CN219980448U - 一种新型带48v常电输出功能锂电池系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，所述系统包括48V电池、DCDC电源、BMS、充电机以及整车，所述48V电池、DCDC电源、BMS以及整车之间设置启动继电器，启动继电器的线圈为48V驱动，启动继电器的线圈一端与DCDC连接，另一端与整车钥匙连接，启动继电器的公共端子同时与BMS管理模块和DCDC电源连接，启动继电器常开触点与48V电池总正连接，通过钥匙的开关控制内部DCDC电源的唤醒和BMS唤醒上电启动；所述BMS和整车之间设置常电继电器，常电继电器线圈为12V驱动，BMS通过其高边12V输出驱动常电继电器的线圈，把48V电池的48V转接给外部作为常电输出。通过配合设置启动继电器和常电继电器保证锂电池在休眠不输出时也能对外部提供48V常电以及自我保护不被过放。
Description
技术领域
本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种新型带48V常电输出功能锂电池系统。
背景技术
由于配备锂电的非道路车辆，绝大部分不配备铅酸电池，整车仅有锂电池一个电源。在锂电池休眠期间，整车的GPS供电、4G数据模块、常电喇叭等需要一直工作或一直接常电的器件，便会失去电源。
本申请旨在保证锂电池在休眠期间，仍可保证电池能提供48V常电输出，为整车的常电器件提供电源。且此带48V常电输出的锂电池，在BMS休眠不工作的时候，仍可以输出常电，且能保护锂电池本身系统安全。
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新型带48V常电输出功能锂电池系统的技术方案。具体的技术方案内容包括：
一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，所述系统包括48V电池、DCDC电源、BMS、充电机以及整车，所述48V电池、DCDC电源、BMS以及整车之间设置启动继电器，启动继电器的线圈为48V驱动，启动继电器的线圈一端与DCDC电源连接，另一端与整车钥匙连接，启动继电器的公共端子同时与BMS管理模块和DCDC电源连接，启动继电器常开触点与48V电池总正连接，通过钥匙的开关控制内部DCDC电源的唤醒和BMS唤醒上电启动；所述BMS和整车之间设置常电继电器，常电继电器线圈为12V驱动， BMS通过其高边12V输出驱动常电继电器的线圈，继而常电继电器工作闭合常开触点，把48V电池的48V转接给外部作为常电输出。
进一步地，所述48V电池与整车之间设置主正继电器，用以控制48V电池的充电和放电。
进一步地，所述充电机通过隔离板与BMS、DCDC电源以及48V电池电连接，隔离板的驱动并连充电机的A+和A-。
进一步地，所述DCDC电源与48V电池之间设置隔离板，隔离板的导通一端接48V电池总正，另一端接DCDC电源唤醒高边。
进一步地，所述隔离板功耗15mA，DCDC电源功耗30mA。
进一步地，所述48V电池上设置加热膜，加热膜的两端分别连接加热正继电器和加热负继电器。
进一步地，所述48V电池的正极与DCDC电源转换器之间连接总正熔断器；48V电池的负极与BMS之间连接分流器。
与现有技术相比，本实用新型有以下优点：通过在48V电池、DCDC电源、BMS以及整车之间配合设置启动继电器和常电继电器保证锂电池在休眠不输出的时候，也能对外部提供48V常电，且锂电池系统也能够自我保护不被常电过放；通过常电转化，此常电能输出较大的功率，满足客户更大的功率需求，此系统最大可支持48V/10A的常电输出。
附图说明
图1为本实用新型的原理图；
图2为本实用新型的电路图；
图3为本本实用新型的局部电路图；
图4为本实用新型的继电器引脚图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型一种新型带48V常电输出功能锂电池系统作进一步说明。
