CN109449344A - 电动叉车用低成本锂电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动叉车锂电池包监控技术领域，尤其涉及一种电动叉车用低成本锂电池包；包括电池模组、电池管理系统、DCDC转换器、控制开关和充放电连接器，所述电池模组、所述控制开关、所述DCDC转换器和所述电池管理系统通过供电线依次电连接；所述充放电连接器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过供电线电连接；还包括充放电继电器，所述充放电继电器与所述电池模组和所述充放电连接器分别通过供电线电连接，所述充放电继电器与所述电池管理系统通过信号线电连接。本发明所公开的电动叉车用低成本锂电池包，通过设置充放电连接器和充放电继电器，充电放电共用一个高压回路，继电器、高压线束、连接器数量减少一套，大大降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及电动叉车锂电池包监控技术领域，尤其涉及一种电动叉车用低成本锂电池包。
背景技术
随着目前车辆保有量的不断增加，传统石油化学能源的消耗日渐累加，造成了严重的环境污染问题。石油作为一种短期内不可再生资源，随着使用量的加大和保有量的减少，供应量将会日趋紧张，价格将会不断增长，这将限制以传统石油作为能源的一系列产业发展。当今世界能源发展的现状，衍生出了很多的新能源产品，并实际应用于广泛的交通需求市场。国家的大力扶持，市场需求的增长，推动我国锂电经济的跨越式发展。铁锂电池进入叉车行业会给电动叉车带来颠覆性的发展潜力，对比铅酸电池，锂电池会从实用性、经济性、安全性有优势，是未来电动叉车的发展趋势。
叉车作为工业搬运车辆，可以对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业，主要应用液压油作为传输介质，利用传统发动机输出动力，驱动液压泵，液压阀，液压油缸，液压马达等液压系统的工作。作为液压系统最大的困难，就是液压油泄漏的问题。在一些室内仓库，会所，会堂等特殊作业场合，传统发动机运转所产生的噪音和排放的废气不符合特殊要求，也需要采用低噪音，绿色环保的纯电动叉车。
目前，市场上电动叉车所用的电池以铅酸电池为主，很少采用锂离子电池，铅酸电池充电时会“析氢”，产生酸雾，对环境污染严重；铅酸电池放电率低，一般的铅酸电池放电率仅为83.0％，电池容量没法得到充分利用；铅酸电池充电效率低，铅酸电池的平均充电效率为80％，且电量由0％充电至100％需要8～10小时，充电过程中会产生酸雾，需置于专用通风充电间，否则易产生空气爆燃，充电时还需要人工检查蒸馏水含量及人工补充；铅酸电池具有电池记忆效应，完全充放电400～1000次以内，剩余电量10％，有记忆效应；低温放电性能方面，铅酸电池的最佳放电温度为25℃，温度每降一度，容量下降1％，0℃容量剩余70％-75％；电池静置方面，铅酸电池静置1年内不使用或不充电，会导致电池容量快速降低，铅酸电池使用及回收时对环境易产生重金属污染，如何研制一种安全、环保、低成本、使用寿命长、可快速充放电的电动叉车用锂离子电池，是本领域专业技术人员迫切需要解决的一个技术问题。
因此，为了解决上述问题，急需发明一种新的电动叉车用低成本锂电池包。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种电动叉车用低成本锂电池包，充电放电共用一个高压回路，继电器、高压线束、连接器数量减少一套，大大降低了成本。
本发明提供了下述方案：
一种电动叉车用低成本锂电池包，包括电池模组、电池管理系统、DCDC转换器、控制开关和充放电连接器，所述电池模组、所述控制开关、所述DCDC转换器和所述电池管理系统通过供电线依次电连接；所述充放电连接器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过供电线电连接。
优选地，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括充放电继电器，所述充放电继电器与所述电池模组和所述充放电连接器分别通过供电线电连接，所述充放电继电器与所述电池管理系统通过信号线电连接。
优选地，还包括电压传感器，所述电压传感器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过信号线电连接。
优选地，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括温度传感器，所述温度传感器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过信号线电连接。
优选地，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括分流器，所述分流器与所述电池管理系统通过信号线电连接，所述分流器与所述电池模组通过供电线电连接。
优选地，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括显示器，所述显示器与所述电池管理系统分别通过供电线和信号线电连接。
优选地，所述显示器与所述充放电连接器通过供电线电连接。
