CN215419648U - 一种充放电同口铅酸换锂电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于叉车电池领域，具体涉及一种充放电同口铅酸换锂电池系统，包括锂电池热管理模块、锂电池组、锂电池电源管理模块、锂电池对外输出及充电控制模块、锂电池上电及保持控制模块、锂电池下电控制模块和锂电池故障及信息显示模块。本实用新型的充放电同口，既实现了替换铅酸电池的目的，又实现了锂电池的上下电充电等功能，满足了使用要求，提高了经济性。

Description

一种充放电同口铅酸换锂电池系统

技术领域

本实用新型属于叉车电池领域，具体涉及一种充放电同口铅酸换锂电池系统。

背景技术

过去非道路车辆一般采用铅酸电池，后来由于锂电池系统有循环寿命长，重量轻等优点，故越来越多的非道路车辆使用锂电池系统。又由于现有铅酸电池的电路框架非常成熟，如果能够在保留原有铅酸电池电路框架的情况下，将铅酸电池替换为锂电池，将会节省许多成本。因此，如何在铅酸电池原有的电路框架下，不改变接口就能替换为锂电池并实现上下电是一种急需解决的问题。

本申请提出一种新型充放电同口的铅酸换锂电池的解决方法，即实现了锂电池正常上下电问题，又为市场常铅酸换锂提供了可能。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供一种充放电同口铅酸换锂电池系统的技术方案。

所述的一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于包括用以对锂电池系统进行热管理的锂电池热管理模块、用以供电的锂电池组、用以对锂电池系统进行控制管理的锂电池电源管理模块、用以实现锂电池系统的对外输出和充电控制的锂电池对外输出及充电控制模块、用以实现锂电池上电的锂电池上电及保持控制模块、用以实现锂电池下电的锂电池下电控制模块和用以对锂电池系统的工作状态进行显示的锂电池故障及信息显示模块，其中，所述锂电池热管理模块与锂电池组电连接，所述锂电池组分别与锂电池电源管理模块和锂电池对外输出及充电控制模块电连接，所述锂电池电源管理模块分别与锂电池对外输出及充电控制模块、锂电池上电及保持控制模块、锂电池下电控制模块和锂电池故障及信息显示模块电连接，所述锂电池上电和保持控制模块包括自复位启动开关K7、启动继电器K1、可控电压转换电源DC-DC1，所述锂电池下电控制模块包括停止开关K8。

所述的一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于所述锂电池热管理模块包括加热膜组件、加热正继电器K2和加热负继电器K5。

所述的一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于所述锂电池对外输出及充电控制模块包括预充支路、充放电继电器K4、DC+接口、DC-接口、A+接口、A-接口、CAN2H接口、CAN2L接口。

所述的一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于所述预充支路包括预充继电器K3和预充电阻R1。

所述的一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于所述锂电池故障及信息显示模块包括显示屏和声光报警器。

