CN106627203A - 一种纯电动环卫车车载电源系统 - Google Patents
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Abstract
一种纯电动环卫车车载电源系统，包括电池储能系统、高压箱、辅助变流器、主变流器和牵引电机；高压箱内部通讯接口通过CAN总线与电池箱内部通讯接口连接实现主控模块与从控模块通讯；整车通讯接口传递主控模块与整车控制器、充电机之间的通讯信息；电池管理系统BMS通过CAN总线与整车控制器、充电机、仪表进行通讯，对电池系统进行安全、可靠、高效的管理；整车控制器通过CAN总线读取电池管理系统BMS数据，并将数据显示在仪表盘上，同时通过电池管理系统BMS与充电机的通讯实现智能充电控制。该电源系统适合纯电动环卫车使用，电源系统的稳定性好，安全度高。
Description
技术领域
本发明涉及环卫车，尤其是一种纯电动环卫车车载电源系统。
背景技术
目前电动车辆在国民经济中所占份额不是很高，但是它符合国家定的节能环保趋势，大大方便了短途交通，最主要是通过对能源和环境的节省和保护在国民经济中起着重要的作用。电动车近几年发展迅猛，有取代燃油车的趋势，一些公共交通工具和作业车俩纷纷推出电动版的车型。如电动环卫车，纯电动的环卫车采用电池储能系统作为能源，实现牵引电机的驱动以及向车上用电设备供电。纯电动环卫车的车载电源系统的稳定性，直接影响环卫车的续航能力和安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纯电动环卫车车载电源系统，适合纯电动环卫车使用，电源系统的稳定性好，安全度高。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种纯电动环卫车车载电源系统，包括电池储能系统、高压箱、辅助变流器、主变流器和牵引电机，电池储能系统依次通过高压箱、辅助变流器给车内用电设备供电，电池储能系统依次通过高压箱、辅助变流器、主变流器给牵引电机供电；
所述电池储能系统包括若干相互串联连接的电池箱，所述电池箱上设有四个接口，分别是正极接线端、负极接线端、防止电池在充放电过程中温度过高产生压力发生爆炸的防爆阀和实现与高压箱通讯的电池箱内部通讯接口；所述电池箱内设有用于检测电池箱内电池状态的从控模块，所述电池箱内部通讯接口与从控模块连接；
所述高压箱外部设有电池充接口、放电接口，输入接口，高压箱内部通讯接口、充电通讯接口和整车通讯接口；高压箱内部装有电池管理系统BMS的主控模块，所述高压箱内部通讯接口通过CAN总线与电池箱内部通讯接口连接实现主控模块与从控模块通讯；整车通讯接口传递主控模块与整车控制器、充电机之间的通讯信息；充电通讯接口用于电池箱充电时传递直流充电插座与直流充电枪闭合端之间的温度信息以及用于车载电源电池管理系统BMS的调试；
电池管理系统BMS通过CAN总线与整车控制器、充电机、仪表进行通讯，对电池系统进行安全、可靠、高效的管理；整车控制器通过CAN总线读取电池管理系统BMS数据，并将数据显示在仪表盘上，同时通过电池管理系统BMS与充电机的通讯实现智能充电控制；
电池管理系统BMS通过控制继电器控制充电接口和放电接口的工作状态。
作为改进，所述电池储能系统由五个电池箱组成，分别是由54串38并组成的2个大电池箱和由24串38并组成的3个小电池箱组成；大电池箱内装有1个60串从控模块和10个温度传感器，小电池箱内装有1个24串从控模块和5个温度传感器。
作为改进，所述充电接口包括充电正极和充电负极，放电接口包括放电正极和放电负极，充电正极通过继电器K1与电池储能系统的正极连接，放电正极通过继电器K2与电池储能系统的正极连接；充电负极和放电负极合并并通过分流器后与电池储能系统的负极连接；所述电池管理系统BMS采集分流器的电流信息。
作为改进，所述电池管理系统BMS向整车控制器发送的指令包括电池管理系统BMS的基本状态信息、单体电池电压信息、电池温度信息、电池组工作电流信息、绝缘值信息、电池组SOC信息、电池故障信息和电池组工作电压信息；整车控制器向电池管理系统BMS发送的指令包括高压放电继电器断开指令和高压放电继电器闭合指令；充电机向电池管理系统BMS发送的指令包括充电正继电器断开指令、充电正继电器闭合指令、充电负继电器断开指令和充电负继电器闭合指令。