优选地，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括CAN总线，所述显示器、所述充放电连接器分别通过CAN总线与所述电池管理系统电连接。
优选地，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括充放电状态传感器，所述充放电状态传感器与所述充放电连接器和所述电池管理系统分别通过信号线电连接。
优选地，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括使能按键，所述使能按键与所述电池管理系统通过信号线电连接。
本发明产生的有益效果：
1、本发明所公开的电动叉车用低成本锂电池包，包括电池模组、电池管理系统、DCDC转换器、控制开关和充放电连接器，所述电池模组、所述控制开关、所述DCDC转换器和所述电池管理系统通过供电线依次电连接；所述充放电连接器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过供电线电连接；所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括充放电继电器，所述充放电继电器与所述电池模组和所述充放电连接器分别通过供电线电连接，所述充放电继电器与所述电池管理系统通过信号线电连接；通过设置DCDC转换器和控制开关，用来实现在电池模组放电时对电池管理系统进行供电；并通过设置充放电连接器和充放电继电器，充电放电共用一个高压回路，继电器、高压线束、连接器数量减少一套，大大降低了成本。
2、通过设置电压传感器、电池管理系统、充放电状态传感器和充放电继电器，能够实现电动叉车锂电池包的自动充电和放电过程，提高锂电池包的使用寿命，进而保证了电动叉车使用的可靠性。
3、所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括分流器，用于检测电池模组的总输出电流值，并将检测到的总输出电流值发送给电池管理系统；温度传感器，用于检测电池模组的工作温度值，并将检测到的工作温度值发送给电池管理系统；显示器，用来将电池模组的电压值、总输出电流值和工作温度值进行显示输出；通过对锂电池包的电压、电流和温度的监控和显示，方便了解锂电池包的使用和工作状态，便于故障的提前预警和处理，进而提高了电动叉车使用的便捷性和可靠性以及安全性。
4、所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括DCDC转换器，用来转换电池模组的电压值，并为所述电池管理系统供电；控制开关，用来控制所述DCDC转换器供电的开启和关闭；利用控制开关控制DCDC转换器的开启和关闭，进而控制了电池管理系统是否被激活，降低了监控系统的故障率，保证了系统运行的可靠性。
5、所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括CAN总线，所述显示器、所述充电连接器分别通过CAN总线与所述电池管理系统电连接；利用CAN总线进行信号的快速传递，保证了各器件之间的良好通讯，提高了监控系统的运行效率。
6、所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括使能按键，所述使能按键与所述电池管理系统通过信号线电连接；通过设置使能按键进行人工唤醒电池管理系统和充放电状态传感器的自动唤醒，实现了电池管理系统的多种唤醒模式，方便了电池包的功能操作性，同时提高了工作的可靠性。
附图说明
图1为本发明的电动叉车用低成本锂电池包的结构框图；
图2为本发明的电动叉车用低成本锂电池包的电气框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1和图2所示，一种电动叉车用低成本锂电池包，包括电池模组1、电池管理系统2、DCDC转换器3、控制开关4和充放电连接器5，所述电池模组、所述控制开关、所述DCDC转换器和所述电池管理系统通过供电线依次电连接；所述充放电连接器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过供电线电连接。所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括充放电继电器6，所述充放电继电器与所述电池模组和所述充放电连接器分别通过供电线电连接，所述充放电继电器与所述电池管理系统通过信号线电连接。所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括电压传感器，所述电压传感器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过信号线电连接。所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括温度传感器，所述温度传感器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过信号线电连接。所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括分流器7，所述分流器与所述电池管理系统通过信号线电连接，所述分流器与所述电池模组通过供电线电连接。