CN112959905B - 一种自启动式移动充放电装置及使用管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自启动式移动充放电装置及使用管理方法，用于解决现有目前行业内移动充放电装置受整车高低压电器控制启动限制，且设计复杂，会产生关联影响的问题；本发明通过增加设有的充放电磁继电器、24V低压蓄电池、开关按钮、DC‑DC，经过外部信号线路传递以及高压线束的连接，使得移动充放电装置实现自启动，不受整车高低压电器控制启动限制，更加可靠稳定的为电池组充电以及向外部用电设备进行放电，成本低，结构简单，效果显著。

Description

一种自启动式移动充放电装置及使用管理方法
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，具体是一种自启动式移动充放电装置及使用管理方法。
背景技术
随着环保意识的不断提高，为了减少城市内汽车尾气的污染排放量，为了实现新能源汽车的发展战略，各种新能源汽车逐渐进入人们生活当中。其中作为公共交通的大巴，在市区内走走停停，行驶速度不高，耗油量却特别惊人，而电动汽车在停止时不消耗电量，其百里耗电费用大约只是燃油大巴成本的1/3。因此，能源效率高、低碳环保、零排放的电动大巴车成为了城市新能源公共交通汽车的主力军。
电动大巴车工作的能源主要由安装在电池仓内的动力电池提供，尽管伴随着动力电池技术的进步，市面上大多车型续航里程基本满足日常所需，但是由于天气影响、节假日严重堵车现象、大脚踩油门的驾驶习惯以及驾驶者忘记关注续航等等情况也难免会使车辆在路途之中将电量耗尽，所以似乎对于纯电动车而言，续航焦虑一直存在。
目前行业内的做法是呼叫拖车救援或者呼叫移动充电车进行现场补电的方式，从成本上考虑，拖车救援相对昂贵，所以呼叫移动充电车的方式可有效廉价的解决电动车电力不足而引发的抛锚问题。但是，目前行业内移动充放电装置受整车高低压电器控制启动限制，且设计复杂，会产生关联影响的问题，即当充电车自身给移动充放电装置低压供电系统发生问题后，影响整体的补电救援功能，因此，迫切需求一种移动充放电装置可实现自启动，不受整车高低压电器控制启动限制，能更加可靠稳定的为电池组充电以及向外部用电设备进行放电，充电车只是此充放电装置的载体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自启动式移动充放电装置及使用管理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自启动式移动充放电装置，包括电池组、BMS主控模块、充电插座、充电桩、充电枪、24V低压电池、DC-DC、开关按钮、充电控制电磁继电器、放电控制电磁继电器，其特征在于，所述电池组、充电插座、充电桩和DC-DC通过外部高压线路连接成高压回路；
所述电池组、BMS主控模块、充电桩、DC-DC、24V低压电池、低压电池控制模块和开关按钮通过外部低压线路地线和低压线路正极线路连接成低压回路；
所述电池组、BMS主控模块、充电桩、DC-DC、低压电池控制模块、充电控制电磁继电器和放电控制电磁继电器通过外部CAN通讯线路、充电控制信号线和放电控制信号线连接成控制通讯回路。
作为本发明再进一步的方案：所述电池组内部安装有BMS从控模块，通过BMS从控模块实时检测电池组的电压和温度信息，并通过外部CAN通讯线路实时与BMS主控模块通讯上传电池组的电压和温度信息。
作为本发明再进一步的方案：所述DC-DC内部安装有DC-DC转换控制模块，通过DC-DC转换控制模块实现对电池组两端的高电压转换为24V低电压。
作为本发明再进一步的方案：所述充电桩内部安装有充电桩控制模块，充电桩控制模块通过外部CAN通讯线路实时与BMS主控模块通讯。
作为本发明再进一步的方案：所述24V低压电池内部安装有低压电池控制模块，低压电池控制模块实时检测V低压电池的电压和温度信息，并通过外部CAN通讯线路实时与BMS主控模块通讯上传24V低压电池电压和温度信息。
作为本发明再进一步的方案：所述24V低压电池为二次电池，能够为磷酸铁锂电池或钛酸锂电池或三元材料电池或锰酸锂电池。
作为本发明再进一步的方案：所述开关按钮能够手动控制低压电路的接通和断开。
