CN214324935U - 一种agv车适用的锂电池动力系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种AGV车适用的锂电池动力系统，所述锂电池动力系统包括BMS管理单元、开关模块、DC‑DC模块、锂电池组、霍尔传感器CH1以及电源开关，所述锂电池组的总负接口通过霍尔传感器CH1与BMS管理单元连接，BMS管理单元与DC‑DC模块连接，DC‑DC模块与电源开关连接，锂电池组的总正接口与开关模块连接；本实用新型的优点在于：减少了整车蓄电池模块，使得系统结构简单可靠；且在闲置情况下最大限度减少系统自耗电，保留系统电量，避免电能浪费。

Description

一种AGV车适用的锂电池动力系统
技术领域
本实用新型涉及AGV车领域，更具体涉及一种AGV车适用的锂电池动力系统。
背景技术
现代社会随着自动化技术的普及和产业化，工厂的智能制造水平日益提高。在仓储物流和制造业等领域，为了提高生产效率，降低制造成本，越来越多的工厂开始推广AGV无人车，AGV车作为自动搬运工具，其高效，准确，灵活的优点使其在生产线和物流系统中大方异彩。
动力系统为AGV车提供正常工作所需的能源，是整车组件中不可或缺的重要一环。而锂电池技术的迅速产业化，其成本、循环寿命和安全性提升，使采用锂电池组作为能源解决方案的设计理念得到落实。相较于铅酸电池，锂电系统具备高能量密度、高充放电倍率和高循环寿命这3大突出优势，能更广泛运用于不同的使用工况，大大打破了AGV车设计的局限性，但是在锂电池系统工作中由于AGV车的低压系统供电需求，导致整车需要增加蓄电池模块，从而导致系统结构复杂，成本增加；其次，锂电池系统在闲置状态下依然处于待机状态，使得系统自耗电，导致电能浪费。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术存在锂电池供电系统结构复杂且系统自耗电导致电能浪费的问题。
本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种AGV车适用的锂电池动力系统，所述锂电池动力系统包括BMS管理单元、开关模块、DC-DC模块、锂电池组、霍尔传感器CH1以及电源开关，所述锂电池组的总负接口通过霍尔传感器CH1与BMS管理单元连接，BMS管理单元与DC-DC模块连接，DC-DC模块与电源开关连接，锂电池组的总正接口与开关模块连接。
本实用新型系统中集成了DC-DC模块，通过电源开关控制DC-DC模块对整车低压系统的供电输出，减少了整车蓄电池模块，使得系统结构简单，同时电源开关控制低压系统唤醒和休眠，可以在闲置情况下最大限度减少系统自耗电，保留系统电量，避免电能浪费。
进一步地，所述锂电池动力系统集成在手提式封闭盒体内，手提式封闭盒体的一侧设置有放电正接口、充电正接口、放电负接口、充电负接口、通讯接口以及电源开关。
更进一步地，开关模块包括接触器K1、接触器K2、接触器K3和预充电阻R1，所述接触器K2的一端与预充电阻R1的一端连接，预充电阻R1的另一端、接触器K1的一端以及接触器K3的一端连接到一起并与锂电池组的总正接口连接；所述接触器K1的另一端、接触器K2的另一端连接到一起并与放电正接口相连；所述接触器K3的另一端与充电正接口相连。
更进一步地，所述接触器K1的一端、接触器K2的一端以及接触器K3的一端均为动触点，接触器K1的另一端、接触器K2的另一端以及接触器K3的另一端均为静触点。
更进一步地，所述锂电池动力系统还包括熔断器F1，所述锂电池组的总负接口通过熔断器F1与霍尔传感器CH1连接，霍尔传感器CH1的输出端分别与放电负接口、充电负接口相连；霍尔传感器CH1的V+引脚、V-引脚以及CH1引脚分别一一对应的与BMS管理单元的V+引脚、V-引脚以及CH1引脚连接；所述电源开关的常闭触点连接锂电池组的总正接口，所述电源开关的常开触点连接DC-DC模块的输入正接口Vin；所述DC-DC模块的输入负接口Gnd连接到熔断器F1与霍尔传感器CH1之间。