所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括显示器8，所述显示器与所述电池管理系统分别通过供电线和信号线电连接。所述显示器与所述充放电连接器通过供电线电连接。所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括CAN总线，所述显示器、所述充放电连接器分别通过CAN总线与所述电池管理系统电连接。所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括充放电状态传感器，所述充放电状态传感器与所述充放电连接器和所述电池管理系统分别通过信号线电连接。本实施例中所述充放电状态传感器由电池管理系统的第j输入端实现，通过检测电压确认充放电状态。所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括使能按键，所述使能按键与所述电池管理系统通过信号线电连接。
参见图2所示，所述电池管理系统的第a端至第l端分别为分流器采集正极，风流器采集负极，用于与分流器连接；接地端；12V电压端，分别与充放电连接器和显示器连接；CAN高端；CAN低端；LED按键唤醒信号输入端，用于手动唤醒所述电池管理系统；充电自动使能信号输入端；充放电继电器低压驱动端；AD电压采样端，用于检测充放电继电器是否粘连；以及电池模组CAN高端和电池模组CAN低端。10为电池管理系统的电压、温度采集线；9为熔断器。
参见图2所示，本实施例中所述的电动叉车用低成本锂电池包，分流器，用于检测电池模组的总输出电流值，并将检测到的总输出电流值发送给电池管理系统；温度传感器，用于检测电池模组的工作温度值，并将检测到的工作温度值发送给电池管理系统；显示器，用来将电池模组的电压值、总输出电流值和工作温度值进行显示输出；DCDC转换器，用来转换电池模组的电压值，并为电池管理系统供电；控制开关，用来控制DCDC转换器供电的开启和关闭。
本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包，包括电池模组、电池管理系统、DCDC转换器、控制开关和充放电连接器，所述电池模组、所述控制开关、所述DCDC转换器和所述电池管理系统通过供电线依次电连接；所述充放电连接器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过供电线电连接；所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括充放电继电器，所述充放电继电器与所述电池模组和所述充放电连接器分别通过供电线电连接，所述充放电继电器与所述电池管理系统通过信号线电连接；通过设置DCDC转换器和控制开关，用来实现在电池模组放电时对电池管理系统进行供电；并通过设置充放电连接器和充放电继电器，充电放电共用一个高压回路，继电器、高压线束、连接器数量减少一套，大大降低了成本。
本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包，通过设置电压传感器、电池管理系统、充放电状态传感器和充放电继电器，能够实现电动叉车锂电池包的自动充电和放电过程，提高锂电池包的使用寿命，进而保证了电动叉车使用的可靠性。
本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括分流器，用于检测电池模组的总输出电流值，并将检测到的总输出电流值发送给电池管理系统；温度传感器，用于检测电池模组的工作温度值，并将检测到的工作温度值发送给电池管理系统；显示器，用来将电池模组的电压值、总输出电流值和工作温度值进行显示输出；通过对锂电池包的电压、电流和温度的监控和显示，方便了解锂电池包的使用和工作状态，便于故障的提前预警和处理，进而提高了电动叉车使用的便捷性和可靠性以及安全性。
本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括DCDC转换器，用来转换电池模组的电压值，并为所述电池管理系统供电；控制开关，用来控制所述DCDC转换器供电的开启和关闭；利用控制开关控制DCDC转换器的开启和关闭，进而控制了电池管理系统是否被激活，降低了监控系统的故障率，保证了系统运行的可靠性。
本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括CAN总线，所述显示器、所述充电连接器分别通过CAN总线与所述电池管理系统电连接；利用CAN总线进行信号的快速传递，保证了各器件之间的良好通讯，提高了监控系统的运行效率。
本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包，所述的电动叉车用低成本锂电池包还包括使能按键，所述使能按键与所述电池管理系统通过信号线电连接；通过设置使能按键进行人工唤醒电池管理系统和充放电状态传感器的自动唤醒，实现了电池管理系统的多种唤醒模式，方便了电池包功能的操作性，同时提高了工作的可靠性。