如图1所示，一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，系统包括48V电池、DCDC电源、BMS、充电机以及整车，48V电池、DCDC电源、BMS以及整车之间设置启动继电器，启动继电器的线圈为48V驱动，启动继电器的线圈一端与DCDC电源连接，另一端与整车钥匙连接；启动继电器的公共端子同时与BMS管理模块和DCDC电源连接；启动继电器常开触点与48V电池总正连接；通过钥匙的开关控制内部DCDC电源的唤醒和BMS唤醒上电启动。BMS、整车以及启动继电器之间设置常电继电器，常电继电器线圈为12V驱动， BMS通过其高边12V输出驱动常电继电器的线圈，继而常电继电器工作闭合常开触点，把48V电池的48V转接给外部作为常电输出。48V电池与整车之间设置主正继电器，用以控制48V电池的充电和放电。充电机通过隔离板与BMS、DCDC电源以及48V电池电连接，隔离板的驱动并连充电机的A+和A-。且DCDC电源与48V电池之间也设置隔离板，隔离板的导通一端接48V电池总正，另一端接DCDC电源唤醒高边。
具体的，如图2-3所示，本实施例中，48V电池是3个228Ah-1P5S模组串联而成，系统总成组方式为228Ah，1P15S；48V电池系统标称电压48.3V，容量228Ah，电量为11.012kwh。如图4所示，继电器包括线圈引脚85和引脚86、常闭触点是30-87a以及常开触点为30-87。常电继电器为HF15-12V继电器，线圈电压为12VDC；启动继电器为HF15-48V继电器，线圈电压为48VDC。
继续参阅图2和图3，本申请锂电池系统常电输出方式：常电对外输出为常电48V+，常电48V-，两根单独的1平方的电线，通过快插接插件对外输出；其中，常电48V+输出线，一端对外，另一端直接接在48V电池总正上。常电负极，一端对外，另一端接在常电继电器的负载30端，常电继电器的负载87端接48V电池的总负；48V常电回路是通过断开负极来实现常电的切断。也就是：48V常电的控制，是通过控制常电继电器来实现的。常电继电器的线圈的供电控制由BMS进行控制，BMS通过其高边12V输出驱动常电继电器的线圈，进而常电继电器工作闭合常开触点，并最终使48V-这根线接通，完成常电回路导通。
锂电池上电逻辑如下：钥匙开关仅仅只是一个短接开关，钥匙开关一端接到48V电池总正，另一端接HF15-48V继电器线圈85脚位，HF15-48V继电器线圈86脚位接电池总负，HF15-48V继电器常开触点30接电池总正，87接DCDC控制激活；当客户端拧钥匙时候，继电器的48v线圈通电，进而闭合常开触点，30-87导通。使总正48V高边线接到DCDC的控制唤醒上进而DCDC开始工作。DCDC（48V转12V）工作并输出12V电源给BMS。同时总正48V高边线也并线给到BMS的KEYIN高边唤醒上，此时BMS既有12V电源供电，也有KEYIN高边唤醒。BMS开始工作，电池包进入上电逻辑。
BMS驱动常电继电器线圈逻辑：在BMS唤醒上电后，其高边驱动脚位CHG_L+开始输出12V。进而使HF15-12V继电器闭合工作，常电48V回路导通。此时BMS会检测电池包的单体电压，当检测到电池单体电压低于3.2V时候，BMS会关闭CHG_L+高边输出，进而48V常电回路断开。实现保护锂电池不被过放功能。
BMS休眠期间常电保护：BMS休眠后，BMS每隔12H自唤醒一次，自唤醒时间60s，检测单体电压，若单体低于3.2V，切断常电，并再次休眠；若检测单体不低于3.2V，则保持常电输出，继续休眠计时。
DCDC常唤醒逻辑：为了保证BMS的自唤醒，那么其12V供电电源需要一直存在，否则BMS无法实现自唤醒；要保证12V电源常有，则DCDC需要常唤醒；所以需要进行一次转化，通过BMS的常电控制脚CHG_L+来实现DCDC的常唤醒。转换使用一个光耦隔离板，隔离板输入是CHG_L+，12V驱动；隔离板输出是个导通，导通一端接电池总正，另一端接DC唤醒高边；进而当BMS只要存在CHG_L+一直输出状态，48V常电回路和DCDC都一直工作。光耦隔离板原理：当输入端输入12V电源时候，输出端由原先的断开转为导通。
通过对BMS的硬件进行处理，当BMS第一次上电后，CHG_L+便会一直输出高边12V，即使此时BMS的KEYON信号丢失，即关钥匙休眠了，BMS也会输出CHG_L+。相当于一个循环，在第一次上电后，CHG_L+常有，进而DCDC电源常唤醒，CHG_L+保证了DCDC电源常唤醒和48V常电，DCDC电源常唤醒保证了BMS的12V电常有，进而保证了BMS自唤醒功能。
