CN220022369U - 动力电池系统和工程机械 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池系统，为解决现有工程机械因车载小电瓶亏电和故障而导致电动工程机械无法启动的问题，本实用新型构造一种动力电池系统和工程机械，其中动力电池系统包括动力电池、用于控制动力电池充放电的BMS，其特征在于还包括降压DCDC和开关；所述降压DCDC的输入正极经所述开关与动力电池的正极连接，输入负极与动力电池的负极连接；所述BMS的正负极电源接入端与所述降压DCDC的输出正负极连接，仅由降压DCDC供电。在本实用新型中，降压DCDC输入端直接与动力电池连接并向BMS供电，使BMS唤醒和正常工作，从而在整机上可省略用于唤醒BMS的蓄电池，避免了因蓄电池亏电和故障所引起的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池系统，更具体地说，涉及一种动力电池系统和工程机械。
背景技术
电动工程机械以车载动力电池为动力，在动力电池系统中，配备BMS(电池管理系统)控制充电继电器和放电继电器，以实现动力电池的充放电操作。BMS的工作电压通常为低压直流电(12伏或者24伏直流电)，动力电池的输出为高压直流电(大于等于48伏)。在工程机械上通常配备车载小电瓶(又称蓄电池，其电压通常为12伏或24伏)，BMS的唤醒操作由车载小电瓶供电。在BMS唤醒前，工程机械上的低压用电器(如车灯)由车载小电瓶供电；在BMS唤醒后，动力电池通过降压DCDC将高压直流电转换为低压直流电，降压DCDC的输出与BMS、车载小电瓶、车载仪表等用电器连接，对用电器进行供电和车载小电瓶进行充电补充电量。
在现有技术中，若操纵不当(如停机时未关闭车灯)或长时间未使用工程机械时，车载小电瓶会出现亏电状态，其输出电压无法唤醒BMS，导致工程机械无法上电启动。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是现有工程机械因车载小电瓶亏电和故障而导致电动工程机械无法启动的问题，而提供一种动力电池系统和工程机械。
本实用新型为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种动力电池系统，包括动力电池、用于控制动力电池充放电的BMS，其特征在于还包括降压DCDC和开关；所述降压DCDC的输入正极经所述开关与动力电池的正极连接，输入负极与动力电池的负极连接；所述BMS的正负极电源接入端与所述降压DCDC的输出正负极连接，仅由降压DCDC供电。
在本实用新型中，BMS由降压DCDC供电，无需配置低压蓄电池用于唤醒BMS，从而避免了因配置的蓄电池亏电以及故障所引起的问题。
本实用新型动力电池系统中，还包括充电接口、放电接口、连接在动力电池与充电接口之间的充电继电器、连接在动力电池与放电接口之间的放电继电器，所述充电继电器和放电继电器的电磁线圈与所述BMS连接。
本实用新型动力电池系统中，所述放电继电器包括预充继电器、与预充继电器串联的预充电电阻、与串联的预充继电器和预充电电阻并联连接的主放电继电器
本实用新型动力电池系统中，在放电继电器与动力电池之间的放电主电路上设置有用于检测充电和放电电流并与所述BMS连接的霍尔传感器。
本实用新型为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种工程机械，其特征在于具有前述的动力电池系统。
本实用新型工程机械中，还包括第二降压DCDC，所述第二降压DCDC的输入正负极与放电接口连接，常电/低压用电器的正负极电源接入端与所述第二降压DCDC的输出正负极连接。或者常电/低压用电器的正负极电源接入端与所述降压DCDC的输出正负极连接。
本实用新型与现有技术相比，在本实用新型中，降压DCDC输入端直接与动力电池连接并向BMS供电，使BMS唤醒和正常工作，从而在整机上可省略用于唤醒BMS的蓄电池，避免了因蓄电池亏电和故障所引起的问题。
附图说明
图1是本实用新型动力电池系统的原理图。
图中零部件名称及序号：
