CN113328506B - 一种轻型消防车的储能电池控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻型消防车的储能电池控制系统，包括储能电池、专用充电器，所述专用充电器用于将交流市电转换为直流电为储能电池充电；所述控制系统还包括程序控制盒、市电插头、ACDC降压功能模块，所述市电插头用于连接市电，其输出端连接至ACDC降压功能模块的AC输入端；所述ACDC降压功能模块的DC输出端连接至储能电池两端，用于为其充电；所述程序控制盒的输出端连接ACDC降压功能模块的控制端，用于控制ACDC降压功能模块的开关。本发明的优点在于：通过多种充电方式为储能电池供电，从而保证了消防车的高压水泵的工作电源得到保障。
Description
技术领域
本发明涉及车载蓄电池的充放电控制领域，特别涉及一种轻型消防车的储能电池充放电控制系统。
背景技术
轻型消防车一般设有储能电池对高压水泵进行供电，从通过高压水泵实现喷水救火的功能，但是目前市面上轻型消防车储能电池充电方式只有一种，采用专用充电器来实现对于储能电池的充电，但是这种充电方式无法确保当电路出现故障时立即切换其他充电方式完成充电任务，满足消防救援功能，更无法完成作业过程中同步补充储能电池电量，从而满足或延长连续作业或多场次连续救援用电需求；一旦这种专用充电故障或没有充足时间充电，则储能电池电量不足无法为高压水泵供电，这会导致消防车无法发挥作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轻型消防车的储能电池控制系统及方法，通过多种充电方式为储能电池供电，从而保证了消防车的高压水泵的工作电源得到保障。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种轻型消防车的储能电池控制系统，包括储能电池、专用充电器，所述专用充电器用于将交流市电转换为直流电为储能电池充电；所述控制系统还包括程序控制盒、市电插头、ACDC降压功能模块，所述市电插头用于连接市电，其输出端连接至ACDC降压功能模块的AC输入端；所述ACDC降压功能模块的DC输出端连接至储能电池两端，用于为其充电；所述程序控制盒的输出端连接ACDC降压功能模块的控制端，用于控制ACDC降压功能模块的开关。
所述程序控制盒检测市电输入状态信号，所述程序控制盒的输出端连接至显示屏，用于控制显示屏显示当前的市电充电状态以及充电路径。
所述程序控制盒与ACC开关连接用于检测车辆启动信号；所述程序控制盒通过电压检测模块检测车载12V启动电瓶的电压，当12V启动电瓶的电压高于程序控制盒设定的保护电压阈值时，所述程序控制盒控制DCDC升压功能模块启动工作，所述12V启动电瓶经DCDC升压功能模块与储能电池连接，用于通过升压后为储能电池充电。
所述程序控制盒在控制12V启动电瓶为储能电池充电后通过信号线将充电信息传递至显示屏，控制显示屏显示充电状态及行车充电路径。
所述程序控制盒的输入端连接至SOC检测模块，用于检测储能电池的SOC，所述程序控制盒控制显示屏实时显示储能电池的剩余电量SOC；所述程序控制盒在检测到储能电池充满电后停止充电。
所述程序控制盒与水位传感器连接，所述程序控制盒通过水位传感器来检测消防车水箱的剩余量，并通过显示屏进行水位、水箱水量百分比的显示。
所述控制系统还包括控制面板，所述控制面板与程序控制盒连接，所述触控面板上设置有电源开关、压力表，所述电源开关用于控制程序控制盒与触控面板的供电；所述压力表用于显示消防车的输出水管理的压力信号；所述水压传感器设置在输出管路中，其输出端连接至压力表。
所述触控面板上设置有清水启停旋钮、急停按钮以及场外照明按钮；所述清水启停旋钮用于控制高压水泵的供电与否；所述急停按钮用于紧急停止高压水泵，所述急停按钮用于输出急停信号至程序控制盒，由程序控制盒控制高压水泵停止工作；所述场外照明按钮串接设置在照明灯和储能电池之间。
所述触控面板上设置逆变电源开关、指示灯，当按下逆变电源开关时，储能电池通过DCAC升压功能模块输出交流电源为高压水泵供电；所述程序控制盒同时控制指示灯点亮。
