラームモジュール7515は、上記熱管理・制御モジュール71313に電気的に接続され、電池短絡及び電池過熱等の状況が発生したときに音声を迅速に発して操作者に警告する。
【０１２３】
上記機体状態監視モジュール752は、モータ回転速度監視モジュール7521、農機走行速度監視モジュール7522及び機能状態監視モジュール7524をさらに含む。上記駆動システム730の上記回転速度センサー7351は、上記モータ731の回転速度情報を上記制御システム720により上記機体監視ユニット750の上記モータ回転速度監視モジュール7521に送信し、上記モータ回転速度監視モジュール7521は、上記モータ731の回転速度情報を上記ディスプレイ753に即時に表示する。上記駆動システム730の上記回転速度センサー7352は、上記走行組立部品772の走行速度情報を上記制御システム720により上記機体監視ユニット750の上記農機走行速度監視モジュール7522に送信する。上記センサー754は、上記機能実行組立部品760に接続され、機能実行状態情報を上記機能状態監視モジュール7524により上記ディスプレイ753に即時に出力することによって、操作者は、上記ディスプレイ753から情報フィードバックを取得し、タイムリーに調整することができる。上記機体状態監視モジュール752は、タイマー7523をさらに含む。上記タイマー7523は、上記制御システム720及び上記機能実行組立部品760に電気的に接続され、上記電動刈取機の時間計測機能を実現する。
【０１２４】
本発明の好ましい実施例では、上記機体監視ユニット750は、有線又は無線の方式により各機能モジュールに集積接続される。本発明の別の実施例では、上記機体監視ユニット750は、リモート監視であり、つまり、操作者は、リモートモニターを用いて上記電動刈取機をリモート監視することができる。より具体的には、上記機体監視ユニット750は、知能ルーティングモジュール755をさらに含む。上記知能ルーティングモジュール755は、インターネットに接続されることで、上記ディスプレイ753にフィードバックされる様々な情報を無線の方式により操作者のモバイル表示端末装置、例えば、リモートモニター又は携帯、ラップトップ等に送信することができる。
【０１２５】
つまり、本発明の別の実施例では、上記機体監視ユニット750は、上記知能ルーティングモジュール755をさらに含む。上記知能ルーティングモジュール755は上記電池情報監視モジュール751及び上記機体状態監視モジュール 752に接続される。上記ディスプレイ753は、上記電動刈取機に取り外し可能に接続される。上記ディスプレイ753は、情報受信モジュールを含む。上記知能ルーティングモジュール755は、有線又は無線の方式により上記ディスプレイ753の上記情報受信モジュールに送信する。操作者は、上記ディスプレイ753を上記電動刈取機における監視に便利な位置に取り付けてもよいか、又は上記ディスプレイ753を上記電動刈取機から取り外し携帯することでリモート監視してもよい。
【０１２６】
つまり、本発明の別の実施例では、上記機体監視ユニット750は、上記知能ルーティングモジュール755をさらに含む。上記知能ルーティングモジュール755は上記電池情報監視モジュール751及び上記機体状態監視モジュール752に接続される。上記知能ルーティングモジュール755は、情報伝送モジュールを含む。上記情報伝送モジュールは、受信した情報を無線伝送によりモバイルクライアントに伝送する。操作者は、携帯又はラップトップにクライアントをダウンロードし、上記電動刈取機の動作状況を随時監視することができる。
【０１２７】