更进一步地，所述DC-DC模块的的输出正接口12V+和输出负接口12V-、BMS管理单元的输出正接口12V+和输出负接口12V-、BMS管理单元的整车CAN总线接口以及内网CAN总线均分别作为通讯接口的各个端子。
更进一步地，所述BMS管理单元的电压检测+接口连接锂电池组的总正接口，BMS管理单元的电压检测-接口连接锂电池组的总负接口，BMS管理单元的检测点2接口连接放电正接口。
进一步地，所述手提式封闭盒体外壁两侧设置了手提式把手。
进一步地，所述BMS管理单元为24串一体式BMS。
进一步地，所述DC-DC模块的型号为WD75-M1系列。
本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型系统中集成了DC-DC模块，通过电源开关控制DC-DC模块对整车低压系统的供电输出，减少了整车蓄电池模块，使得系统结构简单，同时电源开关控制低压系统唤醒和休眠，可以在闲置情况下最大限度减少系统自耗电，保留系统电量，避免电能浪费。
(2)本实用新型设置开关模块和预充电阻，实现预充上电，通过开启电源开关实现快速充电，BMS管理单元通过霍尔传感器CH1与锂电池组的总负接口连接，通过BMS管理单元控制锂电池组快速放电，保证锂电池组安全高效充放电。
(3)本实用新型设置基于CAN总线的通讯接口实现系统与外部设备的通讯连接。
附图说明
图1为本实用新型实施例所公开的一种AGV车适用的锂电池动力系统的电路原理图；
图2为本实用新型实施例所公开的一种AGV车适用的锂电池动力系统的手提式封闭盒体俯视图；
图3为本实用新型实施例所公开的一种AGV车适用的锂电池动力系统的手提式封闭盒体的立体图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图3所示，一种AGV车适用的锂电池动力系统，所述锂电池动力系统包括BMS管理单元、开关模块、熔断器F1、霍尔传感器CH1、DC-DC模块19和锂电池组11，所述BMS管理单元为24串一体式BMS 18，以下简称一体式BMS 18，所述开关模块包括接触器K1、接触器K2、接触器K3和预充电阻R1；DC-DC模块19的型号为WD75-M1系列。
锂电池动力系统集成在手提式封闭盒体10内，盒体外壁两侧装配把手，手提式封闭盒体10的一侧设置有放电正接口12、充电正接口13、放电负接口14、充电负接口15、通讯接口17以及电源开关16；所述接触器K2的一端与预充电阻R1的一端连接，预充电阻R1的另一端、接触器K1的一端以及接触器K3的一端连接到一起并与锂电池组11的总正接口11a连接；所述接触器K1的另一端、接触器K2的另一端连接到一起并与放电正接口12相连；所述接触器K3的另一端与充电正接口13相连；
所述锂电池组11的总负接口11b通过熔断器F1与霍尔传感器CH1连接，霍尔传感器CH1的输出端分别与放电负接口14、充电负接口15相连；霍尔传感器CH1的V+引脚、V-引脚以及CH1引脚分别一一对应的与一体式BMS 18的V+引脚、V-引脚以及CH1引脚连接；
所述电源开关16的常闭触点连接锂电池组11的总正接口11a，所述电源开关16的常开触点连接DC-DC模块19的输入正接口Vin；所述DC-DC模块19的输入负接口Gnd连接到熔断器F1与霍尔传感器CH1之间；所述DC-DC模块19的的输出正接口12V+和输出负接口12V-、一体式BMS 18的输出正接口12V+和输出负接口12V-、一体式BMS 18的整车CAN总线接口以及内网CAN总线均分别作为通讯接口17的各个端子；
所述一体式BMS 18的电压检测+接口连接锂电池组11的总正接口11a，一体式BMS18的电压检测-接口连接锂电池组11的总负接口11b，一体式BMS 18的检测点2接口连接放电正接口12。电压检测+接口以及电压检测-接口用于总压采集和系统绝缘判断，检测点2接口用于接触器K1和接触器K2粘连判断以及预充完成判断。
