CN215868332U - 一种纯电动汽车bms电池管理系统实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，包括基座、元器组件和操控台，操控台位于基座的左端，操控台通过连接线与元器组件相电性连接，元器组件位于操控台的右侧，元器组件安装在固定板上。该实训装置为开放式的，四周都可以站立，使得学生可以从前后左右四个方位中任一方位来操作，从而大大扩展了该实训装置的操作空间，可容纳多名学生协作实操该实训装置，同时，该实训装置增设了制动器，使学生近距离观察到BMS电池管理系统的放电原理的工作过程，从而提高了学生的学习效果。

Description

一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置

技术领域

本实用新型涉及车辆教学设备领域，具体为一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置。

背景技术

随着能源及环保问题的日益突出，节能减碳已是全球共识，我国在2020年提出在2030年争取达到碳排放峰值，到2060年前实现碳中和的目标，对于汽车领域，纯电动新能源汽车越来越受到人们的重视和认可。据相关权威机构预测，预计2021年全球新能源车的销售量将达到435万辆，年增长率49%。

新能源汽车的飞速发展对汽修人才的需求，带动了汽修培训机构的生意火爆，甚至专门开设了新能源汽车的培训专业。在新能源电动汽车的教学中，BMS电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，它将电池或电池组的监测及管理集于一体，从而确保电池组的安全可靠，并以最佳状态输出动力。由此可知，BMS电池管理系统是新能源电动汽车教学中很重要的知识点。

由于新能源汽车维修专业是一门实践性较强的专业学科，为了配合教师教学工作，各培训学校都配备了相对应的实训教具。上个月申请人研发出一款与纯电动汽车BMS电池管理系统教学相对应的实训教具，并且已将该实训教具交付培训学校使用，同时申请人将该实训教具于2021年5月23日申请了中国实用新型专利，其申请号为2021211068215，专利名称为一种高压安全系统实训教具。

近期，培训学校向申请人反馈，上述实训教具存在一些缺陷：

（1）由于上述实训教具整体为白板支架式，白板面积较大有利于教师的站在该实训教具前进行实训教学，但操作空间狭小，不便于学生上机实操训练，尤其是多名学生协作实操技能考核；

（2）上述实训教具缺少电机负载，使得学生难以弄明白BMS电池管理系统的放电原理，不利于学生对纯电动汽车BMS电池管理系统知识的掌握。

综上，本领域技术人员亟需研制出一种操作空间大，便于多名学生协作实操，以及配有电机负载的纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，解决因现有与BMS电池管理系统相配套的实训教具存在操作空间小，不便于学生上机实操，以及因缺少电机负载导致学生难以弄明白BMS电池管理系统放电原理的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，所述实训装置包括基座、元器组件和操控台，所述操控台位于所述基座的左端，所述操控台通过连接线与所述元器组件相电性连接，所述元器组件位于所述操控台的右侧，所述元器组件安装在固定板上，所述固定板通过立柱固定在所述基座的上方，其中：

所述元器组件包括动力电池组，和位于所述动力电池组后侧的高压分配盒、低压电瓶、DC/DC转换器、电机控制器、电机、制动器，所述高压分配盒通过连接线分别与所述动力电池组、所述DC/DC转换器和所述电机控制器相电性连接，所述DC/DC转换器通过连接线与所述低压电瓶相电性连接，所述低压电瓶通过连接线与所述操控台相电性连接，所述电机控制器通过电缆与所述电机相电性连接，所述电机通过联轴器与所述制动器相连接，所述制动器随着所述电机旋转而旋转；

所述操控台上设有操控板，所述操控板与水平面相倾斜，所述操控板从上到下依次分成标题区、原理区和操作区，所述原理区上印刻有BMS电池管理系统的电路原理图，所述操作区安装有显示屏、电源开关，所述显示屏与所述高压分配盒相电性连接，所述电源开关与所述动力电池相电性连接。

进一步，所述基座包括机架和脚轮，所述机架呈长方形，且由注塑模具加工而成，所述脚轮的数量为四个，分别安装在所述机架的下端面四角处。

进一步，所述DC/DC转换器放置在所述电机控制器的上方。

进一步，所述元器组件还包括保护罩，所述保护罩扣盖在所述动力电池组上，所述保护罩由透明亚克力板拼接而成。

进一步，所述高压分配盒内有车载充电器、电池管理器，所述车载充电器与所述动力电池组的正负极相并联，所述电池管理器与所述动力电池组相电性连接，所述电池管理器经放电继电器与所述电机控制器相电性连接。