充电逻辑：当48V电池电量很低，单体也低于3.2V时候，此时常电关闭，DCDC电源停止工作。此时充电，需要同时唤醒DCDC电源BMS，才可以完成充电。唤醒DCDC，使用一个光耦隔离板，隔离板的驱动，接充电机的A+和A-，相当于一个12V电源；隔离板的输出，一端接电池总正，另一端接DCDC电源唤醒，实现DCDC电源唤醒，并同时提供12V电源给BMS。再使用一个光耦隔离板，隔离板的驱动仍并连给充电机的A+和A-，隔离板的输出，一端接DCDC电源输出的12V+，另一端接给BMS的充电唤醒，实现BMS的唤醒。BMS唤醒后，检测到充电CAN上存在充电机报文，变进入充电模式，BMS唤醒后，CHG_L+工作，常电回路也接通，充电的时候，也有常电。
当单体高于3.2V，此时常电存在，DCDC电源常唤醒，则只需要唤醒BMS即可。直接接入充电机，充电机的A+，A-电源接给隔离板，BMS的充电唤醒则会接收到12V高边信号，继而BMS也会唤醒，检测到充电CAN上的充电机报文后，进入充电模式。
常电逻辑的SOC算法计算：在保持常电输出的休眠自唤醒期间，SOC估算需要额外包含189 mA的补偿值，并在下一次上电或自唤醒时进行补偿；若自唤醒时检测到SOC≤30%，则进行OCV查表来计算真实SOC；真实SOC≥30%，SOC停止减除，真实SOC＜30%，SOC继续减除。
隔离板功耗15mA，DCDC电源功耗30mA，整车GPS功耗37mA，常电继电器（HF15-12V）功耗107mA。
常电故障断电：在电池包单体低于3.2V、温度高于65℃时，采集温度断线故障；压差大于500mV，这些严重故障触发的时候，BMS关闭常电。
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 (7)
1. 一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，其特征在于，所述系统包括48V电池、DCDC电源、BMS、充电机以及整车，所述48V电池、DCDC电源、BMS以及整车之间设置启动继电器，启动继电器的线圈为48V驱动，启动继电器的线圈一端与DCDC电源连接，另一端与整车钥匙连接，启动继电器的公共端子同时与BMS管理模块和DCDC电源连接，启动继电器常开触点与48V电池总正连接，通过钥匙的开关控制内部DCDC电源的唤醒和BMS唤醒上电启动；所述BMS与整车之间设置常电继电器，常电继电器线圈为12V驱动， BMS通过其高边12V输出驱动常电继电器的线圈，继而常电继电器工作闭合常开触点，把48V电池的48V转接给外部作为常电输出。
2.根据权利要求1所述的一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，其特征在于，所述48V电池与整车之间设置主正继电器，用以控制48V电池的充电和放电。
3.根据权利要求1所述的一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，其特征在于，所述充电机通过隔离板与BMS、DCDC电源以及48V电池电连接，隔离板的驱动并连充电机的A+和A-。
4.根据权利要求1所述的一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，其特征在于，所述DCDC电源与48V电池之间设置隔离板，隔离板的导通一端接48V电池总正，另一端接DCDC电源唤醒高边。
5.根据权利要求4所述的一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，其特征在于，所述隔离板功耗15mA，DCDC电源功耗30mA。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，其特征在于，所述48V电池上设置加热膜，加热膜的两端分别连接加热正继电器和加热负继电器。
7.根据权利要求6所述的一种新型带48V常电输出功能锂电池系统，其特征在于，所述48V电池的正极与DCDC电源转换器之间连接总正熔断器，所述48V电池的负极与BMS之间连接分流器。
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