図12は、本発明の上記好ましい実施例に係る上記電動刈取機の電池制御ユニットを示す。該電池制御ユニットにより、上記電動刈取機が運転するときの電気エネルギー状態を管理・制御することができる。つまり、上記電池制御ユニットは、電池に有効管理及び安全監視を行うことによって、上記電池の効率及び信頼性を向上させ、上記電池の使用寿命を延長することができる。また、上記電池制御ユニットは、電池管理システム(Battery Management System,BMS)とも呼ばれる。上記電池制御ユニット10100により上記電動刈取機の関連情報パラメーターを検出して処理した後、上記電動刈取機の制御システム10300に電気エネルギーを出力する。上記電気エネルギーは、電池又は電池パック10200により提供される。上記制御システム10300により駆動機構10500を検出し、実現可能な上記情報パラメーターを上記電池制御ユニット10100に提供し、最後に操作者は表示システム10400が提供した上記情報パラメーターに基づいて関連する機械式伝動システム機構10600を操作することで上記電動刈取機の運転及び刈取の目的を達成する。また、上記制御システム10300は、上記駆動機構10500に指令を与えるために用いられ、上記駆動機構10500は、各機械式伝動システム機構10600により各機能700に必要な動力源を提供する。
【０１２８】
図12に示すように、上記電池制御ユニット10100は、上記電池パック10200と上記制御システム10300との間に電気的に接続される。このようにして、上記電池制御ユニット10100は、上記電池の使用状態を制御・管理するとともに、上記電池の上記電気エネルギーを上記電動刈取機の上記制御システムに出力することができる。また、上記制御システム10300は、上記駆動機構10500を検出し、上記駆動機構10500の上記情報パラメーターを上記電池制御ユニット10100に送信することができる。なお、上記電池制御ユニット10100は、上記表示システム10400に電気的に接続されることで、上記情報パラメーターを上記電池制御ユニット10100により上記表示システム10400に送信し、上記表示システム10400に様々な設計数値を表示することができる。特に、上記駆動機構10500は、上記制御システム10300に電気的に接続され、且つ上記機械式伝動システム機構10600に接続されることで、上記制御システム10300が上記駆動機構10500に操作指令を送信するときに、上記駆動機構10500が動力源を上記機械式伝動システム機構10600に提供することによって、上記機械式伝動システム機構10600は、上記電動刈取機の所定の各機能700を発揮することができる。
【０１２９】
本発明の好ましい実施例では、図13に示すように、上記電動刈取機の上記電池制御ユニットは、診断モジュール10101，管理モジュール10102及び表示ユニット10103を含む。上記電池パック10200は、それぞれ上記診断モジュール10101、上記管理モジュール10102及び上記表示ユニット10103に電気的に接続される。上記診断モジュール10101、上記管理モジュール10102及び上記表示ユニット10103は、組み合わせて使用されることにより、データ収集、電池状態推定、エネルギー管理、安全管理、通信機能、熱管理、充電保証機能、故障診断及び履歴データ記憶等の制御管理を達成することができる。
【０１３０】
特に、上記診断モジュール10101は、少なくとも1つの診断チップを含むことで、上記電池パックの電圧信号を受信し、高電圧又は低電圧保護等の機能を発揮する。上記管理モジュール10102は、少なくとも1つの管理チップを含むことで、上記電池パックの電圧、電流、温度情報を受信し、SOC推算、電池サイクル寿命推算、過電流及び過熱保護を行う。
【０１３１】
上記データ収集は、上記電動刈取機が作業するときの各状態及び上記電動刈取機が作業するときの上記電池パックの状態を収集することである。各データの収集は、上記電池制御ユニット100の特定に対して重要な指標である。したがって、電池状態推定はSOC及びSOH等を含み、上記電動刈取機がエネルギー及びパワー制御を行う主要な依拠であり、パワーを提供するために上記電動刈取機を使用するときに上記電動刈取機のエネルギー消費量を随時に計算する必要がある。上記エネルギー管理は、電流、電圧、温度、SOC、SOH等を入力パラメーターとして均等充放電過程の監視及び管理を行う。したがって、上記電池制御ユニットは、均等化電源モジュールをさらに含む。該均等化電源モジュールは、上記管理モジュール10102及び上記診断モジュール10101に接続されることで、充電電圧の均等化を保証する。上記安全管理は、電池電圧、電流及び温度が制限を超えたか否かを監視し、電池の過充電及び過放電、特に熱暴走を防止することであり、一般的には、直接電源遮断、アラーム、及び短絡等により安全管理を行う。