CN110920425A - 一种叉车用快速充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种叉车用快速充电方法，可解决现有充电技术存在成本高、用户使用不便的技术问题。通过接入锂电池设定充电电压，分别检测每块待充电锂电池的所在接口位置以及现有电量，对未达到上限电量的锂电池所在的接口供电，显示所有接口位置的待充电锂电池的状态信息。并针对已达到上限电量的锂电池发出阈值告警，能够针对不同锂电池或不同类型的锂电池实时监测锂电池的当前电量，按需进行供电补电，进行叉车锂电池的定期充电维护或安装前的电量补充。本发明采用通用充电桩为锂电池叉车充电，利用电动汽车平台和设备，无需采购专用设备，降低客户采购和使用成本，同时采用国际通用CAN通讯，解决现有叉车锂电池充电机CAN协议各不同，互换性差的问题。

Description

一种叉车用快速充电方法

技术领域

本发明涉及叉车技术领域，具体涉及一种叉车用快速充电方法。

背景技术

随着锂电池技术越来越成熟，生产规模日益扩大，成本持续降低，锂电池叉车以其间歇式充电以及充电便捷的优势，逐渐取代了铅酸蓄电池叉车。国家的新能源环保政策的推行，也激励电动汽车行业的蓬勃发展，为了解决电动汽车的充电问题，建了很多充电桩。目前市场上低压锂电池叉车的充电方式有两种：

现有利用专用低压锂电池充电机，从电网取电后，通过充电机转换成低电压后，给锂电池充电，不同电压等级的叉车需采购不同型号锂电池叉车专用充电机，同时，专用设备使用率不高，且售价昂贵。

也有利用电动大巴通用充电桩进行充电，电动大巴充电桩的特点是：充电桩输出高压300～600VAC，最大充电电流200A，通过CAN通讯控制进行充电管理。而锂电池叉车的工作电压范围为24～96V直流低压，在同等容量电池的情况下，在相同充电时间内，所需充电电流远高于200A，所以目前无法直接电动大巴充电桩；若通过技术手段，将充电电流限制到200A进行充电，则所需充电时间与同等容量的铅酸电池充电时间相当，无法应用锂电池的快充特点，同时，充电枪长时间工作在峰值电流，会严重影响使用寿命，增加锂电池叉车的使用成本，降低市场竞争力。

以上两种充电方式存在着设备采购成本高、通用性差、充电时间长等缺陷，给终端用户的使用带来不便，提高了设备投入成本，所以充电问题成了限制锂电池叉车进一步推广使用的一个瓶颈，亟待解决。尤其是针对现有快速充电的问题，目前尚未有有效的解决方案。

发明内容

本发明提出的一种叉车用快速充电方法，可解决现有充电技术存在成本高、用户使用不便的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种叉车用快速充电方法，供叉车用，基于锂电池主模组、锂电池扩展模组、高压充电机及电压转换装置，其特征在于：包括以下步骤：

接入一组待充电锂电池；

利用电压转换装置，将模组中各小模组的连接方式由并联转为串联回路；

整个锂电池模组电压升高至与充电桩电压相同水平；

设定充电电压并上电；

分别检测每块待充电锂电池的所在接口位置以及现有电量；

利用电压转换模组内部的电压均衡电路，使锂电池每个小模组的电压达到统一电压值；

根据设定的充电电压，对未达到上限电量的锂电池所在的接口供电；

显示所有接口位置的待充电锂电池的状态信息；

根据设定的充电电压，针对已达到上限电量的锂电池发出阈值告警。

进一步的，所述设定充电电压并上电；

其中设定充电电压为对所有接口设置统一的充电电压、或对每个接口分别设置相同或不同的充电电压。

进一步的，所述显示所有接口位置的待充电锂电池的状态信息；

其中待充电锂电池的状态信息包括以下：所在接口位置、设定的充电电压、当前电量百分比、充电状态、阈值告警状态。

由上述技术方案可知，本发明设计一种充电桩外接装置，通过增加充电电压转换装置，把锂电池并联充电的方式，转为串联充电方式，达到锂电池利用通用充电桩、小电流、快速完成充电，并在充电末期，通过均流电路调节充电电流，对所有锂电池单体进行均衡充电，保证锂电池的放电能力，延长使用寿命。