以下详细介绍各个检测过程：
1、针对放电过程，打开电源开关16后，一体式BMS 18通过通讯接口17收到上高压指令后，进行接触器K1和接触器K2粘连检测，预充完成检测具体过程如下：
1)检测点2检测的电势与电压检测-接口检测的电压相比较，若两者的电压差约等于0，且电压检测+接口与电压检测-接口之间存在锂电池组11正常工作状态的平台电压，则判定接触器K1和接触器K2不粘连；若检测点2接口与电压检测-接口存在较大电压差，该电压差在平台电压范围内，则一体式BMS 18上报接触器K1和接触器K2粘连故障，禁止后续控制；
2)判定接触器K1和接触器K2不粘连后，闭合接触器K2，若2S内检测点2接口的电压≥90％电压检测+接口的电压，则闭合接触器K1，断开接触器K2，一体式BMS 18上报预充成功；若2S后检测点2接口的电压＜90％电压检测+接口的电压，则断开接触器K2，此次预充失败，1S后重复步骤2)，执行3次预充任务失败后，一体式BMS 18上报预充接触器断路故障，禁止后续控制；
3)在接触器K1正常闭合后，一体式BMS 18通过串联分压法测定电压检测+接口与箱体搭铁点之间的电阻值，若电阻值＞100KΩ，则一体式BMS 18上报绝缘阻值正常；若电阻值＜30KΩ，则一体式BMS 18上报严重绝缘故障，禁止后续控制；
完成步骤1)-3)过程后，锂电池系统进入放电模式，锂电池组11的总正接口11a通过过流件与接触器K1的一端(图中触点1)相连，接触器K1的另一端(图中触点2)通过过流件与放电正接口12相连，放电正接口12连接AGV车负载，然后输出电流回到放电负接口14，放电负接口14依次通过过流件、霍尔传感器CH1、熔断器F1与锂电池组11的总负接口11b相连，此回路过程构成电池系统的放电回路。
2、针对充电过程，一体式BMS 18与车载充电器通信正常后，然后进行系统绝缘检测，具体过程如下：
一体式BMS 18通过串联分压法测定电压检测+接口与箱体搭铁点之间的电阻值，若电阻值＞100KΩ，则闭合接触器K3，再次测定电阻值仍＞100KΩ，一体式BMS 18上报绝缘阻值正常；若电阻值＜30KΩ，则断开接触器K3，一体式BMS 18上报严重绝缘故障，禁止后续控制；
接触器K3正常闭合后，车载充电器通过充电正接口13输出电流，通过过流件与接触器K3的另一端相连，接触器K3的一端通过过流件与锂电池组11的总正接口11a相连，然后经过锂电池组11的总负接口11b、过流件、熔断器F1和霍尔传感器CH1与充电负接口15相连，向外连接车载充电器，此回路过程构成系统的充电回路。
针对下电过程，本实用新型分为正常下高压模式和异常下高压模式，正常下高压包括放电下高压和充电下高压，具体过程如下：
1)放电下高压∶一体式BMS 18检测到单体电压＜3.0V，一体式BMS18上报系统低电量，提醒整车充电，同时允许锂电池组11继续放电；一体式BMS 18检测到单体电压＜2.6V，一体式BMS 18上报切断接触器警告，60S后切断接触器K1，终止整车放电。
充电下高压∶一体式BMS 18检测到单体电压＞3.55V，一体式BMS 18加速修正SOC到100％，同时允许锂电池组11继续充电；一体式BMS 18检测到单体电压＞3.6V，一体式BMS18修正SOC到100％，上报车载充电器停止充电，10S后切断接触器K3，终止整车充电；
异常下高压：一体式BMS 18设置故障报警，包括严重绝缘问题，单体电压过低，单体电压过高，放电功率过高，系统温度过高/过低等，高压充电/放电过程中，一体式BMS 18检测到系统发生故障，立即上报严重故障，5S后切断所有接触器。
BMS下高压后发送申请休眠指令，此时断开电源开关16，BMS进入深度休眠，等待电源输入唤醒，以停止消耗锂电池电量。
需要说明的是，本实用新型只保护硬件电路架构以及机械结构，对于上述控制过程不在本申请的保护之内，仅是为了说明本实用新型的具体应用场景而做出的说明。