所述ACDC降压功能模块集成在三电压转换器中，所述三电压转换器具备ACDC整流降压功能、DCAC逆变升压功能、DCDC升压功能，包括AC输入接口、AC输出接口、DC输入/输出接口、DC输入接口；所述AC输入接口连接至市电插座；所述AC输出接口连接至高压水泵，用于为高压水泵供电；所述DC输入/输出接口连接储能蓄电池，用于为储能电池充电或储能电池对外放电；所述DC输入接口连接12V启动电瓶，用于将12V启动电瓶为储能电池充电。
本发明的优点在于：通过多种充电方式为储能电池供电，从而保证了消防车的高压水泵的工作电源得到保障，采用多种充电方式可以完成充电任务，保证了蓄电池保持具备电量的状态，从而满足或延长连续作业或多场次连续救援用电需求。而且储能电池的电量、充电状态等可以随时查看，可方便随时了解储能电池状态；可以在车辆ACC打开或行车时自动充电，从而保证了在启动电瓶电量充足情况下为储能电池充电。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明储能电池的控制系统结构原理图。
上述图中的标记均为：
1.启动电瓶；
2.三种电压自由转换逆变器(以下简称三电压转换器)
3.电话线；
4.网线；
5.液晶显示屏；
6.ACC开关；
7.水位传感器；
8.程序控制盒；
9.控制面板；
10.高压水泵；
11.场外照明灯；
12.市电插头；
13.储能电池；
14.专用充电器
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明提供轻型消防车储能电池有三种充电方式，方式一将DC48V储能电池与AC220V市电连接，通过三电压转换器ACDC降压功能，实现充电，并通过信号线将信息传递到程序控制盒中；方式二打开车辆ACC或行车状态时，保持ACC通电状态，程序控制盒通过电话线检测到原车电瓶电压高于程序设定电压时，再通过电话线给三电压转换器发出DCDC升压指令，给DC48V储能电池充电；方式三采用储能电池原配的DC48V专用充电器，接通AC220V市电，给DC48V储能电池充电。三种充电方式均由程序控制盒通过网线与液晶显示屏联通，可在液晶显示屏上清晰看到各种工况充电模式及充电进度状态。
如图1所示，轻型消防车DC48V储能电池(13)有三种充电方式，方式一，将市电插头(12)与AC220V市电连接，通过三电压转换器(2)ACDC降压功能给DC48V储能电池(13)充电，同时，程序控制盒(8)的信号线1和信号线2检测到AC220V市电接入，由电话线(3)反馈三电压转换器(2)降压信息至程序控制盒(8)，再由网线(4)将信息传输至液晶显示屏(5)，此时液晶显示屏(5)显示市电充电路径及充电状态，当DC48V储能电池(13)充满电时液晶显示屏(5)显示电量100％，并停止充电；方式二，打开ACC开关(6)或行车状态时，程序控制盒(8)主动检测原车DC12V启动电瓶(1)电压，若原车DC12V启动电瓶(1)电压高于程序控制盒(8)设定的保护电压(一般设定保护电压为11V)，此时程序控制盒(8)通过电话线(3)传递信号给三电压转换器(2)，启动三电压转换器(2)DCDC升压功能给DC48V储能电池(13)充电，同时程序控制盒(8)通过网线(4)将信息传输至液晶显示屏(5)，此时液晶显示屏(5)显示行车充电路径及充电状态，当DC48V储能电池(13)充满电时液晶显示屏(5)显示电量100％，并停止充电。该充电模式，可在救援现场实施救援过程中，打开ACC开关(6)，给DC48V储能电池(13)保持充电状态，可延长持续救援时间；也可在行车过程中给DC48V储能电池(13)充电，给下一场救援提供动力准备，满足多场次连续救援用电需求；方式三，将DC48V储能电池(13)DC48V专用充电器(14)与AC220V市电连接，直接给DC48V储能电池(13)，DC48V专用充电器(14)上显示充电进度条，进度条满格时表示DC48V储能电池(13)充满状态，且DC48V专用充电器(14)自动停充。