本发明的叉车用快速充电方法能够利用已经普及推广应用的充电桩平台，根据叉车的不同电压等级，充分利用锂电池快充的特性，快速完成锂电池叉车充电。且本发明能够针对不同锂电池或不同类型的锂电池快速进行电量补充；该充电方法，可以应用现有的电动汽车高压充电桩设备，快速为锂电池叉车进行充电。利用电动汽车平台和设备，无需专用设备，降低采购成本；无需考虑通讯协议，通用性强。

本发明的有益效果有：

1、本发明采用通用充电桩为锂电池叉车充电，利用电动汽车平台和设备，无需采购专用设备，降低客户采购和使用成本，同时采用国际通用CAN通讯，解决现有叉车锂电池充电机CAN协议各不同，互换性差的问题。

2、本发明解决充电时间过长问题，充分利用锂电池快充的特性，实现1C充电。

3、本发明所采用的电压转换装置，可延长充电枪使用寿命，提高使用率。

4、结构简单，安装方便，操作方便；具有应用范围广的特点，适用于所有锂电池电动叉车；成本低，提高了整车性价比；不受使用环境的限制，可靠性高，使用寿命长。

5、本发明提供的锂电池充电方法，通过接入锂电池设定充电电压，分别检测每块待充电锂电池的所在接口位置以及现有电量，对未达到上限电量的锂电池所在的接口供电，显示所有接口位置的待充电锂电池的状态信息。并针对已达到上限电量的锂电池发出阈值告警的技术方案，能够针对不同锂电池或不同类型的锂电池实时监测锂电池的当前电量，按需进行供电补电，进行叉车锂电池的定期充电维护或安装前的电量补充。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2是本发明的充电等效电路；

图3是本发明的放电等效电路；

图4是本发明的三种充电状态示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

如图1本实施例所述的叉车用快速充电方法，供叉车用，基于锂电池主模组、锂电池扩展模组、高压充电机及电压转换装置，包括以下步骤：

接入一组待充电锂电池；

利用电压转换装置，将模组中各小模组的连接方式由并联转为串联回路；

整个锂电池模组电压升高至与充电桩电压相同水平；

设定充电电压并上电；

分别检测每块待充电锂电池的所在接口位置以及现有电量；

利用电压转换模组内部的电压均衡电路，使锂电池每个小模组的电压达到统一电压值；

根据设定的充电电压，对未达到上限电量的锂电池所在的接口供电；

显示所有接口位置的待充电锂电池的状态信息；

根据设定的充电电压，针对已达到上限电量的锂电池发出阈值告警。

其中，本发明实施例的电压转换装置包括充电插座、接触器、锂电池模组、输出插座，锂电池模组以特定的连接方式，与接触器连接，通过控制接触器的通断，使若干锂电池模组实现串联、并联，对应充电和放电的状态，实现串联充电、并联使用的理想工作方式。

如图2和图3所示，本发明实施例的充电原理为电池串联后接到充电机上，串联电压为数量*单模组电压(如，模组数量为5，单个模组电压为20V，则串联后总电压为5*20＝100V)，则充电额定电压为100V。本发明实施例的放电原理为所有电池模组并联输出，总电压为单模组电压，但输出电流为每个单模组电流的总和(如，单模组电流能力为50A,5个模组的电流能力为50*5＝250A)。

