CN113541234B - 一种充电控制单元及防爆场景应用方法 - Google Patents

一种充电控制单元及防爆场景应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种充电控制单元及防爆场景应用方法，该控制单元包括充电控制器、无火花防爆充电插头、无火花防爆充电插座、充电控制柜、带开关控制的电池、车载继电器、防反二极管、开关按钮；其中充电控制器实时检测充电插座的电压，并根据电压有无来输出信号控制车载继电器的线圈进而控制充电回路；电池带开关控制，充电前可以通过开关关断电池充电回路，再插上充电插头，以防带电插拨时产生火花；充电插头和插座选用防爆等级ⅡB的无火花防爆充电插头插座，以防误操作带电插拨时产生火花；防反二极管串联接入充电主回路，以防因外部电路反接和短路引起的过温、起火；充电控制器有二路控制回路接入设备主控板，设备上电自检完成后可以通过这二路控制自动接管并断开充电回路；通过以上几种控制方法及防范手段达到防爆场景安全充电的应用需求。

Description

一种充电控制单元及防爆场景应用方法
技术领域
本发明涉及能源系统的充电管理技术领域。
背景技术
市面上现有的充电控制一般都是通过二种方式进行控制：
在充电器端进行控制，通过交流接触器控制充电器输入端电源，用开关按钮控制接触器线圈，进而控制控制是否开启充电。这种方式大部分应用于在线充电的控制，但由于不能控制设备端的充电回路，若控制不当在设备移动接触充电时容易打火。
在充电器端和设备端同时进行控制，充电器端方法同一，设备端通过主控板控制车载继电器进行充电回路的控制。这种方式虽然能解决完全接触后再充电的问题，但设备彻底没电时无法开启充电，若车载继电器换为常闭触点又无法解决接触瞬间回路导通打火的问题。故无法在防爆场合应用。
故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明提供一种充电控制单元及防爆场景应用方法，通过充电控制器来控制充电回路，结合电池端的开关按钮和充电柜端的通断电按钮，形成多重安全闭锁，达到在防爆场合充电应用的目的。
技术方案：为达到上述目的，本发明充电控制单元及防爆场景应用方法可采用如下技术方案：
一种充电控制单元及防爆场景应用方法，包括充电控制器、无火花防爆充电插头、无火花防爆充电插座、充电控制柜、带开关控制的电池、车载继电器、防反二极管、控制电池关断的开关按钮；
所述充电控制器用以根据采集的无火花防爆充电插座的电压来判断是否打开车载继电器来控制对电池的充电；充电控制器含二路充电控制端，接入设备主控板，设备上电并自检通过后主控板可通过充电接管端接管充电控制，通过充电控制端打开或关闭充电。
所述充电控制柜用以接收柜门按钮的控制指令来控制柜内直充充电器上电，并通过柜外引线连接至无火花防爆充电插头；
所述带开关控制的电池用以接收并储存来自充电控制柜输出的电量，并通过控制电池关断的开关按钮可以将电池自身充电回路关断；
所述车载继电器主触点串联于充电回路，车载继电器线圈由充电控制器控制，可通过控制车载继电器线圈通断电来控制充电回路是否接通；
所述防反二极管串联于充电回路，用以防止外部电路反接工短路造成的危险或损坏。
进一步的，主控板通过充电接管端接管充电控制，通过充电控制端控制车载继电器，并控制充电回路的通断。
进一步的，所述充电控制器含有电压检测功能，可实时检测无火花充电插座的电压，当电池没电且设备主控板也没上电时，充电回路完全由充电控制器控制，检测到充电范围内的电压即开启车载继电器充电。
进一步的，还包括电池充进一部分电后，设备上电并自检完成后，主控板可控制接管充电控制的控制权，并根据其检测到的电池电量及所接收的工作任务来自主决定是继续充电或关断充电。
进一步的，还包括电池带有充放电控制端，可外接开关按钮，通过控制开关按钮的开合来控制电池自身的充放电口是否与内部电芯接通
本发明提供的根据所述充电控制单元及防爆场景应用方法可采用以下技术方案，以满足防爆场合的应用，包括以下步骤：