所述高压箱与电池储能系统的正极之间设有手动开关，方便维修以及平时的维护，保障人身安全。
作为改进，所述辅助变流器的正极端设有主正接触器和与主正接触器并联的预充接触器，辅助变流器的负极端设有主负接触器；所述预充接触器与预充电阻，上电过程中，先闭合预充接触器和主负接触器，进入预充阶段，当预充电压达到电池储能系统电压的95%后，闭合主正接触器，断开预充接触器，上电完成。
作为改进，在行车过程中，当司机踩下制动踏板后，根据踩下制动踏板的角度，先进行电制动，后电制动和机械制动同时进行；电制动时，牵引电机的动力转换为电力并向电池储能系统充电。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
电池管理系统BMS能够实现与整车控制器、充电机之间的通讯，能够实现车辆运行中对电池信息监控，信息收集和反馈，同时也能够实现充电过程中对电池的电压、电流大小以及电池温度大小和充电插座端温度的大小的监控，以防过充或过温导致电池损坏。
由于实际充电过程中，为了增加电池的使用寿命以及保护电池性能，我们采用了电流实时调节的方式对电池进行充电，根据电池在不同温度不同SOC，设定了不同的充电电流，其优点是不易过充，充电安全性高。
附图说明
图1为本发明电源系统结构框图。
图2为高压箱与电池储能系统电气连接图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种纯电动环卫车车载电源系统，包括电池储能系统、高压箱、辅助变流器、主变流器和牵引电机，电池储能系统依次通过高压箱、辅助变流器给车内用电设备供电，电池储能系统依次通过高压箱、辅助变流器、主变流器给牵引电机供电。
所述电池储能系统由五个电池箱组成，分别标记2号、3号的大电池箱和标记为1号、4号、5号的小电池箱。大电池箱由54串38并组成，大电池箱内装有1个60串从控模块和10个温度传感器。小电池箱由24串38并组成，小电池箱内装有1个24串从控模块和5个温度传感器。电池箱相互串联，依次为3号电池箱、5号电池箱、2号电池箱、1号电池箱和4号电池箱。电池箱包括箱体和设于箱体内的电池，所有电池箱的箱体上均设有四个接口，分别是正极接线端、负极接线端、防止电池在充放电过程中产生压力发生爆炸的防爆阀和实现与高压箱通讯的电池箱内部通讯接口。所述电池箱内设有用于检测电池箱内电池状态的从控模块，所述电池箱内部通讯接口与从控模块连接。
如图2所示，所述高压箱外部设有电池充接口、放电接口，输入接口，高压箱内部通讯接口、充电通讯接口和整车通讯接口。所述充电接口包括充电正极和充电负极，放电接口包括放电正极和放电负极，充电正极通过继电器K1与电池储能系统的正极连接，放电正极通过继电器K2与电池储能系统的正极连接；充电负极和放电负极合并并通过分流器后与电池储能系统的负极连接；所述电池管理系统BMS采集分流器的电流信息。高压箱内部装有电池管理系统BMS的主控模块，所述高压箱内部通讯接口通过CAN总线与电池箱内部通讯接口连接实现主控模块与从控模块通讯。整车通讯接口传递主控模块与整车控制器、充电机之间的通讯信息。充电通讯接口用于电池箱充电时传递直流充电插座与直流充电枪闭合端之间的温度信息以及用于车载电源电池管理系统BMS的调试。所述高压箱与电池储能系统的正极之间设有手动开关S1，方便维修以及平时的维护，保障人身安全。
所述辅助变流器的正极端设有主正接触器和与主正接触器并联的预充接触器，辅助变流器的负极端设有主负接触器；所述预充接触器与预充电阻，上电过程中，先闭合预充接触器和主负接触器，进入预充阶段，当预充电压达到电池储能系统电压的95%后，闭合主正接触器，断开预充接触器，上电完成。
在行车过程中，当司机踩下制动踏板后，根据踩下制动踏板的角度，先进行电制动，后电制动和机械制动同时进行；电制动时，牵引电机的动力转换为电能并向电池储能系统充电。
