CN104079040A - 采血车及采血车载设备的供电装置及供电方式 - Google Patents

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张思泉
杨宏远
王继辉
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Abstract

本发明提供一种采血车及采血车载设备的供电装置及供电方式,包括车体及安装在车体内的用电负载,其特征在于:车体内安装有可充电锂电池组,锂电池组与用电负载连接并为用电负载供电;车体外安装有太阳能电池板,太阳能电池板与锂电池组连接为锂电池组充电;锂电池组可与直流充电桩连接并由直流充电桩充电。本发明的关键在于在采血车上设置了可充电锂电池组和太阳能电池板,这样,在采血车处于外界电源不稳定或者无法接通外接电源时,可以使用事先充好电的可充电锂电池组,并且可以利用太阳能电池板为可充电锂电池继续充电,以保证采血车的顺利运转。

Description

采血车及采血车载设备的供电装置及供电方式
技术领域
[0001] 本发明属于一种医疗车辆,尤其涉及一种采血车。
背景技术
[0002] 采血车是在车辆的底盘和车体上安装采血设备,例如冰箱,电子秤,热合机及其他采血相关设备,采血车上还有空调、照明等设备。这样采血车可以流动到不同地方,采集血液后储存运回血库,大大方便了医疗血源的收集。
[0003] 采血车工作时其设备对电力要求很大,且对电力供给和电流、电压的稳定性是有很高要求的,如果达不到要求,可能会无法继续采血,或者已经采集的血液无法保存而败坏。
[0004] 在供电条件好的场所,例如大城市的采血点,上述供电要求是可以保障的。但是,如果采血车到乡镇或者村落,甚或是野外条件下进行采血时,就可能没有可以即插即用的稳定供电源,而需要从输电线路上接出,这不仅工作危险,操作麻烦,而且由于输电线路直接接出的电的电压电流稳定性无法保障,从而设备的稳定运行也无法保障,而且如果没有输电线路,就无法采血了。同时,目前采血车设备供电电源通常采用柴油发电机供电,由于柴油发电机工作时噪音较大,给人们的生活环境带来影响。
发明内容
[0005] 本发明提供一种采血车及采血车载设备的供电装置,其目的是解决现有技术存在的缺点,使采血车及其车载设备可以在各种不同的环境下一般都可以稳定地得到电力供应,同时消除噪音的影响。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007] 采血车及采血车载设备的供电装置,包括车体及安装在车体内的用电负载,其特征在于:车体内安装有可充电锂电池组,锂电池组与用电负载连接并为用电负载供电;车体外安装有太阳能电池板,太阳能电池板与锂电池组连接为锂电池组充电;锂电池组可与直流充电桩连接并由直流充电桩充电。
[0008] 上述锂电池组为并联的两组分锂电池组构成,分别为分锂电池组A、分锂电池组B,每组分锂电池组分别与一个BMS连接并被该BMS控制,每个BMS均与一个总主控模块以内CAN的通讯方式连接,该总主控模块与太阳能电池板的太阳能控制器以外CAN的方式连接,该总主控模块还具有与直流充电桩进行外CAN的方式连接的接口。
[0009] 本发明还提供采血车及采血车载设备的供电方式:
[0010] 当两组分锂电池组中的一组分锂电池组处于输出状态时,另一组分锂电池组处于充电状态或者休眠状态。
[0011] 具体的,采血车及采血车载设备的供电方式是:
[0012] I)当系统上电之后,BMS自动检测分锂电池组A和分锂电池组B的总压及S0C,优先选择总压或者SOC高的分锂电池组放电,同时选择总压及SOC低的分锂电池组充电;
[0013] 2)当分锂电池组A的SOC下降到设定值时,分锂电池组A放电结束,自动切换到分锂电池组B放电,同时终止分锂电池组B的充电,开始对分锂电池组A充电;
[0014] 3)当分锂电池组B充电到SOC或者单体电压大于设定值,且分锂电池组A放电尚未结束时,分锂电池组B停止充电,开始对分锂电池组A充电;
[0015] 以上2)、3)步骤也可以是:
[0016] 21)当分锂电池组B的SOC下降到设定值时,分锂电池组B放电结束,自动切换到分锂电池组A放电,同时终止分锂电池组A的充电,开始对分锂电池组B充电;
