CN114421036A - 一种防爆叉车用锂电池系统及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池系统技术领域，尤其是一种防爆叉车用锂电池系统及工作方法，包括外箱体，所述外箱体具有隔开设置的电池仓、电气仓，所述电气仓内设有电气元件，所述锂电池组通过导线与电气元件电连接，所述锂电池组的每个电芯均设有温度采集单元、电流/电压采集单元，所述锂电池组电连接有均衡模块，所述均衡模块用于对一个或者多个单体电芯进行均衡，所述温度采集单元以及电流/电压采集单元均通过连接器与电气元件连接，所述电气元件通过连接器与外界设备连接，位于各连接器位置均灌胶。本装置结构设计合理起到防火效果，降低电池箱体燃爆的概率，并且工作方法合理，提高均衡模块判断的准确性，进一步降低燃爆的概率。

Description

一种防爆叉车用锂电池系统及工作方法
技术领域
本发明涉及锂电池系统技术领域，尤其涉及一种防爆叉车用锂电池系统及工作方法。
背景技术
现有技术中电池防爆叉车是采用防爆特殊型铅酸电源做动力源的叉车，生产及使用中，铅酸蓄电池中存在着大量的铅和酸，在生产及废弃后若处理不当，将对环境产生污染；正常工作中须经常加蒸馏水来维护，加大了工作量，增加了人工成本和材料费用；充电时间长，有效工作时间短；电池体积大，重量重相对车辆体形较大，特殊爆炸危险场使用受到限制，防爆效果不好；部分车辆采用锂电池作为动力源，在实际应用中，为了获得足够大的电压，往往将多个单体电池串联成组使用，由于单体电池之间存在不一致性现象(其中不一致现象是指电芯出厂时由于制造过程中的部分差异造成的各电芯数据差异)，可能造成单体电池的过充、过放以及电池组存储容量下降的问题，一般在充放电过程中，只是对各电芯进行电压或电流的检测对比，由此判断是否需要进行均衡，该种判断标准不准确，因为每个电芯安装位置及周围环境均不相同，各电芯之间存在安装环境不同造成的温差，电芯温度不同导致内阻不同也会造成电芯电压或电流的检测不合格，如果只是因为工作环境造成的温差导致电流电压不合格而进行电压电流的均衡，将造成均衡系统的误判断。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中指出的问题，而提出的一种防爆叉车用锂电池系统及工作方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种防爆叉车用锂电池系统，包括外箱体，所述外箱体具有隔开设置的电池仓、电气仓，所述电池仓内设有锂电池组，所述电气仓内设有电气元件，所述锂电池组通过导线与电气元件电连接，所述锂电池组的每个电芯均设有温度采集单元、电流/电压采集单元，所述锂电池组电连接有均衡模块，所述均衡模块用于对一个或者多个单体电芯进行均衡，所述温度采集单元以及电流/电压采集单元均通过连接器与电气元件连接，所述电气元件通过连接器与外界设备连接，位于各连接器位置均灌胶。
所述锂电池组的每个电芯均隔开设置，每个电芯均单独设有散热单元。
一种防爆叉车用锂电池系统工作方法，定义电池模组中温度最低的电芯为第一电芯，与第一电芯进行比较的电芯为第二电芯；
实时检测电池模组中每个电芯的温度值，计算第二电芯的温度与第一电芯之间的差值记为T1，定义温度差值的最大值为T2；
在检测温度的基础上，实时检测第一电芯与第二电芯的电流/电压值，计算第二电芯的电流/电压值与第一电芯之间的差值记为S1，定义电流/电压差值的最大值为S2；
当T1≤T2时判断：如果S1≤S2，电池模组正常充放电，如果S1＞S2时，通过均衡模块对该组电芯进行均衡；
当T1＞T2时判断：如果S1≤S2时，电池模组正常充放电，并且通过散热单元对温度较高的电芯进行散热；
当T1＞T2时判断：如果S1＞S2时，通过散热单元对温度较高的电芯进行散热，散热合格之后，如果S1≤S2时，电池模组正常充放电，如果S1＞S2时，通过均衡模块对该组电芯进行均衡。
本发明提出的一种防爆叉车用锂电池系统及工作方法，有益效果在于：本装置电池仓与电气仓分离设置，并且信号采集单元通过各连接器与电气元件连接，且连接器位置均灌胶，起到防火效果，降低电池箱体燃爆的概率，并且实施采集每个电芯的温度、电流/电压，并且通过均衡模块进行实时的均衡，降低电芯之间充放电的差异，进一步降低箱体燃爆的概率，并且工作方法合理，提高均衡模块判断的准确性，进一步降低燃爆的概率。
附图说明
图1为本发明的电气系统结构示意图；
图2为图1A部放大结构示意图；
图3为图1B部放大结构示意图；
图4为本发明的散热单元主视结构示意图；
图5为本发明的散热单元俯视结构示意图。
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。
参照图1-5，一种防爆叉车用锂电池系统，包括外箱体，外箱体具有隔开设置的电池仓、电气仓，电池仓内设有锂电池组，电气仓内设有电气元件，锂电池组通过导线与电气元件电连接，锂电池组的每个电芯均设有温度采集单元、电流/电压采集单元，锂电池组电连接有均衡模块，均衡模块用于对一个或者多个单体电芯进行均衡，温度采集单元以及电流/电压采集单元均通过连接器与电气元件连接，电气元件通过连接器与外界设备连接，位于各连接器位置均灌胶。