本实用新型的优点在于：

1)充放电同口，既实现了替换铅酸电池的目的，又实现了锂电池的上下电充电等功能，满足了使用要求，提高了经济性；

2)复位启动开关K7上电能够满足用户使用习惯，而且能够实现锂电池的上电，提供锂电池的应用范围广泛性；

3)停止开关K8用来在出现紧急情况后关断，增加系统安全性；

4)开着钥匙也可以充电，增加系统智能性；

5)带有通讯的充电，增加了电池的寿命，提供锂电池电芯性能；

6)声光报警器能够提醒用户出现故障，在野外环境增加安全性。

附图说明

图1为本实用新型的一种充放电同口铅酸换锂电池系统结构示意图；

图2为本实用新型的一种充放电同口铅酸换锂电池系统电路关系示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、2所示，一种充放电同口铅酸换锂电池系统，包括用以对锂电池系统进行热管理的锂电池热管理模块1、用以供电的锂电池组2、用以对锂电池系统进行控制管理的锂电池电源管理模块3、用以实现锂电池系统的对外输出和充电控制的锂电池对外输出及充电控制模块4、用以实现锂电池上电的锂电池上电及保持控制模块5、用以实现锂电池下电的锂电池下电控制模块6和用以对锂电池系统的工作状态进行显示的锂电池故障及信息显示模块7，其中，所述锂电池热管理模块1与锂电池组2电连接，所述锂电池组2分别与锂电池电源管理模块3和锂电池对外输出及充电控制模块4电连接，所述锂电池电源管理模块3分别与锂电池对外输出及充电控制模块4、锂电池上电及保持控制模块5、锂电池下电控制模块6和锂电池故障及信息显示模块7电连接。

作为优化：所述锂电池热管理模块1包括加热膜组件、加热正继电器K2和加热负继电器K5。

作为优化：所述锂电池对外输出及充电控制模块4包括预充支路、充放电继电器K4、DC+接口、DC-接口、A+接口、A-接口、CAN2H接口、CAN2L接口。其中，所述预充支路包括预充继电器K3和预充电阻R1。其中，CAN2H接口、CAN2L接口为充电CAN通讯接口，A+接口、A-接口为充电低压供电接口。

作为优化：所述锂电池上电和保持控制模块5包括自复位启动开关K7、启动继电器K1、可控电压转换电源DC-DC1。

作为优化：所述锂电池下电控制模块6包括停止开关K8。

作为优化：所述锂电池故障及信息显示模块7包括显示屏700和声光报警器701，所述显示屏为485显示屏，其主要显示电流，电量，单体，温度等信息。

对上述锂电池系统的进一步说明：以磷酸铁锂的2并25串电池组成的模组为例，并数和容量可以增加或减小，所述锂电池组2包括电池B1和电池B2，所述加热膜组件包括加热膜H1和加热膜H2，其为阻性负载，可以生成热量，用来给模组进行加热，以便此本实用新型可以适用于更宽的温度范围，加热正继电器K2和加热负继电器K5用来控制加热膜组件的开启和关断，同时充放电继电器K4在放电时用来控制电池对外输出的开启和关断，在充电时用来控制充电支路的开启和关断，预充支路在放电上电时对充放电继电器K4进行相应保护，自复位启动开关K7和启动继电器K1并连共同控制可控电压转换电源DC-DC1的开启和关断，停止开关K8在上电完成后，关断此开关可使可控电压转换电源DC-DC1控制端失电，锂电池电源管理模块3停止对外输出，可控电压转换电源DC-DC1用来给锂电池电源管理模块3供电。

此外，本实用新型的锂电池系统还配备了分流器FQ1、分流器FQ2、熔断器F1元器件，由于分流器FQ1、分流器FQ2、熔断器F1的结构和电路连接方式均为公知技术，因此不再赘述。

一种如上所述锂电池系统的上下电方法，包括

自动放电上电：通过点动自复位启动开关K7控制可控电压转换电源DC-DC1上电，给锂电池电源管理模块3供电，锂电池电源管理模块3获得供电后驱动输出引脚将启动继电器K1闭合；

手动放电下电：通过关断停止开关K8来实现；

自动放电下电：当锂电池电源管理模块8检测到静态电流持续保持于X，X的范围为2-15A，最好为5A，Y时间后切断保持继电器K6，Y为0.5-6小时,最好为0.5小时，因为整车钥匙与电池钥匙分开，根据铅酸电池的习惯不需要对电池进行关断，所以放电下电方式能经常使用；

钥匙关闭时的充电上电：外部充电机的辅助电源从CHG-A+和CHG-A-两个供电接口来激活锂电池电源管理模块3的A+引脚，同时锂电池电源管理模块8检测到外部充电机发来的充电报文则进入充电模式，则进行相应的充电配置；

钥匙关闭时的充电上电：锂电池电源管理模块3检测到A+引脚有供电信号，此时检测到心跳报文和充电报文则认为充电模式，进行相应的充电配置后闭合充放电继电器K4，外部充电机检测到有电压输出后则闭合外部充电机开关，进行相应的充电输出。