进一步，所述元器组件还包括充电插头，所述充电插头安装在所述高压分配盒的外端面上，所述充电插头通过连接线与所述车载充电器相电性连接。

进一步，所述元器组件还包括充电枪，所述充电枪可插接到所述充电插头内。

进一步，所述操控板与水平面相倾斜的角度为α，其中25°≤α≤50°。

进一步，所述标题区上印刻有文字，所述文字具体为BMS电池管理系统实训台。

进一步，所述操控板上还安装有检测端子，所述检测端子位于所述原理区，所述检测端子通过连接线与所述元器组件相电性连接。

（三）有益效果

与现有技术相比具备以下有益效果：

本实用新型提供了一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，所述实训装置包括基座、元器组件和操控台，所述操控台位于所述基座的左端，所述操控台通过连接线与所述元器组件相电性连接，所述元器组件位于所述操控台的右侧，所述元器组件安装在固定板上，所述固定板通过立柱固定在所述基座的上方，其中：所述元器组件包括动力电池组，和位于所述动力电池组后侧的高压分配盒、低压电瓶、DC/DC转换器、电机控制器、电机、制动器，所述高压分配盒通过连接线分别与所述动力电池组、所述DC/DC转换器和所述电机控制器相电性连接，所述DC/DC转换器通过连接线与所述低压电瓶相电性连接，所述低压电瓶通过连接线与所述操控台相电性连接，所述电机控制器通过电缆与所述电机相电性连接，所述电机通过联轴器与所述制动器相连接，所述制动器随着所述电机旋转而旋转；所述操控台上设有操控板，所述操控板与水平面相倾斜，所述操控板从上到下依次分成标题区、原理区和操作区，所述原理区上印刻有BMS电池管理系统的电路原理图，所述操作区安装有显示屏、电源开关，所述显示屏与所述高压分配盒相电性连接，所述电源开关与所述动力电池相电性连接。以上结构，该实训装置为开放式的，四周都可以站立，使得学生可以从前后左右四个方位中任一方位来操作，从而大大扩展了该实训装置的操作空间，可容纳多名学生协作实操该实训装置，同时，该实训装置增设了制动器，使学生近距离观察到BMS电池管理系统的放电原理的工作过程，从而提高了学生的学习效果。

附图说明

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

图1为实施例一中实训装置的结构示意图；

图2为实施例一中操控板上的电路原理示意图；

图例说明：1-基座；11-固定板；12-立柱：2-元器组件；21-动力电池组；22-高压分配盒；23-低压电瓶；24-DC/DC转换器；25-电机控制器；26-电机；27-制动器；28-充电插头；3-操控台；31-操控板；32-标题区；33-原理区；331-检测端子；34-操作区；341-显示屏；342-电源开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。此外，下文为了描述方便，所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致，下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分，并没有其他特殊含义。

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，该实训装置基座、元器组件和操控台，具体说明如下：

1-基座

进一步，所述基座包括机架和脚轮，所述机架呈长方形，且由注塑模具加工而成，所述脚轮的数量为四个，分别安装在所述机架的下端面四角处。

在具体应用场景中，所述基座开放式的，而背景技术中的实训教具为白板支架式，相对于白板支架式结构，所述基座的四周都可以站立，使得学生可以从前后左右四个方位中任一方位来操作，从而大大扩展了该实训装置的操作空间，可容纳多名学生协作实操该实训装置。

其中，所述机架不仅可以由注塑模具加工而成，还可以采用其他加工方式，例如焊接、铸造等，在不影响该实训装置正常工作的情况下，本领域技术人员可根据实际情况具体选择机架的加工方式，机架加工方式的变化不影响本申请的保护范围。

2-元器组件

所述元器组件位于所述操控台的右侧，所述元器组件安装在固定板上，所述固定板通过立柱固定在所述基座的上方，其中：

在具体应用场景中，所述立柱具体为电动升降杆，所述电动升降杆通过连接线与外界电源相电性连接，通过电动升降杆来调节固定板的高度，从而适应不同身高的学生来操作该实训装置。

