CN202798052U - 一种叉车用电源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种叉车用电源装置，其包括：提供高压动力的电池、用于监控管理电池的电池管理系统、与所述电池管理系统相连的用于将所述电池提供的电源进行转换的电源转换器、连接于电池与电源转换器之间的用于控制电池与电源转换器之间的通断的第一开关、用于控制电源转换器与叉车的低压负载之间的通断的第二开关、及用于控制电池与叉车的高压负载之间的通断的第三开关，所述第二开关及第三开关的通断受控于所述电池管理系统。本实用新型提供的叉车用电源装置具有结构简单、成本较低、且节能环保的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种供电装置，尤其涉及一种叉车用电源装置。
背景技术
目前，电动叉车通常具有两个电源系统：一个是高压动力电源系统，用于提供高压动力源，例如用来驱动叉车行驶和举升货物等，高压动力电源系统的电源来自于高压动力电池；一个是低压辅助电源系统，用于给低压电器供电，例如给车灯、喇叭、仪表。低压辅助电源系统的电源通常是由DC-DC电源转换器将高压动力电池的高压电转换为低压电后提供的。
现有技术中，电动叉车一般采用铅酸蓄电池作为高压动力电源，其充放电不需要单独的BMS(battery manage system，电池管理系统)进行控制，所以，作为其低压辅助电源系统的核心部件的DC-DC电源转换器，其只需将高压电转换为低压电即可。但是，铅酸电池具有污染大等诸多缺陷，而锂电池具有许多铅酸电池所不具备的优势，例如：原料丰富、成本低廉，绿色无污染、不需要回收等。所以，在电动叉车中，锂电池将逐渐取代传统的铅酸电池。
当用锂电池作为高压动力电源时，现有技术主要存在以下弊端： 1、锂电池对放电状态要求非常苛刻，若锂电池在非正常状态下放电，那么将会造成锂电池的永久性损坏，造成重大损失。所以锂电池是不允许在没有电源管理器的状态下进行大电流的放电的；2、锂电池充放电需要BMS系统进行管理，BMS在监控到电池安全时才能让电池给负载供电，所以BMS需要优先上电，以有效管理高压动力锂电池。目前最常用的方式是在叉车整车上安装一启动电池，该启动电池提供电源给BMS及其它的低压电器。但启动电池通常为铅酸电池，铅酸电池存在馈电风险、污染环境、不够环保节能等缺陷，且这样使得叉车的供电装置更加复杂，也增加了供电系统的成本。同时，启动电池在无电的情况下也会导致整车无法启动，降低了整车工作的稳定可靠性。
可以理解的是，本部分的陈述仅仅提供与本实用新型相关的背景信息，可能构成或不构成所谓的现有技术。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术中叉车供电装置的结构较复杂且不够环保节能的缺陷，提供一种结构简单且环保节能的叉车用电源装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种叉车用电源装置，其包括：提供高压动力的电池、用于监控管理电池的电池管理系统、与所述电池管理系统相连的用于将所述电池提供的电源进行转换的电源转换器、连接于电池与电源转换器之间的用于控制电池与电源转换器之间的通断的第一开关、用于控制电源转换器与叉车的低压负载之间的通断的第二开关、及用于控制电池与叉车的高压负载之间的通断的第三开关，所述第二开关及第三开关的通断受控于所述电池管理系统。
在上述叉车用电源装置中，电源转换器包括：含有两组次级的变压器T1、二极管D1、D2、电容C1、C2、及斩波器Q1；变压器T1的初级的同名端接所述第一开关，变压器的初级的反相端通过斩波器Q1与叉车的震荡信号源S1相电连；变压器T1的第一组次级的同名端接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极通过电容C1接地；变压器的第二组次级的同名端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极通过电容C2接地；变压器的两组次级的反相端同时接地，二极管D1的阴极及二极管D2的阴极引出所述电源转换器的两个输出端，其中一输出端接电池管理系统，另一输出端接所述第二开关。
在上述叉车用电源装置中，所述斩波器为开关管。
在上述叉车用电源装置中，所述开关管为场效应管，其栅极接叉车的震荡信号源S1、其漏极与变压器T1的初级的反相端电连接、其源极接地。
在上述叉车用电源装置中，所述电容C1及电容C2均为极性电容。
在上述叉车用电源装置中，还包括用于显示电池的工作状态及报警的显示报警装置，所述显示报警装置同时与所述电源转换器及电池管理系统相电连。
在上述叉车用电源装置中，所述显示报警装置通过CAN总线与所述电池管理系统相连。
在上述叉车用电源装置中，所述第一开关为手动开关。
在上述叉车用电源装置中，所述第二开关为继电器。
在上述叉车用电源装置中，所述第三开关为接触器。