充电下电：如果电池充满或中途想要用车，不需要再充电时，如关着钥匙，则先点充电机屏幕上的暂停，然后拔开充放电rema口，实现充电下电；如开着钥匙充电，则点充电机屏幕上的暂停，拔开REMA口，将充电连接部分断开，此时充放电继电器K4处于断开状态，需重新走下电流程再上电后电池恢复使用。

在上述自动放电上电过程中，自复位开关断开后K1保持闭合，保持给锂电池电源管理模块3供电，此供电通过锂电池电源管理模块3激活的KEYON引脚给锂电池电源管理模块3供电，虽然为自复位开关断开后K1自复位开关，但是内部的启动继电器K1可一保持电池处于上电状态。需要注意的是，要想上电停止开关K8必须处于导通状态，否则可控电压转换电源DC-DC1无电源输入，则不能实现上电，停止开关K8可通过一两档旋钮开关来实现。自动放电上电为应急方案，根据用户习惯不经常使用。

值得注意的是，图2中的充放电口8为REMA放电口，其引脚定义如下，A+接口、A-接口、CAN2H接口、CAN2L接口均用来与带通讯的充电机的通讯接口对插，而在放电时不使用，DC+接口、DC-接口在充电时用来导通充电电流，在放电时用来向外输出，带通讯的充电机可以根据电芯温度等外界信息不断调整充电电流的配置，避免电池经常出线过流的风险。图2中调试口9包括充电调试CANH接口、充电调试CANL接口、整车调试CANL接口、整车调试CANH接口、调试CANL接口、调试CANH，各接口引出，增加系统可维护性。

本实用新型的优点在于：

1)充放电同口，既实现了替换铅酸电池的目的，又实现了锂电池的上下电充电等功能，满足了使用要求，提高了经济性；

2)复位启动开关K7上电能够满足用户使用习惯，而且能够实现锂电池的上电，提供锂电池的应用范围广泛性；

3)停止开关K8用来在出现紧急情况后关断，增加系统安全性；

4)开着钥匙也可以充电，增加系统智能性；

5)带有通讯的充电，增加了电池的寿命，提供锂电池电芯性能；

6)声光报警器能够提醒用户出现故障，在野外环境增加安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (5)

1.一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于包括用以对锂电池系统进行热管理的锂电池热管理模块、用以供电的锂电池组、用以对锂电池系统进行控制管理的锂电池电源管理模块、用以实现锂电池系统的对外输出和充电控制的锂电池对外输出及充电控制模块、用以实现锂电池上电的锂电池上电及保持控制模块、用以实现锂电池下电的锂电池下电控制模块和用以对锂电池系统的工作状态进行显示的锂电池故障及信息显示模块，其中，所述锂电池热管理模块与锂电池组电连接，所述锂电池组分别与锂电池电源管理模块和锂电池对外输出及充电控制模块电连接，所述锂电池电源管理模块分别与锂电池对外输出及充电控制模块、锂电池上电及保持控制模块、锂电池下电控制模块和锂电池故障及信息显示模块电连接，所述锂电池上电和保持控制模块包括自复位启动开关K7、启动继电器K1、可控电压转换电源DC-DC1，所述锂电池下电控制模块包括停止开关K8。

2.根据权利要求1所述的一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于所述锂电池热管理模块包括加热膜组件、加热正继电器K2和加热负继电器K5。

3.根据权利要求1所述的一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于所述锂电池对外输出及充电控制模块包括预充支路、充放电继电器K4、DC+接口、DC-接口、A+接口、A-接口、CAN2H接口、CAN2L接口。

4.根据权利要求3所述的一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于所述预充支路包括预充继电器K3和预充电阻R1。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种充放电同口铅酸换锂电池系统，其特征在于所述锂电池故障及信息显示模块包括显示屏和声光报警器。

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