CN113410890A - 一种新型剪叉用锂电池常对外供电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型剪叉用锂电池常对外供电系统及方法，其特征在于包括锂电池热管理模块、锂电池组、锂电池对外输出及充电控制模块、锂电池电源管理模块、锂电池上电控制模块、通讯调试接口、锂电池充电控制模块及锂电池常对外供电模块，所述锂电池组分别与所述锂电池热管理模块、锂电池电源管理模块和锂电池对外输出及充电控制模块信号连接，所述锂电池电源管理模块分别与所述锂电池对外输出及充电控制模块、锂电池上电控制模块、通讯调试接口、锂电池充电控制模块及锂电池常对外供电模块信号连接。此电池可保持对外常供电，增加电池使用便捷性，智能性，同时手动复位开关，可实现定时器手动复位，增加此系统可维护性。

Description

一种新型剪叉用锂电池常对外供电系统及方法

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体是一种新型剪叉用锂电池常对外供电系统及方法。

背景技术

由于目前高空作业车的应用环境都比较恶劣，而且如果在一个比较大的应用环境中如果想准确的定位到车的位置，则需要远程模块对其进行配合定位，如果有这样的需求，则需要远程模块进行持续供电，本专利提出一种常对外供电方式，保持在车不用的情况下对外供电，为整车定位，数据读取等提供可能。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种解决高工作业剪叉的数据读取和准确定位以及车辆定位问题的新型剪叉用锂电池常对外供电系统及方法。

所述的一种新型剪叉用锂电池常对外供电系统，其特征在于包括锂电池热管理模块、锂电池组、锂电池对外输出及充电控制模块、锂电池电源管理模块、锂电池上电控制模块、通讯调试接口、锂电池充电控制模块及锂电池常对外供电模块，所述锂电池组分别与所述锂电池热管理模块、锂电池电源管理模块和锂电池对外输出及充电控制模块信号连接，所述锂电池电源管理模块分别与所述锂电池对外输出及充电控制模块、锂电池上电控制模块、通讯调试接口、锂电池充电控制模块及锂电池常对外供电模块信号连接。

所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述锂电池热管理模块包括加热膜H1及加热继电器K3。

所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述锂电池对外输出及充电控制模块包括预充电路、充放电继电器K1和放电正接口DC+和放电负接口DC-。

所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述预充电路包括预充电阻R1和预充继电器K4，所述预充电路与所述充放电继电器K1并联设置。

所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述锂电池上电控制模块包括启动继电器K2、钥匙开关进端口及整车CAN接口，所述启动继电器K2一端与所述钥匙开关进端口连击，另一端连接至一体机9S的KEY ON脚上。

所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述通讯调试接口包括充电调试接口及整车调试CAN接口。

所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述充电控制模块充电正极端A+、充电负极端A-及光耦隔离板G1，所述充电正极端A+、充电负极端A-分别连接至所述光耦隔离板G1上。

所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述对外常供电模块包括常对外供电负极、常对外供电正极以及光耦隔离板G2，所述光耦隔离板G2的输入端分别连接至一体机9S的常电驱动正端及常电驱动负端。一种新型检查用锂电池常对外供电方法，其特征在于包括以下步骤：

S1打开钥匙，正极信号导通至钥匙开关口，驱动启动继电器K2；

S2启动继电器K2闭合，激活一体机9S上电，同时POWER+和POWER-正常供电，驱动K4预充继电器闭合，进入预充状态；

S3预充500MS后闭合充放电继电器K1，经过500MS后断开预充继电器K4，完成上电；

S4常温充电，此时A+,A-提供的辅助电源信号，激活光耦隔离板G1，当有驱动电压后DC+与CHG_A+导通，此时一体机9S供电由CHGA+和POWER-完成供电激活；

