CN212313294U - 一种叉车bms供电电源系统 - Google Patents
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Abstract
一种叉车BMS供电电源系统，包括BMS电池管理系统，BMS电池管理系统的电源负极直接与动力电源的总负连接，BMS电池管理系统的电源正极经过接插件与动力电源的总正或充电机的总正连接。本实用新型中BMS电池管理系统的供电放电阶段完全由动力电池提供，电源可通过动力与通讯一体的接插件在外部由外置开关或接插件另一端的插拔控制BMS电池管理系统电源的通断，确保BMS电池管理系统正常上电唤醒与下电关机，一方面取消了12V铅酸电瓶，节约成本及空间，另一方面通过外部通断保证BMS电池管理系统正常工作，动力电源不会因为BMS电池管理系统的功耗而过放，同时实现了全车的锂电化，减少维护次数及延长使用周期。
Description
技术领域
本实用新型属于叉车动力电池的技术领域，具体涉及一种叉车的BMS供电电源系统。
背景技术
随着锂电的市场发展及人们环保意识的加强，越来越多的叉车开始采用锂电作为动力电池系统，替代原有的铅酸电池。铅酸电池在重量、能量密度、循环次数等方面的限制，给锂电系统带来了有利的发展条件，锂电池具有循环寿命长、能量密度高、环保性好等优势。锂电池系统总成出于安全性考虑，需要选择BMS电池管理系统，通过对电池的单体电压、总电压、电流、温度等信息的采集，来计算电池的剩余电量、续航里程、电池健康状态等信息，并将这些信息通过CAN通讯发送至整车，在整车仪表或显示屏进行显示，用于告知用户电池系统的实时状态。BMS电池管理系统还需具备过流、过压、欠压、过温、短路等一系列的保护功能，保证锂电池系统的安全性。在充电过程中，也需要与充电机进行通讯确认电池的状态，确保系统安全运行。BMS的正常工作电压范围一般为9~36V，即需要提供12V或24V的电源保证电池管理系统的正常工作，在商用车或乘用车的运用上放电阶段都是额外的铅酸电池提供BMS电源，充电阶段利用充电桩为BMS供电。在叉车运用上，单独配备12V铅酸电瓶会增加额外的成本，且缺少铅酸电池的固定放置位置。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足，而提供一种叉车BMS供电电源系统，不需额外提供12V铅酸电池。
本实用新型的技术方案是：包括BMS电池管理系统，BMS电池管理系统的电源负极直接与动力电源的总负连接，BMS电池管理系统的电源正极经过接插件与动力电源的总正或充电机的总正连接。
所述接插件包括插头、与插头相配合使用的插座；插座引脚与插头引脚一一对应，插头引脚与插头引脚均包括用于与动力电源总正/总负相连的动力电源引脚组、用于BMS电池管理系统与整车控制器之间通讯的通讯引脚组、用于控制BMS电池管理系统供电电源正/负极的通断的通信口开关引脚组；通信口开关引脚组包括用于控制BMS电池管理系统供电电源正极的通断的通信口开关1引脚、用于控制BMS电池管理系统供电电源负极的通断的通信口开关2引脚；
处于放电过程中：插头的通信口开关1引脚与插头的通信口开关2引脚短接，当插头与插座相对接时，负载经插头的动力电源引脚组、插座的动力电源引脚组与动力电源连接，BMS电池管理系统的电源正极经过插头的通信口开关引脚组、插座的通信口开关引脚组与动力电源的总正连接，BMS电池管理系统的电源负极与动力电源的总负连接；
处于充电过程中：当插头与插座相对接时，充电机经插头的动力电源引脚组、插座的动力电源引脚组与动力电源连接，BMS电池管理系统的电源正极经过插头的通信口开关1引脚、插座的通信口开关1引脚与充电机的总正连接，BMS电池管理系统的电源负极经过插头的通信口开关2引脚、插座的通信口开关2引脚与充电机的总负连接。
所述动力电源的负极与接插件之间连有继电器、熔断器、分流器，继电器、熔断器、分流器分别与BMS电池管理系统连接。
所述动力电源为磷酸铁锂电池、三元电池。