作为本发明再进一步的方案：所述充电插座含高低压输入接口。
作为本发明再进一步的方案：一种自启动式移动充放电装置的使用管理方法，该使用管理方法通过充电枪向外部用电设备进行放电时，具体步骤如下：
步骤一：按下开关按钮，BMS从控模块、BMS主控模块、充电桩控制模块、DC-DC转换控制模块、低压电池控制模块通过外部低压线路地线和低压线路正极线路得电开始工作；
步骤二：同时，BMS从控模块检测电池组的电压、温度等状态信息通过外部CAN通讯线路实时与BMS主控模块通讯上传检测的信息，BMS主控模块判断此时电池组的状态是否满足放电条件，如果满足则通过放电控制信号线闭合放电控制电磁继电器，同时通过外部CAN通讯线路与充电桩控制模块通讯，充电桩通过外部高压线路将电池组两端的高电压输出到充电枪上向外部用电设备进行放电；
步骤三：同时，BMS主控模块通过外部CAN通讯线路与DC-DC转换控制模块通讯，DC-DC转换控制模块开始工作，通过外部高压线路将电池组两端的高电压转换为需要的24V低电压，并通过DC-DC(8)输出给24V低压电池充电；
步骤四：同时，BMS主控模块通过外部CAN通讯线路与低压电池控制模块通讯，当检测到24V低压电池已经充满电后，与DC-DC转换控制模块通讯，DC-DC转换控制模块停止输出24V低压电，防止24V低压电池过充；移动充放电装置放电结束后，BMS主控模块通过放电控制信号线断开放电控制电磁继电器，断开高压放电回路；
步骤五：同时，人为按下开关按钮，断开装置低压供电。
作为本发明再进一步的方案：一种自启动式移动充放电装置的使用管理方法，该使用管理方法对电池组补电时，具体步骤如下：
步骤一：外部充电设施与充电插座连接，通过低压线路正极线路将低压电源正供给装置低压用电控制设备BMS主控模块和BMS从控模块；
步骤二：同时，BMS从控模块检测电池组的电压、温度等状态信息通过外部CAN通讯线路实时与BMS主控模块通讯上传检测的信息，BMS主控模块判断此时电池组的状态是否满足充电条件，如果满足则通过充电控制信号线闭合充电控制电磁继电器，同时通过外部CAN通讯线路与外部充电设施通讯，外部充电设施通过充电插座和外部高压线路将电网的高压电输出到电池组的两端，对其进行补电；
步骤三：移动充放电装置补电结束后，BMS主控模块通过充电控制信号线断开充电控制电磁继电器，断开高压充电回路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过增加设有的充电控制电磁继电器、放电控制电磁继电器、24V低压蓄电池、开关按钮、DC-D等部件，经过外部信号线路传递以及高压线束的连接，使得移动充放电装置实现自启动，不受整车高低压电器控制启动限制，更加可靠稳定的为电池组充电以及向外部用电设备进行放电，成本低，结构简单，效果显著；采用经过验证的性能稳定的CAN通讯线路，保证了BMS从控模块、BMS主控模块、充电桩控制模块、DC-DC转换控制模块和低压电池控制模块之间的信息通讯的安全可靠稳定性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整体结构原理框图。
图中：1、电池组；2、BMS从控模块；3、BMS主控模块；4、充电插座；5、充电桩；51、充电桩控制模块；6、充电枪；7、24V低压电池；71、低压电池控制模块；8、DC-DC；81、DC-DC转换控制模块；9、开关按钮；10、充电控制电磁继电器；11、放电控制电磁继电器；12、外部高压线路；13、外部低压线路地线；14、低压线路正极线路；15、外部CAN通讯线路；16、充电控制信号线；17、放电控制信号线。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1一种自启动式移动充放电装置，包括电池组1、BMS主控模块3、充电插座4、充电桩5、充电枪6、24V低压电池7、DC-DC8、开关按钮9、充电控制电磁继电器10、放电控制电磁继电器11，其特征在于，所述电池组1、充电插座4、充电桩5和DC-DC8通过外部高压线路12连接成高压回路；
所述电池组1、BMS主控模块3、充电桩5、DC-DC8、24V低压电池7、低压电池控制模块71和开关按钮9通过外部低压线路地线13和低压线路正极线路14连接成低压回路；