结合图2进一步说明：此时所需的充电电流为250A，充电桩最大充电能力为200A，所以，当此时把电池改为串联后，所需的充电电流仅需50A。

具体的说本发明实施例所述的充电方法，包括以下步骤：

步骤S101，接入一组待充电锂电池；

步骤S103，利用电压转换装置，将模组中各小模组的连接方式由并联转为串联回路；

步骤S105，整个锂电池模组电压升高至与充电桩电压相同水平；

步骤S107，设定充电电压并上电；

步骤S109，分别检测每块待充电锂电池的所在接口位置以及现有电量；

步骤S111，利用电压转换模组内部的电压均衡电路，使锂电池每个小模组的电压达到统一电压值，避免因压差造成的电池内部放电。

步骤S113，根据设定的充电电压，对未达到上限电量的锂电池所在的接口供电；

步骤S115，显示所有接口位置的待充电锂电池的状态信息；

步骤S117，根据设定的充电电压，针对已达到上限电量的锂电池发出阈值告警。

在具体实施时，本发明实施例可如下设置：

设定充电电压为对所有接口设置统一的充电电压、或对每个接口分别设置相同或不同的充电电压。

待充电锂电池的状态信息包括以下至少之一：所在接口位置、设定的充电电压、当前电量百分比、充电状态、阈值告警状态。

当检测到锂电池已达到上限电量时，停止对已达到上限电量的锂电池所在的接口供电。

阈值告警引导使用者卸下已充电的锂电池，并换上另一块待充电锂电池。

待充电锂电池是电动叉车使用的低压供电锂电池。

结合图4可知，可知充电时锂电池的三种工作状态：

初始状态：此时电池与充电机连接，充电尚未开启，所有的接触器(KMc/KMd)均处于打开状态；此时电池模组彼此之间独立。

充电状态：此时充电机开关KMC闭合，充电机开始工作，连接电池模组的若干KMC闭合，KMd仍处于打开状态。此时电池模组的连接方式为串联，电池总模组的输出电压为N个电池模组单体之和，从而可以利用充电桩的高压充电枪；

放电状态：此状态为充电机与锂电池断开，充电机开关KMC断开；锂电池组恢复正常工作放电状态，此时内部所有KMc触点全部断开，所有KMd触点全部连接。此时电池模组的连接方式为并联，电池总模组的输出电压为电池单体端电压，满足车载控制器的需求；而整个模组的放电电流为所有单模组放电电流之和，以满足叉车大负载情况下的电流需求(相当于油门)。

由上可知，本发明的叉车锂电池快速充电系统，能够针对不同锂电池或不同类型的锂电池快速进行电量补充。该充电方法，可以应用现有的电动汽车高压充电桩设备，快速为锂电池叉车进行充电。利用电动汽车平台和设备，无需专用设备，降低采购成本；无需考虑通讯协议，通用性强。

本发明能够利用已经普及推广应用的充电桩平台，根据叉车的不同电压等级，充分利用锂电池快充的特性，快速完成锂电池叉车充电。

以上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精神和范围。

Claims (3)

1.一种叉车用快速充电方法，供叉车用，基于锂电池主模组、锂电池扩展模组、高压充电机及电压转换装置，其特征在于：包括以下步骤：

接入一组待充电锂电池；

利用电压转换装置，将模组中各小模组的连接方式由并联转为串联回路；

整个锂电池模组电压升高至与充电桩电压相同水平；

设定充电电压并上电；

分别检测每块待充电锂电池的所在接口位置以及现有电量；

利用电压转换模组内部的电压均衡电路，使锂电池每个小模组的电压达到统一电压值；

根据设定的充电电压，对未达到上限电量的锂电池所在的接口供电；

显示所有接口位置的待充电锂电池的状态信息；

根据设定的充电电压，针对已达到上限电量的锂电池发出阈值告警。

2.根据权利要求1所述的叉车用快速充电方法，其特征在于：所述设定充电电压并上电；

其中设定充电电压为对所有接口设置统一的充电电压、或对每个接口分别设置相同或不同的充电电压。

3.根据权利要求1所述的叉车用快速充电方法，其特征在于：所述显示所有接口位置的待充电锂电池的状态信息；

其中待充电锂电池的状态信息包括以下：所在接口位置、设定的充电电压、当前电量百分比、充电状态、阈值告警状态。

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