CN220009480U - 一种新型自动充电agv锂电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型自动充电AGV锂电池系统，所述锂电池系统包括用以对锂电池系统的进行供电电池模块、用以对锂电池系统进行管理的一体机管理模块、用以控制电能对外输出的对外输出控制模块、用以控制锂电池自动充电的自动充电控制模块、用以实现一体机管理模块上电唤醒和手动充电的手动补电控制模块以及用以检测各模块之间通讯信号报文的通讯调试接口模块，所述电池模块与一体机管理模块电连接；所述电池模块与一体机管理模块之间分别电连接对外输出控制模块、自动充电控制模块和手动补电控制模块；所述一体机管理模块还连接通讯调试接口模块。通过手动补电控制模块设置两组干接点，在AGV馈电时，可以通过便携式盲充充电机对AGV进行补电操作。

Description

一种新型自动充电AGV锂电池系统

技术领域

本实用新型属于锂电池充电技术领域，具体涉及一种新型自动充电AGV锂电池系统。

背景技术

AGV(自动引导运输车)的自动充电是指不需要人为去参与充电，整个过程由AGV和充电桩独立完成。AGV的充电接口与常规的充电枪不同，是一种自动伸缩贴合的刷板刷块方式，通过此连接，实现充电桩和电池的电源连接以及通讯连接。

目前AGV市场逐步开始布局自动化应用，即AGV按照约定的逻辑，完成搬运以及充电工作。若AGV长期存放，电池自放电后，无法去到充电桩完成自动充电，则需要便携式盲充充电机，通过干接点充电补电，补电后车子自动启动去到充电桩充电至核定SOC，然后执行后续任务。此时，作为其核心零部件的动力电池则需要新的逻辑系统，电气系统，匹配AGV的工作任务。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，在AGV长期存放后馈电的情况下，通过干接点对AGV的上电唤醒以及短时间补电操作，本实用新型设计提供了一种新型自动充电AGV锂电池系统的方案。具体的技术内容如下：

一种新型自动充电AGV锂电池系统，所述锂电池系统包括用以对锂电池系统的进行供电电池模块、用以对锂电池系统进行管理的一体机管理模块、用以控制电能对外输出的对外输出控制模块、用以控制锂电池自动充电的自动充电控制模块、用以实现一体机管理模块上电唤醒和手动充电的手动补电控制模块以及用以检测各模块之间通讯信号报文的通讯调试接口模块，所述电池模块与一体机管理模块电连接；所述电池模块与一体机管理模块之间分别电连接对外输出控制模块、自动充电控制模块和手动补电控制模块；所述一体机管理模块还连接通讯调试接口模块。

进一步地，所述电池模块与一体机管理模块之间连接DCDC电源转换器，电池模块包括电池组以及设置在电池组上的加热膜；电池组的正极与DCDC电源转换器之间连接总正熔断器；电池组的负极与一体机管理模块之间连接分流器；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，所述手动补电控制模块包括补电继电器，补电继电器分别与DCDC电源转换器和补电接口电连接。

进一步地，所述补电接口包括干接点a和干接点b，干接点a连接DCDC电源转换器，用以实现内部DCDC电源转换器工作并且输出12V电源给一体机管理模块，对一体机管理模块进行唤醒上电；干接点b连接一体机管理模块的A+信号，用以闭合补电继电器，进而通过用盲充充电机实现对AGV的短时间补电。

进一步地，所述自动充电控制模块包括充电继电器，充电继电器分别与DCDC电源转换器和充电接口电连接，充电接口与锂电池电源管理模块电连接。

进一步地，所述对外输出控制模块包括预充电路、放电继电器和放电接口，预充电路与放电继电器构成并联电路，该并联电路分别与放电接口和DCDC电源转换器电连接，放电接口与一体机管理模块电连接。

进一步地，所述预充电路包括串联的预充继电器和预充电阻。

进一步地，所述通讯调试接口模块包括三组调试CAN接口，分别为调试CAN0H接口、调试CAN1H接口以及调试CAN2H接口，调试CAN0H接口与一体机管理模块的调试CAN0H连接；调试CAN1H接口与一体机管理模块的整车CAN1H接口连接；调试CAN2H接口与一体机管理模块的充电CAN2H接口连接。

与现有技术相比，本实用新型有以下优点：

(1)本实用新型通过手动补电控制模块设置两组干接点，即便在AGV长期存放或其他原因馈电而无法充电的时候，也可以通过便携式盲充充电机对AGV进行补电操作，通过干接点a实现内部DCDC电源转换器工作并且输出12V电源给一体机管理模块，对一体机管理模块进行唤醒上电；通过干接点b闭合补电继电器，进而通过用盲充充电机实现对AGV的补电；