其中，所述该实训装置还包括升降开关，所述升降开关串联在所述电动升降杆与所述外界电源的连接线上，通过升降开关来控制所述电动升降杆的开启与关闭。

所述元器组件包括动力电池组，和位于所述动力电池组后侧的高压分配盒、低压电瓶、DC/DC转换器、电机控制器、电机、制动器，所述高压分配盒通过连接线分别与所述动力电池组、所述DC/DC转换器和所述电机控制器相电性连接，所述DC/DC转换器通过连接线与所述低压电瓶相电性连接，所述低压电瓶通过连接线与所述操控台相电性连接，所述电机控制器通过电缆与所述电机相电性连接，所述电机通过联轴器与所述制动器相连接，所述制动器随着所述电机旋转而旋转。

在具体应用场景中，通过增设制动器，使得在放电过程中，学生一方面观察到制动器的旋转，另一方面可以通过显示屏上来观察电流、电压等电参数的变化，使得学生弄明白BMS电池管理系统的放电原理，从而学生掌握纯电动汽车BMS电池管理系统知识。

其中，所述制动器具体为高磁粉末制动器，高磁粉末制动器是电磁粉末制动器的一种，利用电磁原理，以磁粉传递力矩的制动器件。用于旋转机械的制动以及机械传动设备性能试验的加载装置，具有结构简单、操纵灵活的特点。高磁粉末制动器的工作原理在定子与转子间隙中填入磁粉，当激磁线圈不通电时，磁粉主要附在定子的表面，不和转子工作面接触，因而转子和定子是分离的，不能产生制动力矩。当激磁线圈接通直流电后，定子、转子中将产生磁通，其途径如图中带箭头的细实线所示。该磁通也经过工作间隙，使磁粉沿磁力线方向排成链状，这时由磁粉间结合力和磁粉与定、转子两个工作面间的摩擦力产生制动力矩，该力矩与激磁电流基本成线性关系，电流增大，力矩也增大，当激磁电流增大到一定值时，制动力矩趋向饱和。

其中，所述电机和制动器均通过支架固定在所述固定板上，所述支架由板材切割焊接而成。

在具体应用场景中，所述动力电池组的类型不限于铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池、锂电池、氢燃料电池。

其中，所述动力电池组上方放置有电池模型，所述电池模型的类型与所述动力电池组的类型相同，并且所述电池模型为半剖结构，通过放置半剖结构的电池模型使得实训学生看到动力电池的内部构造，扩展了实训学生的知识面。

进一步，所述DC/DC转换器放置在所述电机控制器的上方。

进一步，所述元器组件还包括保护罩，所述保护罩扣盖在所述动力电池组上，所述保护罩由透明亚克力板拼接而成。

在具体应用场景中，通过增设保护罩，一方面可使学生透过保护罩看清动力电池组的内部结构和连接关系，另一部分防止学生因意外接触导致触电，保障了学生的人身安全。

进一步，所述高压分配盒内有车载充电器、电池管理器，所述车载充电器与所述动力电池组的正负极相并联，所述电池管理器与所述动力电池组相电性连接，所述电池管理器经放电继电器与所述电机控制器相电性连接。

在具体应用场景中，所述高压分配盒内还有预充继电器、预充电阻等高压部件，高压部件连同车载充电器和电池管理器密闭在高压分配盒内，避免因学生意外接触高压部件导致触电，保护学生的人身安全不受伤害。

其中，所述高压分配盒的上盖为透明材质制成，可透过上盖看到车载充电器、电池管理器、放电继电器、预充继电器和预充电阻等高压部件，从而有助于学生认识高压部件的形状、结构，以及各部件之间的连接关系，使得学生更加了解纯电动汽车BMS电池管理系统知识。