[0017] 31)当分锂电池组A充电到SOC或者单体电压大于设定值,且分锂电池组B放电尚未结束时,分锂电池组A停止充电,开始对分锂电池组B充电;
[0018] 4)当分锂电池组A和分锂电池组B的SOC均小于设定值,且无充电时,系统启动蜂鸣器报警,提醒使用者;
[0019] 5)当分锂电池组A和分锂电池组B都没有放电,且分锂电池组A和分锂电池组B的SOC或者单体电压大于设定值时,充电结束,电池组进入自保护状态;
[0020] 6)当分锂电池组A和分锂电池组B的SOC均小于最小设定值时,分锂电池组A和分锂电池组B均停止放电,电池组进入自保护状态。
[0021] 本发明的有益之处在于:
[0022] 本发明的关键在于在采血车上设置了可充电锂电池组和太阳能电池板,这样,在采血车处于外界电源不稳定或者无法接通外接电源时,可以使用事先充好电的可充电锂电池组,并且可以利用太阳能电池板为可充电锂电池继续充电,以保证采血车设备用电需求,更加安全和环保。
附图说明
[0023] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0024] 图1是本发明系统框图;
[0025] 图2是本发明电池总成模块图;
[0026] 图3是本发明放电模块图。
具体实施方式
[0027] 如图1、图2、图3所示的本发明:
[0028] 如图1所示的系统框图,本发明是设在采血车中,锂电池组是可充电的,可以通过安装在采血车外表面的太阳能电池板充电,也可以通过基地的充电桩充电。锂电池组的放电可以通过DC/AC为行李舱风扇、冰箱、电子秤、热合机,锂电池组的放电可以为采血车的空调压缩机供电,锂电池组的放电可以通过DC/DC为采血车灯源和空调风扇马达、冷凝器及控制部分供电,锂电池组的放电可以通过车载直流充电器为车载铅酸蓄电池供电,车载铅酸蓄电池可以为锂电池组的BMS供电。以上行李舱风扇、冰箱、电子秤、热合机、空调压缩机、采血车灯源和空调风扇马达、冷凝器及控制部分都是采血车的车体内的用电负载,当然采血车内还可以有其他用电负载,可以由锂电池组供电。
[0029] 具体地,在图2中:
[0030] 锂电池组为并联的两组分锂电池组构成,分别为分锂电池组A、分锂电池组B,每组分锂电池组分别与一个BMS连接并被该BMS控制,每个BMS的外CAN通讯口均与一个总主控模块的内CAN通讯口连接,从而以内CAN的通讯方式连接,该总主控模块还通过外CAN通讯口与太阳能电池板的太阳能控制器以外CAN的方式连接,该总主控模块的外CAN通讯口还可以与直流充电桩进行外CAN的方式连接。总主控模块通过内CAN方式连接并协调控制两个BMS (通过BMS进一步地控制分锂电池组A、分锂电池组B)、太阳能电池板、直流充电桩的运作。总主控模块,与两个电池系统内的主控模块进行内CAN通讯;也与直流充电桩在充电过程中进行外CAN通讯;总主控模块在电池总压过低时,控制蜂鸣器报警(提醒用户故障);另外,此总主控模块也与太阳能控制器通讯,控制太阳能控制器的启停,使太阳能控制器保持软启动,保证太阳能控制器使用寿命及系统可靠性。
[0031] 电路保护元器件及电流检测元件模块,其中电路保护元器件包含充电继电器、断电继电器、继电器、熔断器、二极管等;电流检测元件包含霍尔电流传感器,检测主回路电流。继电器和霍尔电流传感器均由电池管理系统BMS来控制。
[0032] 分锂电池组A、分锂电池组B通过电路保护元器件及电流检测元件模块连接高压控制箱的放电接口,高压控制箱的放电接口如图3所示连接各个采血车内的用电负载等并供电。
[0033] 分锂电池组A、分锂电池组B分别连接BMS模块,每个BMS模块内都含有采集模块(如电流采集模块,电压采集、均衡、温度采集模块等,其功能是采集单体电池的电压、温度及对单体电池均衡功能,防止电池出现过压、欠压、过温、一致性偏差太大等情况,对锂电池进行保护),同时,采集模块将数据上传到BMS内的主控模块,由BMS内的主控模块控制BMS中的高压控制模块(干接点继电器),再通过高压控制模块控制电路保护单元中充电继电器、放电继电器、继电器的吸合及断开,对锂电池进行保护。BMS模块还有内SCAN通讯口连接显示屏。
[0034] 分锂电池组A(分锂电池组B同样结构)内各自包含有5个电池箱串联一起,每个箱体内装有20个单体电池,同时,电池串联回路中有高压切断开关,用于紧急情况下,对主回路进行切断,防止事故发生。