(2)本申请锂电池系统不仅可以用于自动化工厂AGV应用场景，还可以用于对高危环境工作的AGV实现无人操作的应用场景。

附图说明

图1为本实用新型的模块图；

图2为本实用新型电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和2所示的新型自动充电AGV锂电池系统，包括用以对锂电池系统的进行供电电池模块1、用以对锂电池系统进行管理的一体机管理模块2、用以控制电能对外输出的对外输出控制模块3、用以控制锂电池自动充电的自动充电控制模块4、用以实现一体机上电唤醒和手动充电的手动补电控制模块5以及用以检测各模块之间通讯信号报文的通讯调试接口模块6，其中，电池模块1与一体机管理模块2电连接；电池模块1与一体机管理模块2之间分别电连接对外输出控制模块3、自动充电控制模块4和手动补电控制模块5；一体机管理模块2还与通讯调试接口模块6电连接。

具体的，电池模块1与一体机管理模块2之间连接DCDC电源转换器，电池模块1包括电池组以及设置在电池组上的加热膜，电池组为6个202Ah-1P5S模组组成，系统总成组方式为404Ah，2P15S；电池系统标称电压48.3V，容量404Ah，电量为19.513kwh。电池组的正极与DCDC电源转换器之间连接总正熔断器7；电池组的负极与一体机管理模块2之间连接分流器8；加热膜的两端分别连接加热正继电器和加热负继电器。DCDC电源转换器将电池组的48V电压转换为12V给管理模块2供电。

手动补电控制模块5包括补电继电器，补电继电器分别与DCDC电源转换器和补电接口电连接。补电接口包括干接点a和干接点b，干接点a连接DCDC电源转换器，用以实现内部DCDC电源转换器工作并且输出12V电源给一体机管理模块2，实现一体机管理模块2的唤醒上电；干接点b连接一体机管理模块2的A+信号，用以闭合补电继电器，进而通过用盲充充电机实现对AGV的短时间补电。

自动充电控制模块4包括充电继电器，充电继电器分别与DCDC电源转换器和充电接口电连接，充电接口与锂电池电源管理模块电连接。对外输出控制模块3包括预充电路、放电继电器和放电接口，预充电路与放电继电器构成并联电路，该并联电路分别与放电接口和DCDC电源转换器电连接，放电接口与一体机管理模块2电连接；预充电路包括预充继电器和预充电路。通讯调试接口模块6包括三组调试CAN接口，分别为调试CAN0H接口、调试CAN1H接口以及调试CAN2H接口，调试CAN0H接口与一体机管理模块2的调试CAN0H连接；调试CAN1H接口与一体机管理模块2的整车CAN1H接口连接；调试CAN2H接口与一体机管理模块2的充电CAN2H接口连接。

一体机管理模块2包括一体机BMS，锂电池系统使用前先通过一体机BMS设置整车的CAN报文信息，包括报文1(ID：0x111)、报文2(ID：0x115)、报文3(ID：0x112)和报文4(ID：0x110)，报文1表示BMS发送信号，显示BMS请求的充电电流和故障状态；报文2表示BMS发送电池的单体最高和最低状态以及SOC信息、总压和温度信息；报文3表示充电机向网络上发送其输出电压、电流信息和故障信息；报文4表示AGV向网络上发送AGV是否达到自动充电点，是否允许充电信息。

通过两组干接点，实现AGV的补电充电操作，故新型自动充电AGV锂电池系统的充电包括锂电池的自动充电和补电充电。

锂电池自动充电：AGV在运行过程中，电池通过整车CAN报文信息向AGV系统进行广播，此时AGV会针对BMS广播得信息进行判断，当判断电池SOC低于设定得阈值(一般设置20％SOC)，AGV便停止任务，返回自动充电工卡，通过激光雷达定位，到达约定地点，充电桩检测到AGV抵达工位，刷板伸出，抵上刷块时候，此时AGV通过CAN网路发送到位信号。

其中，当BMS检测到信号后，便开始模式转化，由放电模式进入充电模式，闭合对应得充电继电器，并判断电池本身温度和SOC发送允许得充电电流。自动充电模式，可以解决人为参与充电插枪的动作，节省人力；但是当AGV在不工作期间，或者长时间停放时候，AGV本身已经因为自放电问题，导致电池本身的电量处于低电量状态，AGV没有足够得电量抵达充电点时，则需要额外增加手充模式口，用于补电使用。

补电充电：电池在低电量时或距离充电位置较远的情况下，可以通过外部得一组干接点a短接实现内部DCDC电源转换器工作并且输出12V电源给BMS，实现BMS唤醒上电，同时在通过一组干接点b短接实现将电池内部的12V高边接到BMS的充电唤醒上，使BMS直接闭合内部的补电继电器，进而此时可以用盲充充电机实现短时间补电，等待电池系统达到一定安全电量时候，断开两组干接点，AGV此时可以正常使用，执行任务。