上記通信機能は、アナログ信号、PWM信号、CANバス又はI2Cシリアルインタフェース等によるものである。上記熱管理は、電池温度の均等化を維持し、合理的な範囲内で高温電池を放熱し、低温電池を加熱する管理である。上記充電保証機能については、各電池の作業状態を検出した後、充電制御により特性が異なる電池に対して充放電差別処理を行うことで、過充電又は過放電の現象がないことを保証する。したがって、上記電池制御ユニットは、上記電池パック及び上記管理モジュールに接続された保護モジュールをさらに含む。上記履歴データ記憶は、後続の分析判断のために上記電池パックの履歴状況を記憶することである。
【０１３２】
上記電池制御ユニット10100は、アナログ信号、PWM信号、CANバス又はI2Cシリアルインタフェースからなる群より選択される通信モジュールをさらに含むことによって、上記電動刈取機の使用状態における情報の取得及び処理を確保する。
【０１３３】
本発明の好ましい実施例によれば、図14は、上記電動刈取機の上記電池制御ユニットの別の設計態様である。上記電池制御ユニット10100は、制御ユニット1011、温度センサー1012、均等化回路1013、電圧取得回路1014、電流取得回路1015、駆動処理回路1016、充放電ユニット1017、短絡保護回路1018、メモリ1019、電源回路1020、RS232通信駆動1021、及びCAN-BUS通信駆動1022を含む。上記各ユニット及び回路は、設計需要に応じて接続されて上記電動刈取機の電動システムに用いられ、上記電池パックを効果的な管理及び安全監視を行う。上記電池制御ユニットの上記電池パックに対する管理は、SOCを正確に推算し、即ち、上記電池パックの荷電状態(State of Charge，SOC;電池残量とも呼ばれる)を正確に推算し、上記電池制御ユニットによりSOCが合理的な範囲に維持されることを保証し、過充電又は過放電による記電池パックへの損害を防止し、さらに上記電池の残量又はエネルギー貯蔵電池の荷電状態をリアルタイムに予報することを含む。
【０１３４】
上記電池パック充放電の過程において、上記電池パックにおける各電池の端子電圧及び温度、充放電電流、電池の総電圧を即時に収集することで、電池の過充電又は過放電の現象を防止する。同時に、上記電池状況をタイムリーに提供することによって、問題のある上記電池を選別し、電池パック全体の運転の信頼性及び効率性を保持することができ、電池残量推定モデルの実現を可能にする。さらに、新規電池、充電器等のさらなる最適化及び開発に資料を提供するために、各電池の使用履歴を構築する必要がある。
【０１３５】
本発明の好ましい実施例によれば、図15は、上記電動刈取機の上記電池制御ユニットの別の設計態様である。上記電池制御ユニット10100は、制御ユニット1011A、電圧検出ユニット1012A、温度検出ユニット1013A、保護ユニット1014A、充電均等化ユニット1015A、メモリ1016A、電量計1017A、保護回路1018A及び交換接続モジュール1019Aを含む。上記各ユニット及び回路は、設計需要に応じて接続されて上記電動刈取機の電動システムに用いられ、上記電池パックを効果的な管理及び安全監視を行う。上記電池制御ユニット10100の上記電池パック10200に対する管理は、SOCを正確に推算し、即ち、上記電池パックの荷電状態(State of Charge，SOC;電池残量とも呼ばれる)を正確に推算し、上記電池制御ユニットによりSOCが合理的な範囲に維持されることを保証し、過充電又は過放電による上記電池パックへの損害を防止し、さらに上記電池の残量又はエネルギー貯蔵電池の荷電状態をリアルタイムに予報することを含む。
【０１３６】
上記電池パック充放電の過程において、上記電池パックにおける各電池の端子電圧及び温度、充放電電流、電池の総電圧を即時に収集することで、電池の過充電又は過放電の現象を防止する。同時に、上記電池状況をタイムリーに提供することによって、問題のある上記電池を選別し、電池パック全体の運転の信頼性及び効率性を保持することができ、電池残量推定モデルの実現を可能にする。さらに、新規電池、充電器等のさらなる最適化及び開発に資料を提供するために、各電池の使用履歴を構築する必要がある。