本装置电池仓与电气仓分离设置，并且信号采集单元通过各连接器与电气元件连接，且连接器位置均灌胶，起到防火效果，降低电池箱体燃爆的概率，并且实施采集每个电芯的温度、电流/电压，并且通过均衡模块进行实时的均衡，降低电芯之间充放电的差异，进一步降低箱体燃爆的概率。
作为一种实施方式：锂电池组的每个电芯均隔开设置，每个电芯均单独设有散热单元。
作为单个电芯散热的一种实施方式：参考图4-5，电池模组包括外壳3、风机，外壳3具有多个腔室，外壳3位于腔室内壁设有筋条2，电芯安装在筋条之间形成的空间内，通过筋条使电芯与外壳腔室的内壁之间留出气流间隙，外壳3位于每个腔室均设有一组配合散热的进气口、排气口1，每个进气口位置安装一个可以电控的气流量调节阀4，风机的出风口连接有送气管道5，送气管道5分别与每个安装电芯的腔室连通。气流从进气口流经腔室携带产生的热量从排气口排出，实现电芯的降温，风机开启，某个或者几个电芯需要进行单独的散热时，控制气流量调节阀的开启程度，通过控制气体在电芯安装腔室的流速及流量，实现电芯温度的控制。
其中一种实施方式，电池模组的总线位置设置电流和/或电压采集单元，用于检测总线的电流及电压。
一种防爆叉车用锂电池系统工作方法：定义电池模组中温度最低的电芯为第一电芯，与第一电芯进行比较的电芯为第二电芯；
实时检测电池模组中每个电芯的温度值，计算第二电芯的温度与第一电芯之间的差值记为T1，定义温度差值的最大值为T2；
在检测温度的基础上，实时检测第一电芯与第二电芯的电流/电压值，计算第二电芯的电流/电压值与第一电芯之间的差值记为S1，定义电流/电压差值的最大值为S2；
当T1≤T2时，即第一电芯与第二电芯的温度差值在合格范围内时，判断：如果S1≤S2，电池模组正常充放电，如果S1＞S2时，此时可能是由于电芯制造时的不一致性现象造成的，通过均衡模块对该组电芯进行均衡；在温度合格的前提下判断该组电芯电流或电压是否在合格范围，温度合格时才会进行均衡；
当T1＞T2时，即第一电芯与第二电芯的温度差值超出合格范围内时判断：如果S1≤S2时，电池模组正常充放电，并且通过散热单元对温度较高的电芯进行散热；温差不合格，但是电流/电压差值合格，只需要进行第二电芯的降温即可；
当T1＞T2时判断：如果S1＞S2时，此时可能是由于电芯所处环境或者散热条件的不同造成的电芯电流或电压不合格，因此通过散热单元对温度较高的电芯进行散热，散热合格之后，如果S1≤S2时，电池模组正常充放电，散热合格之后，如果S1仍然大于S2，此时可能是由于电芯制造时的不一致性现象造成的，此时再通过均衡模块对该组电芯进行均衡，提高均衡模块判断的准确性，降低爆炸的概率。
进一步的，设置一个最高温度限值，当电芯超过最高温度限值时，不需要进行其他判断，优先进行散热步骤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变而得到的技术方案、构思、设计，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种防爆叉车用锂电池系统，其特征在于，包括外箱体，所述外箱体具有隔开设置的电池仓、电气仓，所述电池仓内设有锂电池组，所述电气仓内设有电气元件，所述锂电池组通过导线与电气元件电连接，所述锂电池组的每个电芯均设有温度采集单元、电流/电压采集单元，所述锂电池组电连接有均衡模块，所述均衡模块用于对一个或者多个单体电芯进行均衡，所述温度采集单元以及电流/电压采集单元均通过连接器与电气元件连接，所述电气元件通过连接器与外界设备连接，位于各连接器位置均灌胶。
2.根据权利要求1所述的一种防爆叉车用锂电池系统，其特征在于，所述锂电池组的每个电芯均隔开设置，每个电芯均单独设有散热单元。
3.一种防爆叉车用锂电池系统工作方法，其特征在于，定义电池模组中温度最低的电芯为第一电芯，与第一电芯进行比较的电芯为第二电芯；
实时检测电池模组中每个电芯的温度值，计算第二电芯的温度与第一电芯之间的差值记为T1，定义温度差值的最大值为T2；
在检测温度的基础上，实时检测第一电芯与第二电芯的电流/电压值，计算第二电芯的电流/电压值与第一电芯之间的差值记为S1，定义电流/电压差值的最大值为S2；
当T1≤T2时判断：如果S1≤S2，电池模组正常充放电，如果S1＞S2时，通过均衡模块对该组电芯进行均衡；
当T1＞T2时判断：如果S1≤S2时，电池模组正常充放电，并且通过散热单元对温度较高的电芯进行散热；
当T1＞T2时判断：如果S1＞S2时，通过散热单元对温度较高的电芯进行散热，散热合格之后，如果S1≤S2时，电池模组正常充放电，如果S1＞S2时，通过均衡模块对该组电芯进行均衡。
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