三电压转换器是指可以进行ACDC整流降压功能、DCAC逆变升压功能、DCDC升压功能，三电压转换器具备ACDC整流降压功能、DCAC逆变升压功能、DCDC升压功能，包括AC输入接口、AC输出接口、DC输入/输出接口、DC输入接口；所述AC输入接口连接至市电插座；所述AC输出接口连接至高压水泵，用于为高压水泵供电；所述DC输入/输出接口连接储能蓄电池，用于为储能电池充电或储能电池对外放电；所述DC输入接口连接12V启动电瓶，用于将12V启动电瓶为储能电池充电
轻型消防车实施救援时，轻触控制面板(9)上电源开关按钮点亮液晶显示屏(5)，液晶显示屏(5)上显示原车DC12V启动电瓶(1)和DC48V储能电池(13)电量百分比和电压值，以及水箱水量百分比(水箱水量百分比由水位传感器(7)通过信号线将信息传递至程序控制盒(8)，再由程序控制盒(8)通过网线(4)将水量信息显示在液晶显示屏(5)中)，若此时打开ACC开关(6)，还可显示所述方式二充电模式。按下控制面板(9)上逆变电源开关按钮，DC48V储能电池(13)通过三电压转换器(2)DCAC升压功能，并从三电压转换器(2)AC220V输出端输出AC220V电源，同时点亮控制面板(9)上的电源指示灯，此时高压水泵(10)可具备工作。旋转控制面板(9)上水泵按钮至清水状态时，高压水泵(10)开始工作，控制面板(9)上运行指示灯点亮，且压力表显示高压水泵(10)工作压力；旋转控制面板(9)上水泵按钮至停状态时，高压水泵(10)停止工作，同时控制面板(9)上运行指示灯熄灭；若遇紧急情况时，可直接按下制面板(9)上的急停开关，高压水泵(10)立即停止工作；
轻型消防车夜间实施救援时，为增加作业便捷性，在车辆尾部增设了场外照明灯(11)，按下控制面板(9)上的场外照明开关，场外照明灯(11)开始通电工作，也可用于收工时收拾工具时使用。
轻型消防车DC48V储能电池三种充电方式，最大程度上满足轻型消防车工作状态，避免因电路故障问题导致紧急情况下轻型消防车无法出勤实施救援工作；所述方式二可实现轻型消防车实施救援或行车时给DC48V储能电池补充电量，有效延长轻型消防车作业时长或实施连续多场次救援工作；为提高夜间作业便捷性，在车辆尾部增设了场外照明灯(11)，提高救援现场作业效率，节约救援时间。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种轻型消防车的储能电池控制系统，包括储能电池、专用充电器，所述专用充电器用于将交流市电转换为直流电为储能电池充电；其特征在于：所述控制系统还包括程序控制盒、市电插头、ACDC降压功能模块，所述市电插头用于连接市电，其输出端连接至ACDC降压功能模块的AC输入端；所述ACDC降压功能模块的DC输出端连接至储能电池两端，用于为其充电；所述程序控制盒的输出端连接ACDC降压功能模块的控制端，用于控制ACDC降压功能模块的开关；所述程序控制盒检测市电输入状态信号，所述程序控制盒的输出端连接至显示屏，用于控制显示屏显示当前的市电充电状态以及充电路径；所述程序控制盒与ACC开关连接用于检测车辆启动信号；所述程序控制盒通过电压检测模块检测车载12V启动电瓶的电压，当12V启动电瓶的电压高于程序控制盒设定的保护电压阈值时，所述程序控制盒控制DCDC升压功能模块启动工作，所述12V启动电瓶经DCDC升压功能模块与储能电池连接，用于通过升压后为储能电池充电；所述程序控制盒在控制12V启动电瓶为储能电池充电后通过信号线将充电信息传递至显示屏，控制显示屏显示充电状态及行车充电路径；所述程序控制盒的输入端连接至SOC检测模块，用于检测储能电池的SOC，所述程序控制盒控制显示屏实时显示储能电池的剩余电量SOC；所述程序控制盒在检测到储能电池充满电后停止充电；所述程序控制盒与水位传感器连接，所述程序控制盒通过水位传感器来检测消防车水箱的剩余量，并通过显示屏进行水位、水箱水量百分比的显示；所述控制系统还包括控制面板，所述控制面板与程序控制盒连接，所述控制面板上设置有电源开关、压力表，所述电源开关用于控制