进一步，所述元器组件还包括充电插头，所述充电插头安装在所述高压分配盒的外端面上，所述充电插头通过连接线与所述车载充电器相电性连接。

进一步，所述元器组件还包括充电枪，所述充电枪可插接到所述充电插头内。

3-操控台

所述操控台位于所述基座的左端，所述操控台通过连接线与所述元器组件相电性连接，其中：

所述操控台上设有操控板，所述操控板与水平面相倾斜，所述操控板从上到下依次分成标题区、原理区和操作区，所述原理区上印刻有BMS电池管理系统的电路原理图，所述操作区安装有显示屏、电源开关，所述显示屏与所述高压分配盒相电性连接，所述电源开关与所述动力电池相电性连接。

在具体应用场景中，电池管理系统BMS(BatteryManagementSystem)包括硬件、软件和运算法则，主要测量和管理电池包括系统内的电芯电压、电流、温度、均衡等，保证电池的可靠性和安全性，放置发生过冲、过放、短路和过热等现象。

其中，所述操作区上还设置有充电开关、DC开关、充电指示灯、放电指示灯、电源开关和电源指示灯，所述充电开关位于所述DC开关的左侧，所述显示屏位于所述DC开关的右侧，所述充电指示灯位于所述显示屏的右侧，所述放电指示灯位于所述充电指示灯的下侧，所述电源开关位于所述充电指示灯的右侧，所述电源指示灯位于所述电源开关的右侧，所述电源旋钮开关位于所述电源指示灯的下侧。

进一步，所述操控板与水平面相倾斜的角度为α，其中25°≤α≤50°。

在具体应用场景中，将操控板设置成倾斜式，使得学生观察更加舒适，符合人体工程学。

进一步，所述标题区上印刻有文字，所述文字具体为BMS电池管理系统实训台。

在具体应用场景中，标题区印刻的文字不仅可以为BMS电池管理系统实训台，还可以为其他文字，在不影响该实训装置正常工作的情况下，本领域技术人员可根据实际情况具体选择标题区上的文字，文字的变化不影响本申请的保护范围。

进一步，所述操控板上还安装有检测端子，所述检测端子位于所述原理区，所述检测端子通过连接线与所述元器组件相电性连接。

在具体应用场景中，通过增设检测端子，使得学生可以通过万能表等测量工具来测量动力电池组和其他零部件的电流、电压等电参数，使得学生课更加理解和明白BMS电池管理系统的知识点。

实施例一：

基于上述构思，如图1-2所示，为本实用新型所提供的一种具体应用场景中的实训装置，如图1所示，所述实训装置包括基座1、元器组件2和操控台3，所述操控台3位于所述基座1的左端，所述操控台3通过连接线与所述元器组件2相电性连接，所述元器组件2位于所述操控台3的右侧，所述元器组件2安装在固定板11上，所述固定板11通过立柱12固定在所述基座1的上方，其中：

如图1所示，所述元器组件2包括动力电池组21，和位于所述动力电池组21后侧的高压分配盒22、低压电瓶23、DC/DC转换器24、电机控制器25、电机26、制动器27，所述高压分配盒22通过连接线分别与所述动力电池组21、所述DC/DC转换器24和所述电机控制器25相电性连接，所述DC/DC转换器24通过连接线与所述低压电瓶23相电性连接，所述低压电瓶23通过连接线与所述操控台3相电性连接，所述电机控制器25通过电缆与所述电机26相电性连接，所述电机26通过联轴器与所述制动器27相连接，所述制动器27随着所述电机26旋转而旋转；

如图2所示，所述操控台3上设有操控板31，所述操控板31与水平面相倾斜，所述操控板31从上到下依次分成标题区32、原理区33和操作区34，所述原理区33上印刻有BMS电池管理系统的电路原理图，所述操作区34安装有显示屏341、电源开关342，所述显示屏341与所述高压分配盒22相电性连接，所述电源开关342与所述动力电池相电性连接。

进一步，如图1所示，所述基座1包括机架和脚轮，所述机架呈长方形，且由注塑模具加工而成，所述脚轮的数量为四个，分别安装在所述机架的下端面四角处。

进一步，如图1所示，所述DC/DC转换器24放置在所述电机控制器25的上方。

进一步，所述元器组件2还包括保护罩（图未示），所述保护罩扣盖在所述动力电池组21上，所述保护罩由透明亚克力板拼接而成。

进一步，如图1所示，所述高压分配盒22内有车载充电器、电池管理器，所述车载充电器与所述动力电池组21的正负极相并联，所述电池管理器与所述动力电池组21相电性连接，所述电池管理器经放电继电器与所述电机控制器25相电性连接。