本实用新型提供的叉车用电源装置，通过在电池与电源转换器之间增加第一开关，设置受控于BMS并接电源转换器的第二开关来控制低压源给低压负载供电，同时设置受控于BMS的第三开关来控制电池给高压负载供电，从而实现不需要增加启动电池即可使电源装置同时给低压负载和高压负载供电，其仅需要采用环保的锂电池即可，故其具有环保节能的优点，同时其结构简单、成本较低。
附图说明
图1是本实用新型提供的叉车用电源装置的原理框图；
图2是本实用新型提供的叉车用电源装置一实施例连接叉车负载的结构示意图；
图3是本实用新型提供的叉车用电源装置一实施例中电源转换器的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供的叉车用电源装置主要通过在电池与电源转换器之间增加第一开关，并结合BMS对第二开关及第三开关的控制来实现由电池给叉车所有的负载供电。参见图1至图3所示，本实用新型提供的叉车用电源装置主要包括：提供高压动力源的电池1、电源转换器3、BMS 2、第一开关4、第二开关5及第三开关6。其中，电池1为环保的锂电池1，电池1包括本领域技术人员所熟知的磷酸铁锂电池，第二开关5及第三开关6为电控开关，两者的通断受控于BMS 2；电源转换器3通过第一开关4与电池1电连接，以用于将电池1提供的高压电进行转换，进而给BMS 2及其它负载供电；BMS 2同时与电源转换器3及电池1相电连，BMS 2接收到电源转换器3转换后的电源即可被启动工作，进而可以监测电池1所处的状态并控制管理电池1的充放电过程；第一开关4连接于电池1与电源转换器3之间，其用于控制电池1与电源转换器3之间是否接通；第二开关5同时连接电源转换器3及低压负载，用于控制电源转换器3与叉车的低压负载之间是否接通，进而控制电源转换器3是否可以给低压负载供电，即第二开关5的一端接电源转换器3、另一端接BMS 2、且第二开关5引出叉车用电源装置的第一输出端OUT1；第三开关6同时连接电池1及叉车的高压负载，其用于控制电池1与高压负载之间的通断，进而控制电池1是否可以给高压负载供电，即第三开关6的一端接电池1、另一端接BMS 2、且第三开关6引出叉车用电源装置的第二输出端OUT2。
当BMS上电工作后，其检测电池1的状态，如果电池1的状态安全，则BMS 2发出指令闭合第二开关5及第三开关6，进而使电池1开始放电，同时，BMS 2在电池1放电的过程中监测电池1的放电过程，如果放电过程出现异常，BMS 2发出指令断开第二开关5及第三开关6，进而使电池1停止供电。由于BMS 2的结构原理及作用为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。所以，本实用新型提供的叉车用电源装置结合电源转换器、BMS及三个开关可以实现仅由环保的锂电池供电，其供电结构简单、供电过程安全可靠、且环保节能。
本实用新型提供的电池1通常为电池包，即由多个锂电池构成的电池组，其仅采用一个电池包作为电源装置的供电源头，故该电池为提供高压动力的电池，其需要电源转换器3将电池1提供的高压源进行转换，通常为将电池1提供的直流电进行降压。优选地，本实用新型提供的电源转换器3的结构包括：含有两组次级的变压器T1、二极管D1、D2、电容C1、C2、及斩波器Q1；变压器T1的初级的同名端接第一开关4，变压器的初级的反相端通过斩波器Q1与叉车的震荡信号源S1相电连；变压器T1的第一组次级N1的同名端接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极通过电容C1接地；变压器的第二组次级N2的同名端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极通过电容C2接地；变压器的两组次级的反相端同时接地，二极管D1的阴极及二极管D2的阴极引出电源转换器3的两个输出端，其中一输出端接电池1管理系统，另一输出端接第二开关5。叉车的震荡信号源为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
电源转换器3的工作原理如下：震荡信号源S1输出的通常为直流方波，经斩波器Q1处理后，其输出高压交流电至变压器，变压器T1将高压交流电降压为低压交流电，以便给后面的低压电器供电。然后，变压器的两组次级所接的二极管D1、D2将上述低压交流电整流为低压直流电，电容C1、C2进而进行滤波去除杂质。所以，二极管D1、D2引出的输出端即可分别给BMS 2及其它的低压负载供电。值得说明的是，BMS 2通常也是需要低压源给其供电，故本领域BMS 2也属于低压负载，但本实用新型所称的低压负载是指除去BMS 2以外的低压负载。
斩波器Q1优选为开关管，例如，三极管、MOS管、或IGBT等。开关管响应速度快，且其避免了使用复杂的电路或集成IC，其可快速的实现DC-AC转换，更优选地，开关管为场效应管，其栅极接叉车的震荡信号源S1、其漏极与变压器T1的初级的反相端电连接、其源极接地。由于变压器输出的电流较大，所以优选地，电容C1及电容C2均为容量较大的极性电容，以便能更好的滤波。