BMS电池管理系统对动力电源的电压、温度、电流信息进行采集，从而对动力电源的荷电状态进行估算，反馈在仪表或显示屏上，计算动力电源的功率，满足用户起重及行走的要求。继电器是回路中起通断作用的元器件，由BMS电池管理系统驱动线圈控制继电器的吸合或断开。分流器是电流采集元器件，BMS电池管理系统通过分流器两端的电压采集进而计算回路中的电流，发挥电流保护的作用。熔断器主要用于过载及短路保护，保证系统安全。
本实用新型主要针对12V或24V的电动叉车，解决了叉车无12V铅酸电池的问题，可以节约成本并且不需要额外的空间位置。BMS电池管理系统的供电放电阶段完全由动力电池提供，电源可通过动力与通讯一体的接插件在外部由外置开关或接插件另一端的插拔控制BMS电池管理系统电源的通断，确保BMS电池管理系统正常上电唤醒与下电关机，一方面取消了12V铅酸电瓶，节约成本及空间，另一方面通过外部通断保证BMS电池管理系统正常工作，动力电源不会因为BMS电池管理系统的功耗而过放，同时实现了全车的锂电化，减少维护次数及延长使用周期。
附图说明
图1是本实用新型的电气原理图。
具体实施方式
图1中，本实用新型主要包括BMS电池管理系统1、分流器、熔断器、继电器、连接动力电源2与负载的动力和通讯一体的接插件3。BMS电池管理系统1负责采集电池电压、温度、电流等信息，具有故障诊断及保护功能，BMS电池管理系统的电源12V-/24V-直接与动力电源的总负连接，BMS电池管理系统的电源12V+/24V+经过接插件再与动力电源的总正连接。继电器在驱动信号的控制下吸合或断开，在线路中接通或断开，确保动力电源正常充放电工作。分流器是电流采集元件，BMS电池管理系统通过采集分流器两端的电压从而计算动力电源中通过的电流，对系统充放电回路进行电流保护。熔断器是短路保护元器件，当系统发生短路时，熔断器会自动熔断，保证系统安全。接插件3是动力与通讯一体的接插件，接插件与电池包的总正、总负连接后接负载，通讯端口接BMS电池管理系统的CAN回路与BMS电池管理系统的12V+/24V+，当接插件插拔的同时控制BMS电池管理系统供电电源正极的接通与断开，使BMS电池管理系统正常上电唤醒与下电关机。
接插件3包括插头、与插头相配合使用的插座。插头/插座共有6个pin脚，包括动力电源引脚组、通讯引脚组、通信口开关引脚组。通讯引脚组包括通讯引脚一、通讯引脚二，用于BMS电池管理系统与整车控制器通讯，引脚定义为CANH、CANL。动力电源引脚组包括动力电源正引脚、动力电源负引脚。通信口开关引脚组包括通信口开关1引脚、通信口开关2引脚，引脚定义为开关1、开关2，用于控制BMS电池管理系统供电电源正/负的通断。动力电源正引脚一与动力电源总正连接、动力电源负引脚一与动力电源总负连接。
本实用新型具体实施过程如下：
1）放电过程中，动力电源通过接插件与负载相连，当电池端接插件为插座时，负载端则为插头（电池端与负载端插座、插头可互换），插头相对应的通讯口开关1，开关2pin脚需短接，当插座与插头连接时，BMS电池管理系统供电的电源正极即可接通，BMS电池管理系统正常唤醒上电自检后进入工作状态，实时监测电池包的信息并与整车通讯。
2）充电过程中，接插件与充电机连接，当电池端接插件为插座时，充电机端则为插头（电池端与充电机端插座、插头可互换），插头对应的通讯口开关1直接提供BMS电池管理系统的供电电源正，开关2pin脚与总负连接，BMS电池管理系统供电电源负则由充电机的总负提供，充电过程由充电机提供BMS电池管理系统的供电电源，减小电池包供电引起的功耗。
该叉车BMS供电电源系统为充放电接插件为同口，但通过接插件匹配端接口定义的不同，实现了BMS电池管理系统放电阶段由电池供电，充电阶段由充电机供电，发挥充电机的作用与减小充电阶段BMS电池管理系统引起的动力电源功耗。