参见图2所示，本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包，高压部分：充电、放电共用一个回路，回路有一个继电器，可以控制充放电回路。在电池正极设有总保险，来保护整个回路。负极设有分流器，采集整个回路的总电流，使高压部分更安全。DCDC转换器将电池包48V的电转换成12V的电供给BMS，在电池包外部设置空气开关来控制DCDC工作状态，可以降低静态功耗。低压部分：BMS设有温度、电压采样，对电池包每个模组的状态实时进行检测。继电器也设有采集点，来判断继电器是否粘连。对外BMS接显示屏，通过整车CAN对屏幕进行通讯，屏幕实时显示电池信息。BMS接充电机，通过整车CAN与充电机进行通讯，实时显示充电信息，如有故障时，停止充电。BMS内部也有电池CAN，可以实现电池信息读取、故障检测、自身软件升级等功能。充电枪使能，在进行充电操作时，使能信号会唤醒BMS，使BMS进入工作状态。LED按键唤醒，使用人员操作LED按键的时候，会将BMS唤醒，使之进入工作状态。
本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包：有利于控制：回路配备继电器，在电池包外部设置手动开关；有利于安全：配备主保险、具有继电器粘连检测功能；有利于监测：温度、电压、电流参数的采集；方便通讯：与显示器、充电机通过CAN通讯来实时交互信息；兼容性：配置DCDC模块，使BMS适用于各个电压平台锂电池包的方案，不同电压平台只需更换DCDC即可；降低成本：充电放电共用一个高压回路，继电器、高压线束、连接器数量减少一套，大大降低了成本。
本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包，所述DCDC转换器的型号为HN60-48-12；所述充放电连接器和所述充放电状态传感器为一体化设置，其型号为REMA320；所述显示器的型号为BA2-LED-A1；所述电压传感器与所述电池管理系统为一体集成设置；所述电池管理系统的型号为亿能YT03-BMS-48S，所述温度传感器的型号为NTC10K，所述分流器的型号为超光400A，所述充放电继电器的型号为NVR6V-300，本实施例中所述电动叉车用低成本锂电池包内还设置有熔断器，所述熔断器的型号为美尔森A15QS350-4；所述电池管理系统上还设有低压连接器，所述低压连接器的型号为SD-47725-601，所述控制开关采用空气开关，型号为HSD16B-P10Z/E+DYR48V/S。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：包括电池模组、电池管理系统、DCDC转换器、控制开关和充放电连接器，所述电池模组、所述控制开关、所述DCDC转换器和所述电池管理系统通过供电线依次电连接；所述充放电连接器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过供电线电连接。
2.根据权利要求1所述的电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：还包括充放电继电器，所述充放电继电器与所述电池模组和所述充放电连接器分别通过供电线电连接，所述充放电继电器与所述电池管理系统通过信号线电连接。
3.根据权利要求2所述的电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：还包括电压传感器，所述电压传感器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过信号线电连接。
4.根据权利要求3所述的电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：还包括温度传感器，所述温度传感器与所述电池管理系统和所述电池模组分别通过信号线电连接。
5.根据权利要求4所述的电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：还包括分流器，所述分流器与所述电池管理系统通过信号线电连接，所述分流器与所述电池模组通过供电线电连接。
6.根据权利要求5所述的电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：还包括显示器，所述显示器与所述电池管理系统分别通过供电线和信号线电连接。
7.根据权利要求6所述的电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：所述显示器与所述充放电连接器通过供电线电连接。
8.根据权利要求7所述的电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：还包括CAN总线，所述显示器、所述充放电连接器分别通过CAN总线与所述电池管理系统电连接。
9.根据权利要求8所述的电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：还包括充放电状态传感器，所述充放电状态传感器与所述充放电连接器和所述电池管理系统分别通过信号线电连接。
10.根据权利要求9所述的电动叉车用低成本锂电池包，其特征在于：还包括使能按键，所述使能按键与所述电池管理系统通过信号线电连接。
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2018
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