所述电池组1、BMS主控模块3、充电桩5、DC-DC8、低压电池控制模块71、充电控制电磁继电器10和放电控制电磁继电器11通过外部CAN通讯线路15、充电控制信号线16和放电控制信号线17连接成控制通讯回路。
所述电池组1内部安装有BMS从控模块2，通过BMS从控模块2实时检测电池组1的电压和温度信息，并通过外部CAN通讯线路15实时与BMS主控模块3通讯上传电池组1的电压和温度信息。
所述DC-DC8内部安装有DC-DC转换控制模块81，通过DC-DC转换控制模块81实现对电池组1两端的高电压转换为24V低电压。
所述充电桩5内部安装有充电桩控制模块51，充电桩控制模块51通过外部CAN通讯线路15实时与BMS主控模块3通讯。
所述24V低压电池7内部安装有低压电池控制模块71，低压电池控制模块71实时检测24V低压电池7的电压和温度信息，并通过外部CAN通讯线路15实时与BMS主控模块3通讯上传24V低压电池7电压和温度信息。
所述24V低压电池7为二次电池，能够为磷酸铁锂电池或钛酸锂电池或三元材料电池或锰酸锂电池。
所述开关按钮9能够手动控制低压电路的接通和断开。
所述充电插座4含高低压输入接口。
工作原理：该自启动式移动充放电装置通过充电枪6向外部用电设备进行放电时，具体步骤如下：
步骤一：按下开关按钮9，BMS从控模块2、BMS主控模块3、充电桩控制模块51、DC-DC转换控制模块81、低压电池控制模块71通过外部低压线路地线13和低压线路正极线路14得电开始工作；
步骤二：同时，BMS从控模块2检测电池组的电压、温度等状态信息通过外部CAN通讯线路15实时与BMS主控模块3通讯上传检测的信息，BMS主控模块3判断此时电池组1的状态是否满足放电条件，如果满足则通过放电控制信号线17闭合放电控制电磁继电器11，同时通过外部CAN通讯线路15与充电桩控制模块51通讯，充电桩5通过外部高压线路12将电池组1两端的高电压输出到充电枪6上向外部用电设备进行放电；
步骤三：同时，BMS主控模块3通过外部CAN通讯线路15与DC-DC转换控制模块81通讯，DC-DC转换控制模块81开始工作，通过外部高压线路12将电池组1两端的高电压转换为需要的24V低电压，并通过DC-DC(8)输出给24V低压电池7充电；
步骤四：同时，BMS主控模块3通过外部CAN通讯线路15与低压电池控制模块71通讯，当检测到24V低压电池7已经充满电后，与DC-DC转换控制模块81通讯，DC-DC转换控制模块81停止输出24V低压电，防止24V低压电池过充；移动充放电装置放电结束后，BMS主控模块3通过放电控制信号线17断开放电控制电磁继电器11，断开高压放电回路；
步骤五：同时，人为按下开关按钮9，断开装置低压供电；
该自启动式移动充放电装置对电池组1补电时，具体步骤如下：
步骤一：外部充电设施与充电插座4连接，通过低压线路正极线路14将低压电源正供给装置低压用电控制设备BMS主控模块3和BMS从控模块2；
步骤二：同时，BMS从控模块2检测电池组的电压、温度等状态信息通过外部CAN通讯线路15实时与BMS主控模块3通讯上传检测的信息，BMS主控模块3判断此时电池组1的状态是否满足充电条件，如果满足则通过充电控制信号线16闭合充电控制电磁继电器10，同时通过外部CAN通讯线路15与外部充电设施通讯，外部充电设施通过充电插座4和外部高压线路12将电网的高压电输出到电池组1的两端，对其进行补电；
步骤三：移动充放电装置补电结束后，BMS主控模块3通过充电控制信号线16断开充电控制电磁继电器10，断开高压充电回路。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自启动式移动充放电装置，其特征在于，包括电池组(1)、BMS主控模块(3)、充电插座(4)、充电桩(5)、充电枪(6)、24V低压电池(7)、DC-DC(8)、开关按钮(9)、充电控制电磁继电器(10)、放电控制电磁继电器(11)，所述电池组(1)、充电插座(4)、充电桩(5)和DC-DC(8)通过外部高压线路(12)连接成高压回路；