(1)、充电前可先通过开关按钮关断电池充放电口与内部电芯的连接；
(2)、将无火花移动插头插入设备无火花固定插座中；
(3)、通过开关按钮打开电池充放电口与内部电芯的边接；
(4)、打开充电柜上的充电开启按钮开启充电器；
(5)、充电控制器检测到充电电压，充电开启；
(6)、电池充满或主控板接管关闭充电后，充电控制器上充电指示灯熄灭；
(7)、按下充电柜上的充电关闭按钮关闭充电电源；
(8)、通过开关按钮关断电池充放电口与内部电芯的连接；
(9)、拨掉设备上的充电插头；
(10)、按下开关按钮打开电池充放电口与内部电芯的边接，充电结束。
有益效果：相对于现有技术，本发明提供的技术方案具有以下技术效果。
(1)实时采集充电插座上的电压，根据电压是否在正常范围内来决定是否开启充电，可防止因充电器原因造成的过压损坏。
(2)采用充电器端、设备端、电池端三端结合进行控制的方法，该方法安全有效，特别适用于防爆等安全要求较高的场合，可有效防止因一端失误造成的严重后果
(3)充电控制器含有充电接管和充电控制二个控制口，在充满电后或充电过程中，可根据当前任务情况、电池电量情况自动接管充电控制，配合控制系统灵活进行充电调度。
(4)该充电控制单元采用具有防爆谁的无火花防爆充电插头和插座，防爆等级Ex-IIB,可满足防爆场合的充电应用。
附图说明
图1是本发明充电控制单元结构示意图。
图2集成了充电控制单元的充电回路电气原理图。
具体实施方式
请结合图1所示，本实施例公开一种充电控制单元，包括充电控制器、无火花防爆充电插头、无火花防爆充电插座、充电控制柜、带开关控制的电池、车载继电器、防反二极管、控制电池关断的开关按钮。充电控制柜、无火花防爆充电插头、无火花防爆充电插座、车载继电器、防反二极管、带开关控制的电池串接组成充电回路，由充电控制柜提供充电的电源，经过无火花防爆充电插头、无火花防爆充电插座、由充电控制器控制通断的车载继电器、防反二极管，最后充入带开关控制的电池。
所述充电控制器用以根据采集的无火花防爆充电插座的电压来判断是否打开车载继电器来控制对电池的充电；充电控制器含二路充电控制端，接入设备主控板，设备上电并自检通过后主控板可通过充电接管端接管充电控制，通过充电控制端打开或关闭充电。
所述充电控制柜用以接收柜门按钮的控制指令来控制柜内直充充电器上电，并通过柜外引线连接至无火花防爆充电插头；
所述带开关控制的电池用以接收并储存来自充电控制柜输出的电量，并通过控制电池关断的开关按钮可以将电池自身充电回路关断；
所述车载继电器主触点串联于充电回路，车载继电器线圈由充电控制器控制，可通过控制车载继电器线圈通断电来控制充电回路是否接通；
所述防反二极管串联于充电回路，用以防止外部电路反接工短路造成的危险或损坏。
主控板通过充电接管端接管充电控制，通过充电控制端控制车载继电器，并控制充电回路的通断。
充电控制器含有电压检测功能，可实时检测无火花充电插座的电压，当电池没电且设备主控板也没上电时，充电回路完全由充电控制器控制，检测到充电范围内的电压即开启车载继电器充电。
主控板可控制接管充电控制的控制权，并根据其检测到的电池电量及所接收的工作任务来自主决定是继续充电或关断充电。
电池带有充放电控制端，可外接开关按钮，通过控制开关按钮的开合来控制电池自身的充放电口是否与内部电芯接通
该充电控制单元集成在电路板上，集成该控制单元的充电控制板包含一个电压检测口，用于检测设备端充电插座的电压；一个充电接管口和一个充电控制口接设备主控板，充电满或充一部分电后可由主控板自行决定是否继续充电；二个输出口可控制车载继电器线圈和充电指示灯进行充电控制和充电状态指示。要求能实现以下功能，1、当电池没电时充电控制器可控制设备充电，2、当电池有电设备上电正常后可由主控板接管并控制充电控制器是否继续充电，3、即使带电插拨时无火花插头和插座也能保证无火花的产生。
要求有外壳，并满足-25～55度环境温度使用
请再结合图2所示，给出一种图1中控制单元的控制方法，请参考图2所示，包括以下步骤