[0035] 分锂电池组A、分锂电池组B均与系统充放电接口连接。
[0036] 太阳能控制器充电端及直流充电桩充电端同时接入系统充电接口。
[0037] 如图3所示:
[0038] 高压控制箱的放电接口与空调压缩机连接并供电,这是采血车的主要负载。
[0039] 高压控制箱的放电接口通过一个车载直流充电器为车载铅酸蓄电池充电,同时车载直流充电器可以判断铅酸电池两端电压,控制车载直流充电器的启停工作。车载铅酸蓄电池为BMS供电,车载铅酸蓄电池也可以由充电桩输入的低压24V供电进行充电。高压控制箱的放电接口通过一个DC/DC转变为24V直流电为采血车灯源和空调风扇马达、冷凝器及控制部分等采血车上的低压负载供电。
[0040] 高压控制箱的放电接口通过一个DC/AC转变出交流电为行李舱风扇、冰箱、电子秤、热合机等采血车的交流用电负载供电。
[0041 ] 本发明中的BMS采购现有的BMS设备。
[0042] BMS 的定义:
[0043] 电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)电池管理系统(BMS)是电池与用户之间的纽带,主要对象是锂电池。锂电池在充放电过程中,过充电和过放电都对电池性能影响很大。电池管理系统(BMS)主要就是为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。
[0044] 电池管理系统功能
[0045] 电池管理系统可用于电动汽车,水下机器人等。一般而言电池管理系统要实现以下几个功能:
[0046] (I)准确估测 SOC:
[0047] 准确估测动力电池组的荷电状态(State of Charge,即SOC),即电池剩余电量,保证SOC维持在合理的范围内,防止由于过充电或过放电对电池造成损伤,并随时显示混合动力汽车储能电池的剩余能量,即储能电池的荷电状态。
[0048] (2)动态监测:
[0049] 在电池充放电过程中,实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压,防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况,挑选出有问题的电池,保持整组电池运行的可靠性和高效性,使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外,还要建立每块电池的使用历史档案,为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等提供资料,为离线分析系统故障提供依据。
[0050] 电池充放电的过程通常会采用精度更高、稳定性更好的电流传感器来进行实时检测,一般电流根据BMS的前端电流大小不同,来选择相应的传感器量程进行接近,以400A为例,通常采用开环原理,国内外的厂家均采用可以耐低温、高温、强震的JCE400-ASS电流传感器,选择传感器时需要满足精度高,响应时间快的特点。
[0051] (3)电池间的均衡:
[0052] 即为单体电池均衡充电,使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。
[0053] 本发明使用如下:
[0054] 在采血车回到基地时,可以用充电桩将分锂电池组充满电。
[0055] 采血车开出后,如果有稳定外界电源(市电),例如在闹市区,就优先用稳定外界电源为用电负载。
[0056] 当没有稳定外界电源时,启用锂电池组供电:
[0057] 当分锂电池处于充电状态,且同时外界太阳光较好,太阳能电池板的输出高于一定数值时,由太阳能电池板为用电负载供电,同时将多余的电量储存在锂电池中。
[0058] 也有只用锂电池组供电:
[0059] 两组分锂电池组中的一组分锂电池组处于输出状态时,另一组分锂电池组处于充电状态或者休眠状态。
[0060] 也即,一组分锂电池组先放电,另一组分锂电池组充电,处于放电状态的分锂电池组的状态下降到过放保护点时,太阳能电池板为该组分锂电池组充电,启用另一组分锂电池组为用电负载供电,如此循环。
[0061] 具体地,充放电策略如下:
[0062] I)当系统上电之后,BMS自动检测分锂电池组A和分锂电池组B的总压及SOC (电池残余电占总容量百分比),优先选择总压及SOC高的分锂电池组放电,同时选择总压及SOC低的分锂电池组充电;比如分锂电池组A的总压及SOC比分锂电池组B的高,那分锂电池组A的放电继电器闭合,开始放电;分锂电池组B的充电继电器闭合,开始充电。
[0063] 2)当分锂电池组A的SOC下降到设定值时,分锂电池组A放电结束,自动切换到分锂电池组B放电,同时分锂电池组B充电继电器断开,终止分锂电池组B的充电,分锂电池组A充电继电器闭合,开始对分锂电池组A充电;
[0064] 3)当分锂电池组B充电到SOC或者单体电压大于设定值,且分锂电池组A放电尚未结束时,分锂电池组B充电继电器断开,分锂电池组B停止充电,分锂电池组A充电继电器闭合,开始对分锂电池组A充电;
[0065] 以上2)、3)步骤的分锂电池组A和分锂电池组B对调后,也可以是:
[0066] 21)当分锂电池组B的SOC下降到设定值时,分锂电池组B放电结束,自动切换到分锂电池组A放电,同时分锂电池组A充电继电器断开,终止分锂电池组A的充电,分锂电池组B充电继电器闭合,开始对分锂电池组B充电;
[0067] 31)当分锂电池组A充电到SOC或者单体电压大于设定值,且分锂电池组B放电尚未结束时,分锂电池组A充电继电器断开,分锂电池组A停止充电,分锂电池组B充电继电器闭合,开始对分锂电池组B充电;
[0068] 4)当分锂电池组A和分锂电池组B的SOC均小于设定值,且无充电时,也即在电池总压过低时,总主控模块启动蜂鸣器报警,提醒使用者;
[0069] 5)当分锂电池组A和分锂电池组B都没有放电,且分锂电池组A和分锂电池组B的SOC或者单体电压大于设定值时,充电结束,电池组进入自保护状态;
[0070] 6)当分锂电池组A和分锂电池组B的SOC均小于最小设定值时,分锂电池组A和分锂电池组B均停止放电,电池组进入自保护状态。

Claims (4)

1.采血车及采血车载设备的供电装置,包括车体及安装在车体内的用电负载,其特征在于:车体内安装有可充电锂电池组,锂电池组与用电负载连接并为用电负载供电;车体外安装有太阳能电池板,太阳能电池板与锂电池组连接为锂电池组充电;锂电池组可与直流充电桩连接并由直流充电桩充电。
2.如权利要求1所述的采血车及采血车载设备的供电装置,其特征在于:锂电池组为并联的两组分锂电池组构成,分别为分锂电池组A、分锂电池组B,每组分锂电池组分别与一个BMS连接并被该BMS控制,每个BMS均与一个总主控模块以内CAN的通讯方式连接,该总主控模块与太阳能电池板的太阳能控制器以外CAN的方式连接,该总主控模块还具有与直流充电桩进行外CAN的方式连接的接口。
3.如权利要求2所述的采血车及采血车载设备的供电方式,其特征在于:两组分锂电池组中的一组分锂电池组处于放电输出状态时,另一组分锂电池组处于充电状态或者休眠状态。
4.如权利要求3所述的采血车及采血车载设备的供电方式,其特征在于: 1)当系统上电之后,BMS自动检测分锂电池组A和分锂电池组B的总压及SOC,优先选择总压及SOC高的分锂电池组放电,同时选择总压及SOC低的分锂电池组充电; 2)当分锂电池组A的SOC下降到设定值时,分锂电池组A放电结束,自动切换到分锂电池组B放电,同时终止分锂电池组B的充电,开始对分锂电池组A充电; 3)当分锂电池组B充电到SOC或者单体电压大于设定值,且分锂电池组A放电尚未结束时,分锂电池组B停止充电,开始对分锂电池组A充电; 以上2)、3)步骤也可以是: 21)当分锂电池组B的SOC下降到设定值时,分锂电池组B放电结束,自动切换到分锂电池组A放电,同时终止分锂电池组A的充电,开始对分锂电池组B充电; 31)当分锂电池组A充电到SOC或者单体电压大于设定值,且分锂电池组B放电尚未结束时,分锂电池组A停止充电,开始对分锂电池组B充电; 4)当分锂电池组A和分锂电池组B的SOC均小于设定值,且无充电时,系统启动蜂鸣器报警,提醒使用者; 5)当分锂电池组A和分锂电池组B都没有放电,且分锂电池组A和分锂电池组B的SOC或者单体电压大于设定值时,充电结束,电池组进入自保护状态; 6)当分锂电池组A和分锂电池组B的SOC均小于最小设定值时,分锂电池组A和分锂电池组B均停止放电,电池组进入自保护状态。
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