通过以上技术方案，本实用新型系统中集成了DC-DC模块19，通过电源开关16控制DC-DC模块19对整车低压系统的供电输出，减少了整车蓄电池模块，使得系统结构简单，同时电源开关16控制低压系统开启和关断，可以在闲置情况下最大限度减少系统自耗电，保留系统电量，避免电能浪费。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，所述锂电池动力系统包括BMS管理单元、开关模块、DC-DC模块、锂电池组、霍尔传感器CH1以及电源开关，所述锂电池组的总负接口通过霍尔传感器CH1与BMS管理单元连接，BMS管理单元与DC-DC模块连接，DC-DC模块与电源开关连接，锂电池组的总正接口与开关模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，所述锂电池动力系统集成在手提式封闭盒体内，手提式封闭盒体的一侧设置有放电正接口、充电正接口、放电负接口、充电负接口、通讯接口以及电源开关。
3.根据权利要求2所述的一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，开关模块包括接触器K1、接触器K2、接触器K3和预充电阻R1，所述接触器K2的一端与预充电阻R1的一端连接，预充电阻R1的另一端、接触器K1的一端以及接触器K3的一端连接到一起并与锂电池组的总正接口连接；所述接触器K1的另一端、接触器K2的另一端连接到一起并与放电正接口相连；所述接触器K3的另一端与充电正接口相连。
4.根据权利要求3所述的一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，所述接触器K1的一端、接触器K2的一端以及接触器K3的一端均为动触点，接触器K1的另一端、接触器K2的另一端以及接触器K3的另一端均为静触点。
5.根据权利要求3所述的一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，所述锂电池动力系统还包括熔断器F1，所述锂电池组的总负接口通过熔断器F1与霍尔传感器CH1连接，霍尔传感器CH1的输出端分别与放电负接口、充电负接口相连；霍尔传感器CH1的V+引脚、V-引脚以及CH1引脚分别一一对应的与BMS管理单元的V+引脚、V-引脚以及CH1引脚连接；所述电源开关的常闭触点连接锂电池组的总正接口，所述电源开关的常开触点连接DC-DC模块的输入正接口Vin；所述DC-DC模块的输入负接口Gnd连接到熔断器F1与霍尔传感器CH1之间。
6.根据权利要求5所述的一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，所述DC-DC模块的输出正接口12V+和输出负接口12V-、BMS管理单元的输出正接口12V+和输出负接口12V-、BMS管理单元的整车CAN总线接口以及内网CAN总线均分别作为通讯接口的各个端子。
7.根据权利要求6所述的一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，所述BMS管理单元的电压检测+接口连接锂电池组的总正接口，BMS管理单元的电压检测-接口连接锂电池组的总负接口，BMS管理单元的检测点2接口连接放电正接口。
8.根据权利要求2所述的一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，所述手提式封闭盒体外壁两侧设置了手提式把手。
9.根据权利要求1所述的一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，所述BMS管理单元为24串一体式BMS。
10.根据权利要求1所述的一种AGV车适用的锂电池动力系统，其特征在于，所述DC-DC模块的型号为WD75-M1系列。
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