CN112234691A - 一种用于换电柜的集成仓控功能的dcdc变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于换电柜技术领域，提供了一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，包括主控模块、AC输入模块、AC/DC模块、DC/DC模块。AC输入模块连接有三个AC/DC模块和一个辅助电源，AC/DC模块通过功率线3连接多个DC/DC模块，每一个DC/DC模块连接一个电池管理系统。主控模块通过CAN线一1连接AC/DC模块，主控模块通过CAN线二2连接DC/DC模块。DC/DC模块通过485线4连接电池管理系统，电池管理系统连接电池。本发明减少了PDU分配单元部件，采用共母线Buck电路DCDC一对一给电池充电，转换效率高等优点，并且ACDC输出母线功率共享，降低了产品制造成本。
Description
技术领域
本发明属于换电柜技术领域，尤其涉及一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器。
背景技术
目前锂电池已逐步向电动自行车、等领域拓展，在外卖、快递行业，使用可移动的换电电池包成为一种新的出行方式。其一，很多人都不了解电动车锂电池的正确充电方法，高温天气不可在阳光暴晒下充电，不能在行驶后立即充电。其二，解决续航，快速换电池，俗称“换电”。换电可以轻松解决这些问题。
大多数充电器对电池包盲充电，不具备调压和限流功能，充电过程只能由充电模块ACDC或DCDC控制，每种容量和电压等级的电池包只能用专用的ACDC或DCDC充电，通用性相对较差，电池寿命短，整体效率低。
发明内容
本发明提供一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，旨在解决现有技术存在的问题。
本发明是这样实现的，一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，包括主控模块、AC输入模块、AC/DC模块、DC/DC模块；
所述AC输入模块连接有三个所述AC/DC模块和一个辅助电源，所述AC/DC模块连接多个所述DC/DC模块，每一个所述DC/DC模块连接一个电池管理系统；
所述主控模块通过CAN线一连接所述AC/DC模块，所述主控模块通过CAN线二连接所述DC/DC模块；
所述DC/DC模块通过485线连接所述电池管理系统，所述电池管理系统连接电池。
优选的，所述DC/DC模块包括：
485通讯模块，其用于根据预设的协议获取电池信息；
CAN通讯模块，其用于接收主控模块发出的控制命令、上传电池信息至主控模块、上传DC/DC自身模块状态信息；
充电功能模块，其用于控制充电的启停、设定电压和电流参数。
优选的，所述DC/DC模块还包括加热器模块；
所述加热器模块用于加热电池、获取电池电芯温度、采集电池外壳温度，安装预设的加热测量控制加热继电器的打开和关闭、设定加热相关温度阈值参数。
优选的，所述DC/DC模块还包括DC输出控制模块：
所述DC输出控制模块用于根据设置调节输出电压和电流、根据功率配调节输出电压和电流。
优选的，所述DC/DC模块还包括保护功能模块；
其用于根据所述电池外壳温度，当所述电池外壳温度达到所述温度阈值时，控制所述加热器模块停止加热。
优选的，所述电池信息包括所述电池的电压；
所述保护功能模块还用于根据所述电池的电压值，当所述电压制高于预设电压时，停止对电池的充电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，通过设置主控模块、AC输入模块、AC/DC模块、DC/DC模块，主控模块通过CAN线一连接AC/DC模块，主控模块通过CAN线二连接DC/DC模块；DC/DC模块通过485线连接电池管理系统，电池管理系统连接电池，本发明减少了PDU分配单元部件，采用共母线Buck电路DCDC一对一给电池充电，转换效率高等优点，并且ACDC输出母线功率共享，降低了产品制造成本。
附图说明
图1为本发明的系统原理示意图。
图中：1-CAN线一、2-CAN线二、3-功率线、4-485线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，包括主控模块、AC输入模块、AC/DC模块、DC/DC模块。
AC输入模块连接有三个AC/DC模块和一个辅助电源，AC/DC模块通过功率线3连接九个DC/DC模块，每一个DC/DC模块连接一个电池管理系统。
主控模块通过CAN线一1连接AC/DC模块，主控模块通过CAN线二2连接DC/DC模块。
DC/DC模块通过485线4连接电池管理系统，电池管理系统连接电池。电池管理系统以下简称BMS。CAN线一1、CAN线二2和485线4分别应用有三种通讯协议。功率线3为96VDC母线。
DC/DC模块包括485通讯模块、CAN通讯模块、加热器功能模块、充电功能模块、激活功能模块、人机交互模块、工装测试模块、保护功能模块、换电操作模块、微动检测模块和DC输出控制功能模块。主控模块可以为基于安卓平台的APP。
485通讯模块的功能包括：用于进行RS485通讯，即按照预设的协议获取电池信息，用于电池升级功能数据传输。
CAN通讯模块的功能包括：接收主控模块发出的加热信息、禁用信息和过压复位信息，上传电池信息、DC/DC模块状态信息、推杆加热器、微动状态、电池壳温度信息至主控模块，电池升级功能数据传输，获取功率分配参数，实现功率分配，DC/DC升级功能数据传输。
加热器功能模块的功能包括：获取电池电芯温度，NTC采集电池外壳温度，安装加热测量实现加热继电器控制，加热相关温度阈值参数的设定，自动识别电池是否需要加热。