具体的，BMS系统逻辑包括：

(1)充电上电：

自动充电：钥匙开关处于闭合状态，BMS处于上电状态。当BMS收到AGV发送的充电指令(报文4：AGV行车信号为不允许行车)，并收到充电机的充电报文3：光电传感器到位后，进入充电模式；若判断电流-10＜I＜10A，进入快充流程，闭合充电继电器，放电继电器保持闭合。

手动充电：AGV钥匙处于断开，对插REMA，REMA短接KEY/IN唤醒BMS，自检无异常后，检测到CHG-A+信号有效，保持充电模式优先；若判断电流-10＜I＜10A，进入充电模式，BMS闭合补电继电器，进行盲充。

(2)充电下电：充电完成、出现故障或收到AGV下发到位信号为0(报文4)，或BMS接收到AGV发送的报文4，AGV控制充电继电器信号为0，BMS停止充电，请求电流为0，并检测充电电流，充电电流在±10A以内，断开充电继电器，若10S内电流未降至10A以内，强制断开充电继电器；自动充电完成后转为放电模式。

另外，若手动充电完成后，无唤醒源后，BMS进入休眠期。如：接收不到充电机和AGV发来的报文，默认进入充电结束流程，5S后检测充电电流，充电电流在10A以内，断开充电继电器，若10S内电流未降至10A以内，强制断开充电继电器；此时处于key_in有效，放电继电器闭合状态，不做限流处理，若无放电故障，则正常放电。充电模式转为放电模式后，充电触发的故障消失，重新判断放电故障，放电模式转为充电模式，放电故障消失，重新判断充电故障。

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 (6)

1.一种新型自动充电AGV锂电池系统，其特征在于，所述锂电池系统包括用以对锂电池系统进行供电的电池模块（1）、用以对锂电池系统进行管理的一体机管理模块（2）、用以控制电能对外输出的对外输出控制模块（3）、用以控制锂电池自动充电的自动充电控制模块（4）、用以实现一体机上电唤醒和手动充电的手动补电控制模块（5）以及用以检测各模块之间通讯信号报文的通讯调试接口模块（6），所述电池模块（1）与一体机管理模块（2）电连接；所述电池模块（1）与一体机管理模块（2）之间分别电连接对外输出控制模块（3）、自动充电控制模块（4）和手动补电控制模块（5）；所述一体机管理模块（2）还与通讯调试接口模块（6）电连接；

所述手动补电控制模块（5）包括补电继电器，补电继电器分别与DCDC电源转换器和补电接口电连接；

所述补电接口包括干接点a和干接点b，干接点a连接DCDC电源转换器，用以实现内部DCDC电源转换器工作并且输出12V电源给一体机管理模块（2），实现一体机管理模块（2）的唤醒上电；干接点b连接一体机管理模块（2）的A+信号，用以闭合补电继电器，进而通过用盲充充电机实现对AGV的短时间补电。

2.根据权利要求1所述的一种新型自动充电AGV锂电池系统，其特征在于，所述电池模块（1）与一体机管理模块（2）之间连接DCDC电源转换器，电池模块（1）包括电池组以及设置在电池组上的加热膜；电池组的正极与DCDC电源转换器之间连接总正熔断器（7）；电池组的负极与一体机管理模块（2）之间连接分流器（8）；加热膜的两端分别连接加热正继电器和加热负继电器。

3.根据权利要求2所述的一种新型自动充电AGV锂电池系统，其特征在于，所述自动充电控制模块（4）包括充电继电器，充电继电器分别与DCDC电源转换器和充电接口电连接，充电接口与锂电池电源管理模块电连接。

4.根据权利要求2所述的一种新型自动充电AGV锂电池系统，其特征在于，所述对外输出控制模块（3）包括预充电路、放电继电器和放电接口，预充电路与放电继电器构成并联电路，该并联电路分别与放电接口和DCDC电源转换器电连接，放电接口与一体机管理模块（2）电连接。

5.根据权利要求4所述的一种新型自动充电AGV锂电池系统，其特征在于，所述预充电路包括预充继电器和预充电路。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种新型自动充电AGV锂电池系统，其特征在于，所述通讯调试接口模块（6）包括三组调试CAN接口，分别为调试CAN0H接口、调试CAN1H接口以及调试CAN2H接口，调试CAN0H接口与一体机管理模块（2）的调试CAN0H连接；调试CAN1H接口与一体机管理模块（2）的整车CAN1H接口连接；调试CAN2H接口与一体机管理模块（2）的充电CAN2H接口连接。