【０１３７】
当業者に理解できるように、上記各電池制御ユニットの設計態様は、異なる必要、例えば、異なる農機、環境、需要に応じて調整することができる。特に、本発明では、主として上記電池制御ユニットにより上記電動刈取機の電動システムを制御管理する。つまり、上記電池制御ユニットと上記電動刈取機の上記電池とを組合せることによって、上記電池の電圧、温度、電流を検出すると同時に、熱管理、電池均等化管理、警報、漏電検出、残量計算、放電パワー、SOC&SOH状態報告等を行うことで、上記電池パックの最適な使用方法を提供し、電池パックの濫用及び不当使用を防止し、使用の安全性及び長寿命を保証し、その性能を最大限に発揮し、電池容量及びエネルギー利用の高効率性を実現する。
【０１３８】
また、図17に示すように、本発明は、電動刈取機の電池制御ユニット検出方法をさらに提供する。該方法は、電池パック10200の状態を確認するステップ(S01)と、上記電池パック10200の電圧を確認するステップ(S02)と、上記電池パック10200の温度を確認するステップ(S03)と、上記電池パック10200の電流を確認するステップ(S04)とを含む。
【０１３９】
ステップ(S01)において、上記電池パック10200が充電状態、放電状態又は待機状態にあることを確認し、充電状態の場合、充電均等化設定を行い;放電状態の場合、ステップ(S02)を実行し;待機状態の場合、休眠状態に入る。
【０１４０】
ステップ(S02)において、上記電池パック10200の電圧を確認し、過充電の場合、充電保護設定を実行し;過放電の場合、放電保護設定を実行し;正常数値である場合、ステップ(S03)を実行する。
【０１４１】
ステップ(S03)において、上記電池パック10200の温度を確認し、温度が高すぎる場合、充放電保護を実行し;温度が正常数値である場合、ステップ(S04)を実行する。
【０１４２】
ステップ(S04)において、上記電池パック10200の電流を確認し、過電流現象が発生する場合、充放電保護を実行する。
【０１４３】
当業者に理解できるように、上述ステップの順序は、製造プロセスの需要に応じて調整することができる。
【０１４４】
当業者であれば、図面に示された実施例及び以上説明された本発明の実施例は本発明の例示的なものであって、本発明を制限するものではないことを理解できるであろう。
【０１４５】
以上のことから、本発明の目的は十分かつ有効に完成されることができる。本発明の機能及び構造原理を解説するための上記実施例は十分に説明されており、本発明はこれらの実施例により限定されない。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及び趣旨内に含まれる全ての修正を含む。
【図１】
2019516402.tif 000003
【図２Ａ】
2019516402.tif 000004
【図２Ｂ】
2019516402.tif 000005
【図３】
2019516402.tif 000006
【図４】
2019516402.tif 000007
【図５】
2019516402.tif 000008
【図６】
2019516402.tif 000009
【図７】
2019516402.tif 000010
【図８】
2019516402.tif 000011
【図９】
2019516402.tif 000012
【図１０】
2019516402.tif 000013
【図１１】
2019516402.tif 000014
【図１２】
2019516402.tif 000015
【図１３】
2019516402.tif 000016
【図１４】
2019516402.tif 000017
【図１５】
2019516402.tif 000018
【図１６】
2019516402.tif 000019
【国際調査報告】
2019516402.tif 000020
2019516402.tif 000021
2019516402.tif 000022
2019516402.tif 000023
2019516402.tif 000024