S5一体机9S通过充电CANH和CANL接收到充电机报文，进入充电模式，CHGA+和收到充电机报文是进入充电模式的且条件，闭合充放电继电器K1，充电机通过DC+和DC-检测到电池电压后输出充电电流，完成充电；

所述步骤S5进入充电模式后不需要闭合K4。

所述的新型检查用锂电池常对外供电方法，其特征在于

当上电状态下，常电驱动正和常电驱动负开启，光耦隔离板G2输入端得电，常对外供电负和DC-导通，常对外供电正直接接在DC+上，常对外供电正和常对外供电负可对外部器件供电，所述光耦隔离板G2的输出端功率大于光耦隔离板G1；

在关掉KEYON状态或休眠条件下，一体机9S所有其他零部件进入休眠，仅有常电供电正和常电供电负引脚有电压输出，实现对外常供电并且每24H定时激活一次，如果电压低于二级故障阈值，则关闭此路输出，如果可以常供电，则实现一键定位找车功能。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

1.此电池可保持对外常供电，增加电池使用便捷性，智能性。

2.手动复位开关，可实现定时器手动复位，增加此系统可维护性。

3.使用IP67等级的对外输出开关，增加电池安全性。

4.使用大功率隔离板，可以通过较大电流，为外部器件供电，增加系统适用性。

5.增加光耦隔离板2可使高边驱动的电路板接口转换为控负接口，这样，使得外部原有的控负线束不需要更改，增加电池包应用适配型。

附图说明

图1为本发明系统的电路原理图；

图2为航空插座引脚分布图；

图3为本发明供电系统的模块结构图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、 “另一端”、 “外侧”、 “上”、 “内侧”、 “水平”、 “同轴”、 “中央”、 “端部”、 “长度”、 “外端”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。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-3所示，一种新型剪叉用锂电池常对外供电系统，包括锂电池热管理模块1、锂电池组2、锂电池对外输出及充电控制模块3、锂电池电源管理模块4、锂电池上电控制模块5、通讯调试接口6、锂电池充电控制模块7及锂电池常对外供电模块8，锂电池组2分别与锂电池热管理模块1、锂电池电源管理模块4和锂电池对外输出及充电控制模块3信号连接，锂电池电源管理模块4分别与锂电池对外输出及充电控制模块3、锂电池上电控制模块5、通讯调试接口6、锂电池充电控制模块7及锂电池常对外供电模块8信号连接。

锂电池热管理模块1包括加热膜H1及加热继电器K3。

锂电池对外输出及充电控制模块3包括预充电路、充放电继电器K1和放电正接口DC+和放电负接口DC-。

预充电路包括预充电阻R1和预充继电器K4，预充电路与充放电继电器K1并联设置。

锂电池上电控制模块5包括启动继电器K2、钥匙开关进端口及整车CAN接口，启动继电器K2一端与钥匙开关进端口连击，另一端连接至一体机9S的KEY ON脚上。

通讯调试接口包括充电调试接口及整车调试CAN接口。

充电控制模块3充电正极端A+、充电负极端A-及光耦隔离板G1，充电正极端A+、充电负极端A-分别连接至光耦隔离板G1上。

对外常供电模块8包括常对外供电负极、常对外供电正极以及光耦隔离板G2，光耦隔离板G2的输入端分别连接至一体机9S的常电驱动正端及常电驱动负端。

具体说明，B1为电池，目前我们以磷酸铁锂的8串电池组成的模组为例，并数和容量可以增加或减小，H1为加热膜，其为阻性负载，运用特殊材料的电阻可以产热的原理可以生成热量，用来给模组进行加热，以便此项目可以适用于更宽的温度范围，K3为加热继电器，用来控制加热膜负载的开启和关断，同时K1为充放电继电器，用来控制电池对外输出的开启和关断，且K1是用在负极上，用来控负，K2为启动继电器用来控制BMS的启动和关断。