所述电池组(1)、BMS主控模块(3)、充电桩(5)、DC-DC(8)、24V低压电池(7)、低压电池控制模块(71)和开关按钮(9)通过外部低压线路地线(13)和低压线路正极线路(14)连接成低压回路；
所述电池组(1)、BMS主控模块(3)、充电桩(5)、DC-DC(8)、低压电池控制模块(71)、充电控制电磁继电器(10)和放电控制电磁继电器(11)通过外部CAN通讯线路(15)、充电控制信号线(16)和放电控制信号线(17)连接成控制通讯回路；
自启动式移动充放电装置的使用管理方法通过充电枪(6)向外部用电设备进行放电时，具体步骤如下：
步骤一：按下开关按钮(9)，BMS从控模块(2)、BMS主控模块(3)、充电桩控制模块(51)、DC-DC转换控制模块(81)、低压电池控制模块(71)通过外部低压线路地线(13)和低压线路正极线路(14)得电开始工作；
步骤二：同时，BMS从控模块(2)检测电池组的电压、温度等状态信息通过外部CAN通讯线路(15)实时与BMS主控模块(3)通讯上传检测的信息，BMS主控模块(3)判断此时电池组(1)的状态是否满足放电条件，如果满足则通过放电控制信号线(17)闭合放电控制电磁继电器(11)，同时通过外部CAN通讯线路(15)与充电桩控制模块(51)通讯，充电桩(5)通过外部高压线路(12) 将电池组(1)两端的高电压输出到充电枪(6)上向外部用电设备进行放电；
步骤三：同时，BMS主控模块(3)通过外部CAN通讯线路(15)与DC-DC转换控制模块(81)通讯，DC-DC转换控制模块(81)开始工作，通过外部高压线路(12)将电池组(1)两端的高电压转换为需要的24V低电压，并通过DC-DC(8)输出给24V低压电池(7)充电；
步骤四：同时，BMS主控模块(3)通过外部CAN通讯线路(15)与低压电池控制模块(71)通讯，当检测到24V低压电池(7)已经充满电后，与DC-DC转换控制模块(81)通讯，DC-DC转换控制模块(81)停止输出24V低压电，防止24V低压电池过充；移动充放电装置放电结束后，BMS主控模块(3)通过放电控制信号线(17)断开放电控制电磁继电器(11)，断开高压放电回路；
步骤五：同时，人为按下开关按钮(9)，断开装置低压供电；
自启动式移动充放电装置的使用管理方法对电池组(1)补电时，具体步骤如下：
步骤一：外部充电设施与充电插座(4)连接，通过低压线路正极线路(14)将低压电源正供给装置低压用电控制设备BMS主控模块(3)和BMS从控模块(2)；
步骤二：同时，BMS从控模块(2)检测电池组的电压、温度等状态信息通过外部CAN通讯线路(15)实时与BMS主控模块(3)通讯上传检测的信息，BMS主控模块(3)判断此时电池组(1)的状态是否满足充电条件，如果满足则通过充电控制信号线(16)闭合充电控制电磁继电器(10)，同时通过外部CAN通讯线路(15)与外部充电设施通讯，外部充电设施通过充电插座(4)和外部高压线路(12)将电网的高压电输出到电池组(1)的两端，对其进行补电；
步骤三：移动充放电装置补电结束后，BMS主控模块(3)通过充电控制信号线(16)断开充电控制电磁继电器(10)，断开高压充电回路。
2.根据权利要求1所述的一种自启动式移动充放电装置，其特征在于，所述电池组(1)内部安装有BMS从控模块(2)。
3.根据权利要求1所述的一种自启动式移动充放电装置，其特征在于，所述DC-DC(8)内部安装有DC-DC转换控制模块(81)。
4.根据权利要求1所述的一种自启动式移动充放电装置，其特征在于，所述充电桩(5)内部安装有充电桩控制模块(51)。
5.根据权利要求1所述的一种自启动式移动充放电装置，其特征在于，所述24V低压电池(7)内部安装有低压电池控制模块(71)。
6.根据权利要求1所述的一种自启动式移动充放电装置，其特征在于，所述24V低压电池(7)为二次电池，所述24V低压电池(7)为磷酸铁锂电池或钛酸锂电池或三元材料电池或锰酸锂电池。
7.根据权利要求1所述的一种自启动式移动充放电装置，其特征在于，所述开关按钮(9)能够手动控制低压电路的接通和断开。
8.根据权利要求1所述的一种自启动式移动充放电装置，其特征在于，所述充电插座(4)含高低压输入接口。
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