充电功能模块的功能包括：充电命令启停，获取设置的电压电流参数，充电继电器的控制，电池是否需要充电自动识别。
激活功能模块的功能包括：电池是否需要激活自动识别，激活转终端逻辑实现，激活失败逻辑实现。
人机交互模块的功能包括：红灯、黄灯、绿灯控制逻辑，拨码开关实现模块地址识别。
工装测试模块的功能包括：加热继电器、充电继电器测试，红灯、黄灯绿灯的测试，拨码开关测试，NTC采样测试，各个重要电压节点测试。
保护功能模块的功能包括：电池反接保护，电池电压异常检测，模块ID充分故障，BMS通讯离线判定，主控模块通讯离线判定，DC/DC模块自身故障保护，充电继电器黏连/驱动失效保护，NTC掉线判定告警，通讯数据保护，达到SOC终止保护，单体串数有误保护，激活失败保护，加热温度达到阈值保护，电池包整包过压保护，侧微动锁微动异常告警，充电回路异常断开告警。
换电操作模块的功能包括：推杆逻辑控制，推杆动作则先关机。推杆的动作包括伸长和收缩。
微动检测模块的功能包括，侧微动检测，锁微动检测，设定锁微动异常检测逻辑，设定侧微动异常检测逻辑。
DC输出控制功能模块包括：根据设置调节电压电流，根据功率分配调节电压电流。
本发明的一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器的一种实施方法如下：
在运行时，首先检测是否有电池插入，是则主控模块下发开机命令、充电类型、需求电压需求电流、加热器规格和控制推杆命令。检测是否有推杆动作命令，是则关闭电源模块，然后断开加热、充电继电器，结束充电；否则根据命令进行充电或者加热。
若是充电命令，则判定电池是否反接或异常，是则判定是否达到30S，是则进入故障逻辑，然后判断是否存在故障和关机命令，是则关闭电源模块；若不存在电池反接或异常，则设置电源模块电压为电池电量+5v，然后发送电源模块开机，接着判断模块电压-电池电压是否小于等于1V和模块电压是否大于等于模块最低电压，是则闭合该路充电继电器，进入充电中，然后电源模块开始响应主控模块下发的充电需求，判定是否存在故障和关机命令，是则关闭电源模块，然后断开加热、充电继电器，结束充电；当判断模块电压-电池电压是否小于等于1V和模块电压是否大于等于模块最低电压的结果为否的时候，判定该状态是否持续达到30s，是则进入故障逻辑，然后判定是否存在故障和关机命令，是则关闭电源模块，然后断开加热、充电继电器，结束充电。
若是加热命令，则闭合加热继电器，根据主控模块下发的需求信息设置电源模块，发送电源模块开机，进入充电中，电源模块开始响应主控模块下发的充电需求，然后判断是否存在故障和关机命令，是则关闭电源模块，然后断开加热、充电继电器，结束充电。
本发明的一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，通过设置主控模块、AC输入模块、AC/DC模块、DC/DC模块，主控模块通过CAN线一1连接AC/DC模块，主控模块通过CAN线二2连接DC/DC模块；DC/DC模块通过485线4连接电池管理系统，电池管理系统连接电池，本发明减少了PDU分配单元部件，采用共母线Buck电路DCDC一对一给电池充电，转换效率高等优点，并且ACDC输出母线功率共享，降低了产品制造成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，其特征在于：包括主控模块、AC输入模块、AC/DC模块、DC/DC模块；
所述AC输入模块连接有三个所述AC/DC模块和一个辅助电源，所述AC/DC模块连接多个所述DC/DC模块，每一个所述DC/DC模块连接一个电池管理系统；
所述主控模块通过CAN线一连接所述AC/DC模块，所述主控模块通过CAN线二连接所述DC/DC模块；
所述DC/DC模块通过485线连接所述电池管理系统，所述电池管理系统连接电池。
2.如权利要求1所述的一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，其特征在于：所述DC/DC模块包括：
485通讯模块，其用于根据预设的协议获取电池信息；
CAN通讯模块，其用于接收主控模块发出的控制命令、上传电池信息至主控模块、上传DC/DC自身模块状态信息；
充电功能模块，其用于控制充电的启停、设定电压和电流参数。
3.如权利要求1所述的一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，其特征在于：所述DC/DC模块还包括加热器模块；
所述加热器模块用于加热电池、获取电池电芯温度、采集电池外壳温度，安装预设的加热测量控制加热继电器的打开和关闭、设定加热相关温度阈值参数。
4.如权利要求1所述的一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，其特征在于：所述DC/DC模块还包括DC输出控制模块：
所述DC输出控制模块用于根据设置调节输出电压和电流、根据功率配调节输出电压和电流。
5.如权利要求3所述的一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，其特征在于：所述DC/DC模块还包括保护功能模块；
其用于根据所述电池外壳温度，当所述电池外壳温度达到所述温度阈值时，控制所述加热器模块停止加热。
6.如权利要求5所述的一种用于换电柜的集成仓控功能的DCDC变换器，其特征在于：所述电池信息包括所述电池的电压；
所述保护功能模块还用于根据所述电池的电压值，当所述电压制高于预设电压时，停止对电池的充电。
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