电池管理系统BMS通过CAN总线与整车控制器、充电机、仪表进行通讯，对电池系统进行安全、可靠、高效的管理。整车控制器通过CAN总线读取电池管理系统BMS数据，并将数据显示在仪表盘上，同时通过电池管理系统BMS与充电机的通讯实现智能充电控制。所述电池管理系统BMS向整车控制器发送的指令包括电池管理系统BMS的基本状态信息、单体电池电压信息、电池温度信息、电池组工作电流信息、绝缘值信息、电池组SOC信息、电池故障信息和电池组工作电压信息；整车控制器向电池管理系统BMS发送的指令包括高压放电继电器断开指令和高压放电继电器闭合指令；充电机向电池管理系统BMS发送的指令包括充电正继电器断开指令、充电正继电器闭合指令、充电负继电器断开指令和充电负继电器闭合指令。
Claims (7)
1.一种纯电动环卫车车载电源系统，其特征在于：包括电池储能系统、高压箱、辅助变流器、主变流器和牵引电机，电池储能系统依次通过高压箱、辅助变流器给车内用电设备供电，电池储能系统依次通过高压箱、辅助变流器、主变流器给牵引电机供电；
所述电池储能系统包括若干相互串联连接的电池箱，所述电池箱上设有四个接口，分别是正极接线端、负极接线端、防止电池在充放电过程中温度过高产生压力发生爆炸的防爆阀和实现与高压箱通讯的电池箱内部通讯接口；所述电池箱内设有用于检测电池箱内电池状态的从控模块，所述电池箱内部通讯接口与从控模块连接；
所述高压箱外部设有电池充接口、放电接口，输入接口，高压箱内部通讯接口、充电通讯接口和整车通讯接口；高压箱内部装有电池管理系统BMS的主控模块，所述高压箱内部通讯接口通过CAN总线与电池箱内部通讯接口连接实现主控模块与从控模块通讯；整车通讯接口传递主控模块与整车控制器、充电机之间的通讯信息；充电通讯接口用于电池箱充电时传递直流充电插座与直流充电枪闭合端之间的温度信息以及用于车载电源电池管理系统BMS的调试；
电池管理系统BMS通过CAN总线与整车控制器、充电机、仪表进行通讯，对电池系统进行安全、可靠、高效的管理；整车控制器通过CAN总线读取电池管理系统BMS数据，并将数据显示在仪表盘上，同时通过电池管理系统BMS与充电机的通讯实现智能充电控制；
电池管理系统BMS通过控制继电器控制充电接口和放电接口的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动环卫车车载电源系统，其特征在于：所述电池储能系统由五个电池箱组成，分别是由54串38并组成的2个大电池箱和由24串38并组成的3个小电池箱组成；大电池箱内装有1个60串从控模块和10个温度传感器，小电池箱内装有1个24串从控模块和5个温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动环卫车车载电源系统，其特征在于：所述充电接口包括充电正极和充电负极，放电接口包括放电正极和放电负极，充电正极通过继电器K1与电池储能系统的正极连接，放电正极通过继电器K2与电池储能系统的正极连接；充电负极和放电负极合并并通过分流器后与电池储能系统的负极连接；所述电池管理系统BMS采集分流器的电流信息。
4.根据权利要求1所述的一种纯电动环卫车车载电源系统，其特征在于：所述电池管理系统BMS向整车控制器发送的指令包括电池管理系统BMS的基本状态信息、单体电池电压信息、电池温度信息、电池组工作电流信息、绝缘值信息、电池组SOC信息、电池故障信息和电池组工作电压信息；整车控制器向电池管理系统BMS发送的指令包括高压放电继电器断开指令和高压放电继电器闭合指令；充电机向电池管理系统BMS发送的指令包括充电正继电器断开指令、充电正继电器闭合指令、充电负继电器断开指令和充电负继电器闭合指令。
5.根据权利要求1所述的一种纯电动环卫车车载电源系统，其特征在于：所述高压箱与电池储能系统的正极之间设有手动开关。
6.根据权利要求1所述的一种纯电动环卫车车载电源系统，其特征在于：所述辅助变流器的正极端设有主正接触器和与主正接触器并联的预充接触器，辅助变流器的负极端设有主负接触器；所述预充接触器与预充电阻，上电过程中，先闭合预充接触器和主负接触器，进入预充阶段，当预充电压达到电池储能系统电压的95%后，闭合主正接触器，断开预充接触器，上电完成。
7.根据权利要求1所述的一种纯电动环卫车车载电源系统，其特征在于：在行车过程中，当司机踩下制动踏板后，根据踩下制动踏板的角度，先进行电制动，后电制动和机械制动同时进行；电制动时，牵引电机的动力转换为电能并向电池储能系统充电。
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