本实用新型可用于磷酸铁锂正极材料体系电池4串~8串的系统，磷酸铁锂电芯额定电压为3.2V，最小电压2.5V，最大电压3.65V。4串系统的最小电压为2.5V*4串=10V，8串系统的最大电压为3.65V*8串=29.2V。故4串~8串系统电压范围为10V~29.2V，满足BMS供电电源范围9V~36V，故该BMS供电电源系统可运用于磷酸铁锂4串~8串动力电源。
本实用新型同时可用于三元正极材料体系电池4串~8串的系统，三元电芯额定电压为3.65V，最小电压3.0V，最大电压4.2V。4串系统的最小电压为3.0V*4串=12V，8串系统的最大电压为4.2V*8串=33.6V。故4串~8串系统电压范围为12V~33.6V，满足BMS供电电源范围9V~36V，故该BMS供电电源系统可运用于三元材料体系的4串~8串动力电源。
该方法已通过试验及实际装车验证，实现了叉车自身提供BMS供电电源的问题，充电阶段由充电机供电，放电阶段由电池包供电，且可通过接插件的插拔控制供电电源的通断，实时可控，不会造成电池包的过放。
优点一：可用于市面上主流的三元、磷酸铁锂体系电池4~8串系统，应用广泛；
优点二：取消了额外的12V铅酸电池供电，节约成本且不需要考虑空间布置的问题；
优点三：实现了全车的锂电池化，避免了铅酸电池的维护，循环寿命好，整车使用周期长。
最后说明，以上具体实施方式仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
Claims (4)
1.一种叉车BMS供电电源系统，其特征在于：包括BMS电池管理系统（1），BMS电池管理系统（1）的电源负极直接与动力电源（2）的总负连接，BMS电池管理系统（1）的电源正极经过接插件（3）与动力电源的总正或充电机的总正连接。
2.根据权利要求1所述的叉车BMS供电电源系统，其特征在于：所述接插件（3）包括插头、与插头相配合使用的插座；插座引脚与插头引脚一一对应，插头引脚与插头引脚均包括用于与动力电源总正/总负相连的动力电源引脚组、用于BMS电池管理系统与整车控制器之间通讯的通讯引脚组、用于控制BMS电池管理系统供电电源正/负极的通断的通信口开关引脚组；通信口开关引脚组包括用于控制BMS电池管理系统供电电源正极的通断的通信口开关1引脚、用于控制BMS电池管理系统供电电源负极的通断的通信口开关2引脚；
处于放电过程中：插头的通信口开关1引脚与插头的通信口开关2引脚短接，当插头与插座相对接时，负载经插头的动力电源引脚组、插座的动力电源引脚组与动力电源连接，BMS电池管理系统的电源正极经过插头的通信口开关引脚组、插座的通信口开关引脚组与动力电源的总正连接，BMS电池管理系统的电源负极与动力电源的总负连接；
处于充电过程中：当插头与插座相对接时，充电机经插头的动力电源引脚组、插座的动力电源引脚组与动力电源连接，BMS电池管理系统的电源正极经过插头的通信口开关1引脚、插座的通信口开关1引脚与充电机的总正连接，BMS电池管理系统的电源负极经过插头的通信口开关2引脚、插座的通信口开关2引脚与充电机的总负连接。
3.根据权利要求1所述的叉车BMS供电电源系统，其特征在于：所述动力电源（2）的负极与接插件（3）之间连有继电器、熔断器、分流器，继电器、熔断器、分流器分别与BMS电池管理系统连接。
4.根据权利要求1所述的叉车BMS供电电源系统，其特征在于：所述动力电源（2）为磷酸铁锂电池、三元电池。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112757963A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-07 | 北京机械设备研究所 | 动力电池低电压保护装置、方法及新能源车 |
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2020
- 2020-04-03 CN CN202020477800.3U patent/CN212313294U/zh active Active
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