一种新型剪叉用锂电池常对外供电方法，包括以下步骤：

S1打开钥匙，正极信号导通至钥匙开关口，驱动启动继电器K2；

S2启动继电器K2闭合，激活一体机9S上电，同时POWER+和POWER-正常供电，驱动K4预充继电器闭合，进入预充状态；

S3预充500MS后闭合充放电继电器K1，经过500MS后断开预充继电器K4，完成上电；

S4常温充电，此时A+,A-提供的辅助电源信号，激活光耦隔离板G1，当有驱动电压后DC+与CHG_A+导通，此时一体机9S供电由CHGA+和POWER-完成供电激活；

S5一体机9S通过充电CANH和CANL接收到充电机报文，进入充电模式，CHGA+和收到充电机报文是进入充电模式的且条件，闭合充放电继电器K1，充电机通过DC+和DC-检测到电池电压后输出充电电流，完成充电；步骤S5进入充电模式后不需要闭合K4。

当上电状态下，常电驱动正和常电驱动负开启，光耦隔离板G2输入端得电，常对外供电负和DC-导通，常对外供电正直接接在DC+上，常对外供电正和常对外供电负可对外部器件供电，光耦隔离板G2的输出端功率大于光耦隔离板G1；

在关掉KEYON状态或休眠条件下，一体机9S所有其他零部件进入休眠，仅有常电供电正和常电供电负引脚有电压输出，实现对外常供电并且每24H定时激活一次，如果电压低于二级故障阈值，则关闭此路输出，如果可以常供电，则实现一键定位找车功能。

具体的工作原理为：隔离板1用来将外界充电器提供的辅助电源即可以开启电池充电，又能将不必要的干扰隔离出去。常温下，钥匙开关从DC+后端取电，当开钥匙时正极信号导通至钥匙开关口，使得K2线圈两端取得电池电压，K2被驱动，开关闭合，使得DC+与KEYON导通，激活BMS上电，又由于POWER+和POWER-的正常供电，使得BMS能够正常工作,驱动K4预充继电器闭合，进入预充状态，500MS后闭合充放电继电器K1，在500MS后断开K4，整个上电过程结束。激活信号电流很小，只有几十mA加入启动继电器将是的启动信号变大，变为启动继电器的驱动信号，隔离小信号对上电过程的干扰。

常温充电：充电过程中A+,A-提供的辅助电源信号，将隔离板激活，隔离板为光耦开关，有驱动电压后DC+与CHG_A+导通，此时一体机供电由CHGA+和POWER-完成供电激活，一体机通过充电CANH和CANL接收到充电机报文，进入充电模式，CHGA+和收到充电机报文是进入充电模式的且条件，进入充电模式后不需要闭合K4，直接闭合K1，充电机通过DC+和DC-检测到电池电压后输出充电电流，完成充电过程。

光耦隔离开关2相对于光耦隔离开关1输出端功率更大，可作为外部较大功率器件供电开关，当上电状态下，常电驱动正和常电驱动负开启，光耦隔离板输入端得电，常对外供电负和DC-导通，常对外供电正直接接在DC+上，常对外供电正和常对外供电负可对外部器件供电。在关掉KEYON状态或休眠条件下，一体机所有其他零部件进入休眠，唯有常电供电正和常电供电负引脚有电压输出，实现对外常供电，并且每24H定时激活一次，检测电压和电流，如果电压过低低于二级故障阈值，则表明电池电量较低，为避免电池过放，基于安全考虑，则关闭此路输出，上述为常供电原理，如果可以常供电，则可以实现一键定位找车等功能。

本发明的有益效果为：

1.此电池可保持对外常供电，增加电池使用便捷性，智能性。

2.手动复位开关，可实现定时器手动复位，增加此系统可维护性。

3.使用IP67等级的对外输出开关，增加电池安全性。

4.使用大功率隔离板，可以通过较大电流，为外部器件供电，增加系统适用性。

5.增加光耦隔离板2可使高边驱动的电路板接口转换为控负接口，这样，使得外部原有的控负线束不需要更改，增加电池包应用适配型。

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)