进一步，所述元器组件2还包括充电插头（图未示），所述充电插头安装在所述高压分配盒22的外端面上，所述充电插头通过连接线与所述车载充电器相电性连接。

进一步，所述元器组件2还包括充电枪，所述充电枪可插接到所述充电插头内。

进一步，所述操控板31与水平面相倾斜的角度α为45°。

进一步，如图2所示，所述标题区32上印刻有文字，所述文字具体为BMS电池管理系统实训台。

进一步，如图2所示，所述操控板31上还安装有检测端子331，所述检测端子331位于所述原理区33，所述检测端子331通过连接线与所述元器组件2相电性连接。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上公开的仅为本实用新型的具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，所述实训装置包括基座（1）、元器组件（2）和操控台（3），其特征在于，所述操控台（3）位于所述基座（1）的左端，所述操控台（3）通过连接线与所述元器组件（2）相电性连接，所述元器组件（2）位于所述操控台（3）的右侧，所述元器组件（2）安装在固定板（11）上，所述固定板（11）通过立柱（12）固定在所述基座（1）的上方，其中：

所述元器组件（2）包括动力电池组（21），和位于所述动力电池组（21）后侧的高压分配盒（22）、低压电瓶（23）、DC/DC转换器（24）、电机控制器（25）、电机（26）、制动器（27），所述高压分配盒（22）通过连接线分别与所述动力电池组（21）、所述DC/DC转换器（24）和所述电机控制器（25）相电性连接，所述DC/DC转换器（24）通过连接线与所述低压电瓶（23）相电性连接，所述低压电瓶（23）通过连接线与所述操控台（3）相电性连接，所述电机控制器（25）通过电缆与所述电机（26）相电性连接，所述电机（26）通过联轴器与所述制动器（27）相连接，所述制动器（27）随着所述电机（26）旋转而旋转；

所述操控台（3）上设有操控板（31），所述操控板（31）与水平面相倾斜，所述操控板（31）从上到下依次分成标题区（32）、原理区（33）和操作区（34），所述原理区（33）上印刻有BMS电池管理系统的电路原理图，所述操作区（34）安装有显示屏（341）、电源开关（342），所述显示屏（341）与所述高压分配盒（22）相电性连接，所述电源开关（342）与所述动力电池相电性连接。

2.如权利要求1所述的一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，其特征在于，所述基座（1）包括机架和脚轮，所述机架呈长方形，且由注塑模具加工而成，所述脚轮的数量为四个，分别安装在所述机架的下端面四角处。

3.如权利要求1所述的一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，其特征在于，所述DC/DC转换器（24）放置在所述电机控制器（25）的上方。

4.如权利要求1所述的一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，其特征在于，所述元器组件（2）还包括保护罩，所述保护罩扣盖在所述动力电池组（21）上，所述保护罩由透明亚克力板拼接而成。

5.如权利要求1所述的一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，其特征在于，所述高压分配盒（22）内有车载充电器、电池管理器，所述车载充电器与所述动力电池组（21）的正负极相并联，所述电池管理器与所述动力电池组（21）相电性连接，所述电池管理器经放电继电器与所述电机控制器（25）相电性连接。

6.如权利要求5所述的一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，其特征在于，所述元器组件（2）还包括充电插头（28），所述充电插头（28）安装在所述高压分配盒（22）的外端面上，所述充电插头（28）通过连接线与所述车载充电器相电性连接。

7.如权利要求6所述的一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，其特征在于，所述元器组件（2）还包括充电枪，所述充电枪可插接到所述充电插头（28）内。

8.如权利要求1所述的一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，其特征在于，所述操控板（31）与水平面相倾斜的角度为α，其中25°≤α≤50°。

9.如权利要求1所述的一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，其特征在于，所述标题区（32）上印刻有文字，所述文字具体为BMS电池管理系统实训台。

10.如权利要求1所述的一种纯电动汽车BMS电池管理系统实训装置，其特征在于，所述操控板（31）上还安装有检测端子（331），所述检测端子（331）位于所述原理区（33），所述检测端子（331）通过连接线与所述元器组件（2）相电性连接。

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