优选地，本实用新型提供的电源装置还包括用于显示电池1的工作状态及报警的显示报警装置7，显示报警装置7同时与所述电源转换器3及BMS 2相电连。电源转换器3给显示报警装置7供电，同时，BMS 2将检测到的电池1的工作状态输出给显示报警装置7显示，且如果电池1出现异常，BMS 2输出信号驱动显示报警装置7报警。更优选地，显示报警装置7通过CAN（Controller Area Network，控制器局域网络)总线与BMS 2相连，以使BMS 2与显示报警装置7之间能快速的通信。
第二开关及第三开关均为电控开关，由于第二开关的一端接电源转换器，另一端作为输出端给低压负载供电，所以第二开关上流过的为低压电，故优选地，第二开关为便于承受低压的继电器，且继电器成本低、可靠性高、寿命长。同理 ，第三开关连接的是提供高压源的电池以给高压负载供电，故第三开关上流过的为高压电，故优选地，第三开关为能承受高压电的接触器。由于第一开关需要在电源装置无电的情况下即可接通，故第一开关为手动开关，或者第一开关为车钥匙，可以机械的或者远程红外遥控的接通电池与电源转换器。
综上所述，本实用新型提供的叉车用电源装置中的BMS可以不间断的获得电源，其可以一直有效的管理提供高压动力的锂电池的充放电，进而有效的管理叉车的整个电源装置，同时，电源装置仅采用锂电池，不用再增加其它的辅助电源，即可使电源装置安全可靠的给叉车所有负载供电，故其使叉车更环保节能，且其结构简单、成本较低。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种叉车用电源装置，其特征在于，包括：提供高压动力的电池、用于监控管理电池的电池管理系统、与所述电池管理系统相连的用于将所述电池提供的电源进行转换的电源转换器、连接于电池与电源转换器之间的用于控制电池与电源转换器之间的通断的第一开关、用于控制电源转换器与叉车的低压负载之间的通断的第二开关、及用于控制电池与叉车的高压负载之间的通断的第三开关，且所述第二开关及第三开关的通断受控于所述电池管理系统。
2. 如权利要求1所述的叉车用电源装置，其特征在于，所述电源转换器包括：含有两组次级的变压器T1、二极管D1、D2、电容C1、C2、及斩波器Q1；
变压器T1的初级的同名端接所述第一开关，变压器的初级的反相端通过斩波器Q1与叉车的震荡信号源S1相电连；
变压器T1的第一组次级的同名端接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极通过电容C1接地；变压器的第二组次级的同名端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极通过电容C2接地；变压器的两组次级的反相端同时接地，二极管D1的阴极及二极管D2的阴极引出所述电源转换器的两个输出端，其中一输出端接电池管理系统，另一输出端接所述第二开关。
3.如权利要求2所述的叉车用电源装置，其特征在于，所述斩波器为开关管。
4.如权利要求3所述的叉车用电源装置，其特征在于，所述开关管为场效应管，其栅极接叉车的震荡信号源S1、其漏极与变压器T1的初级的反相端电连接、其源极接地。
5.如权利要求2所述的叉车用电源装置，其特征在于，所述电容C1及电容C2均为极性电容。
6.如权利要求1所述的叉车用电源装置，其特征在于，还包括用于显示电池的工作状态及报警的显示报警装置，所述显示报警装置同时与所述电源转换器及电池管理系统相电连。
7.如权利要求6所述的叉车用电源装置，其特征在于，所述显示报警装置通过CAN总线与所述电池管理系统相连。
8.如权利要求1至7中任一项所述的叉车用电源装置，其特征在于，所述第一开关为手动开关。
9.如权利要求1至7中任一项所述的叉车用电源装置，其特征在于，所述第二开关为继电器。
10.如权利要求1至7中任一项所述的叉车用电源装置，其特征在于，所述第三开关为接触器。
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Assignee: SHAOGUAN BYD INDUSTRY Co.,Ltd. Assignor: BYD Co.,Ltd. Contract record no.: 2013440020443 Denomination of utility model: Power supply apparatus for fork truck Granted publication date: 20130313 License type: Exclusive License Record date: 20131231 |
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