1.一种新型剪叉用锂电池常对外供电系统，其特征在于包括锂电池热管理模块（1）、锂电池组（2）、锂电池对外输出及充电控制模块（3）、锂电池电源管理模块（4）、锂电池上电控制模块（5）、通讯调试接口（6）、锂电池充电控制模块（7）及锂电池常对外供电模块（8），所述锂电池组（2）分别与所述锂电池热管理模块（1）、锂电池电源管理模块（4）和锂电池对外输出及充电控制模块（3）信号连接，所述锂电池电源管理模块（4）分别与所述锂电池对外输出及充电控制模块（3）、锂电池上电控制模块（5）、通讯调试接口（6）、锂电池充电控制模块（7）及锂电池常对外供电模块（8）信号连接。

2.根据权利要求1所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述锂电池热管理模块（1）包括加热膜H1及加热继电器K3。

3.根据权利要求1所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述锂电池对外输出及充电控制模块（3）包括预充电路、充放电继电器K1和放电正接口DC+和放电负接口DC-。

4.根据权利要求3所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述预充电路包括预充电阻R1和预充继电器K4，所述预充电路与所述充放电继电器K1并联设置。

5.根据权利要求1所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述锂电池上电控制模块（5）包括启动继电器K2、钥匙开关进端口及整车CAN接口，所述启动继电器K2一端与所述钥匙开关进端口连击，另一端连接至一体机9S的KEY ON脚上。

6.根据权利要求1所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述通讯调试接口包括充电调试接口及整车调试CAN接口。

7.根据权利要求1所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述充电控制模块（3）充电正极端A+、充电负极端A-及光耦隔离板G1，所述充电正极端A+、充电负极端A-分别连接至所述光耦隔离板G1上。

8.根据权利要求1所述的新型检查用锂电池常对外供电系统，其特征在于所述对外常供电模块（8）包括常对外供电负极、常对外供电正极以及光耦隔离板G2，所述光耦隔离板G2的输入端分别连接至一体机9S的常电驱动正端及常电驱动负端。

9.一种应用如权利要求1-8任一所述的新型检查用锂电池常对外供电方法，其特征在于包括以下步骤：

S1打开钥匙，正极信号导通至钥匙开关口，驱动启动继电器K2；

S2启动继电器K2闭合，激活一体机9S上电，同时POWER+和POWER-正常供电，驱动K4预充继电器闭合，进入预充状态；

S3预充500MS后闭合充放电继电器K1，经过500MS后断开预充继电器K4，完成上电；

S4常温充电，此时A+,A-提供的辅助电源信号，激活光耦隔离板G1，当有驱动电压后DC+与CHG_A+导通，此时一体机9S供电由CHGA+和POWER-完成供电激活；

S5一体机9S通过充电CANH和CANL接收到充电机报文，进入充电模式，CHGA+和收到充电机报文是进入充电模式的且条件，闭合充放电继电器K1，充电机通过DC+和DC-检测到电池电压后输出充电电流，完成充电；

所述步骤S5进入充电模式后不需要闭合K4。

10.根据权利要求9所述的新型检查用锂电池常对外供电方法，其特征在于当上电状态下，常电驱动正和常电驱动负开启，光耦隔离板G2输入端得电，常对外供电负和DC-导通，常对外供电正直接接在DC+上，常对外供电正和常对外供电负可对外部器件供电，所述光耦隔离板G2的输出端功率大于光耦隔离板G1；

在关掉KEYON状态或休眠条件下，一体机9S所有其他零部件进入休眠，仅有常电供电正和常电供电负引脚有电压输出，实现对外常供电并且每24H定时激活一次，如果电压低于二级故障阈值，则关闭此路输出，如果可以常供电，则实现一键定位找车功能。

Images