(1)、充电前可先通过开关按钮关断电池充放电口与内部电芯的连接；
(2)、将无火花移动插头插入设备无火花固定插座中；
(3)、通过开关按钮打开电池充放电口与内部电芯的边接；
(4)、打开充电柜上的充电开启按钮开启充电器；
(5)、充电控制器检测到充电电压，充电开启；
(6)、电池充满或主控板接管关闭充电后，充电控制器上充电指示灯熄灭；
(7)、按下充电柜上的充电关闭按钮关闭充电电源；
(8)、通过开关按钮关断电池充放电口与内部电芯的连接；
(9)、拨掉设备上的充电插头；
(10)、按下开关按钮打开电池充放电口与内部电芯的边接，充电结束。
本发明具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种充电控制单元，其特征在于，包括充电控制器、无火花防爆充电插头、无火花防爆充电插座、充电控制柜、带开关控制的电池、车载继电器、防反二极管、控制电池关断的开关按钮、主控板； 充电控制柜、无火花防爆充电插头、无火花防爆充电插座、车载继电器、防反二极管、带开关控制的电池依次串接组成充电回路；
所述充电控制器用以根据采集的无火花防爆充电插座的电压来判断是否打开车载继电器来控制对电池的充电；充电控制器具有充电接管端及充电控制端；充电控制器通过二路充电控制端接入主控板；主控板通过充电接管端接管充电控制，通过充电控制端打开或关闭充电；当电池没电且主控板也没上电时，充电回路完全由充电控制器控制，检测到充电范围内的电压即开启车载继电器充电；当电池有电设备上电正常后由主控板接管并控制充电控制器是否继续充电；
所述充电控制柜用以接收柜门按钮的控制指令来控制柜内直充充电器上电，并通过柜外引线连接至无火花防爆充电插头；
所述带开关控制的电池用以接收并储存来自充电控制柜输出的电量，并通过控制电池关断的开关按钮将电池自身充电回路关断；
所述车载继电器主触点串联于充电回路，车载继电器由充电控制器控制，通过控制车载继电器通断电来控制充电回路是否接通；
所述防反二极管串联于充电回路，用以防止外部电路反接工短路造成的危险或损坏。
2.根据权利要求1所述的充电控制单元，其特征在于：主控板通过充电接管端接管充电控制，通过充电控制端控制车载继电器，并控制充电回路的通断。
3.根据权利要求2所述的充电控制单元，其特征在于：所述充电控制器含有电压检测功能并实时检测无火花充电插座的电压，当电池没电且设备主控板也没上电时，充电回路完全由充电控制器控制，检测到充电范围内的电压即开启车载继电器充电。
4.根据权利要求1或2或3所述的充电控制单元，其特征在于：电池充进一部分电且设备上电并自检完成后，主控板接管充电控制的控制权，并根据其检测到的电池电量及所接收的工作任务来自主决定是继续充电或关断充电。
5.根据权利要求4所述的充电控制单元，其特征在于：电池带有充放电控制端，并外接开关按钮，通过控制开关按钮的开合来控制电池自身的充放电口是否与内部电芯接通。
6.一种根据权利要求1至5中任一项所述充电控制单元的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、充电前通过开关按钮关断电池充放电口与内部电芯的连接；
（2）、将无火花防爆充电插头插入设备无火花防爆充电插座中；
（3）、通过开关按钮打开电池充放电口与内部电芯的连接；
（4）、打开充电柜上的充电开启按钮开启充电器；
（5）、充电控制器检测到充电电压，充电开启；
（6）、电池充满或主控板接管关闭充电后，充电控制器上充电指示灯熄灭；
（7）、按下充电柜上的充电关闭按钮关闭充电电源；
（8）、通过开关按钮关断电池充放电口与内部电芯的连接；
（9）、拨掉设备上的充电插头；
（10）、按下开关按钮打开电池充放电口与内部电芯的连接，充电结束。
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GR01 Patent grant
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