程序控制盒与控制面板的供电；所述压力表用于显示消防车的输出水管理的压力信号；水压传感器设置在输出管路中，其输出端连接至压力表；所述控制面板上设置有清水启停旋钮、急停按钮以及场外照明按钮；所述清水启停旋钮用于控制高压水泵的供电与否；所述急停按钮用于紧急停止高压水泵，所述急停按钮用于输出急停信号至程序控制盒，由程序控制盒控制高压水泵停止工作；所述场外照明按钮串接设置在照明灯和储能电池之间；所述控制面板上设置逆变电源开关、指示灯，当按下逆变电源开关时，储能电池通过DCAC升压功能模块输出交流电源为高压水泵供电；所述程序控制盒同时控制指示灯点亮；所述ACDC降压功能模块集成在三电压转换器中，所述三电压转换器具备ACDC整流降压、DCAC逆变升压、DCDC升压，包括AC输入接口、AC输出接口、DC输入/输出接口、DC输入接口；所述AC输入接口连接至市电插座；所述AC输出接口连接至高压水泵，用于为高压水泵供电；所述DC输入/输出接口连接储能蓄电池，用于为储能电池充电或储能电池对外放电；所述DC输入接口连接12V启动电瓶，用于将12V启动电瓶为储能电池充电；
轻型消防车DC48V储能电池有三种充电方式：
方式一：将市电插头（12）与AC220V市电连接，通过三电压转换器（2）ACDC降压给DC48V储能电池（13）充电，程序控制盒（8）的信号线检测到AC220V市电接入，由电话线（3）反馈三电压转换器（2）降压信息至程序控制盒（8），再由网线（4）将信息传输至液晶显示屏（5），此时液晶显示屏（5）显示市电充电路径及充电状态，当DC48V储能电池（13）充满电时液晶显示屏（5）显示电量100%，并停止充电；
方式二：打开ACC开关（6）或行车状态时，程序控制盒（8）主动检测原车DC12V启动电瓶（1）电压，若原车DC12V启动电瓶（1）电压高于程序控制盒（8）设定的保护电压，此时程序控制盒（8）通过电话线（3）传递信号给三电压转换器（2），启动三电压转换器（2）DCDC升压给DC48V储能电池（13）充电，同时程序控制盒（8）通过网线（4）将信息传输至液晶显示屏（5），此时液晶显示屏（5）显示行车充电路径及充电状态，当DC48V储能电池（13）充满电时液晶显示屏（5）显示电量100%，并停止充电；在救援现场实施救援过程中，打开ACC开关（6），给DC48V储能电池（13）保持充电状态，延长持续救援时间，在行车过程中给DC48V储能电池（13）充电以给下一场救援提供动力准备；
方式三：将DC48V储能电池（13）DC48V专用充电器（14）与AC220V市电连接，直接给DC48V储能电池（13），DC48V专用充电器（14）上显示充电进度条，进度条满格时表示DC48V储能电池（13）充满状态，且DC48V专用充电器（14）自动停充；
三种充电方式均由程序控制盒通过网线与液晶显示屏联通，在液晶显示屏上显示各种工况充电模式及充电进度状态；
轻型消防车实施救援时，轻触控制面板（9）上电源开关按钮点亮液晶显示屏（5），液晶显示屏（5）上显示原车DC12V启动电瓶（1）和DC48V储能电池（13）电量百分比、电压值以及水箱水量百分比，若此时打开ACC开关（6），还显示方式二充电模式；按下控制面板（9）上逆变电源开关按钮， DC48V储能电池（13）通过三电压转换器（2）DCAC升压，并从三电压转换器（2）AC220V输出端输出AC220V电源，同时点亮控制面板（9）上的电源指示灯，此时高压水泵（10）具备工作；旋转控制面板（9）上水泵按钮至清水状态时，高压水泵（10）开始工作，控制面板（9）上运行指示灯点亮，且压力表显示高压水泵（10）工作压力；旋转控制面板（9）上水泵按钮至停状态时，高压水泵（10）停止工作，同时控制面板（9）上运行指示灯熄灭；若遇紧急情况时，直接按下控制面板（9）上的急停开关，高压水泵（10）立即停止工作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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