动力电池1、BMS2、降压DCDC3、开关4、充电继电器5、主放电继电器6、预充继电器7、预充电阻8、霍尔传感器9、充电接口10、放电接口11、第二降压DCDC12、常电/低压用电器13。
具体实施方式
下面结合附图说明具体实施方案。
图1示出了本实用新型一实施例中工程机械的动力电池系统，该工程机械可以是装载机、挖掘机等。
如图1所示，动力电池系统包括动力电池1、充电接口10、放电接口11、连接在动力电池1与充电接口10之间的充电继电器5、连接在动力电池1与放电接口11之间的放电继电器、降压DCDC3和开关4，充电继电器5和放电继电器的电磁线圈与BMS2(电池管理系统)连接。
降压DCDC3的输入正极经开关4与动力电池1的正极连接，降压DCDC3的输入负极与动力电池1的负极连接。BMS2的正负极电源接入端与降压DCDC3的输出正负极连接，BMS2仅由降压DCDC3供电，也即BMS无需车载蓄电池供电。
放电继电器包括预充继电器7、与预充继电器7串联的预充电电阻8、与串联的预充继电器7和预充电电阻8并联连接的主放电继电器6。动力电池1通过放电继电器进行放电，放电继电器的闭合顺序是先闭合预充继电器，以便动力电池通过预充继电器对放电接口上连接一些电容性器件进行充电，进入稳定状态后再闭合主放电继电器。
在放电继电器与动力电池1之间的放电主电路上设置有用于检测充电和放电电流并与BMS连接的霍尔传感器9。当BMS2通过霍尔传感器9检测到动力电池1的充电电流或放电电流长时间为零(或小于预定值)时，BMS自动进入休眠状态，待电流大于预定值时自动唤醒。
第二降压DCDC12的输入正负极与放电接口11连接，常电/低压用电器13的正负极电源接入端与第二降压DCDC12的输出正负极连接。放电接口11输出的电压为动力电池的输出电压，其电压通常是48伏以上。常电/低压用电器13如车灯、仪表、各类控制器等，其输入电压通常为12伏或24伏，第二降压DCDC12将动力电池1的高电压转换为低电压，向常电/低压用电器13供电。另外，当一些实施例中工程机械的常电/低压用电器13的输入电压等于动力电池的输出电压时，则常电/低压用电器可以直接放电接口连接。
在一些实施例中，工程机械的常电/低压用电器13还可以与降压DCDC3连接，由降压DCDC3供电工作。
本实用新型中，取消整机的12V蓄电池(车载小电瓶)，动力电池系统内部内置降压DCDC3和开关。降压DCDC的作用为将动力电池的高压电降压为常电/低压用电器可用的低压电，用于给BMS进行供电，开关4的作用为控制降压DCDC高压输入的通断。
当整车进行放电时，将开关4闭合，降压DCDC工作，将高压电降压输出为12V低压电输入进BMS，BMS得电唤醒，如BMS未唤醒，仪表不能通过CAN总线接收到BMS心跳信号，则会进行报警。BMS唤醒正常后，BMS和整机进行自检，整车通过放电接口的CANH和CANL和整车进行通讯，自检没有问题后，发出报文给BMS，BMS判定整车无故障后，进行电池的自检，如没有故障，控制预充继电器的电磁线圈接线端BMS-8和BMS-9得电,预充继电器闭合后对整车进行预充。预充完成后，预充继电器的电磁线圈接线端BMS-8和BMS-9断电，预充继电器断开，预充结束后。BMS控制主放电继电器的电磁线圈接线端BMS-1和BMS-2得电，主放电继电器闭合，动力电池进行放电。BMS通过霍尔传感器监测放电电流，如整车长时间不工作，则霍尔传感器监测放电电流小于预定值，BMS进行休眠状态。
当整车进行充电时，将开关闭合，降压DCDC变压器工作，将高压电降压输出为12V低压电输入进BMS，BMS得电唤醒，如BMS未唤醒，仪表不能通过CAN总线接收到BMS心跳信号，则会进行报警。如BMS得电唤醒，将整车的充电接口和电池系统的充电接口连接，BMS串口CC1识别到CC1上的充电电阻后，判定充电机和动力电池系统连接完成，并进行电池的自检，如没有故障，通过控制充电继电器的电磁线圈接线端BMS-6和BMS-7得电，充电继电器闭合，动力电池进行充电。
动力电池充电完成后，BMS控制充电继电器断开，充电结束。如动力电池充电过程中需临时打断，操作仪表上的充电打断开关，充电口上的CANH和CANL将充电打断的CAN报文发送至BMS，BMS接收到报文后，断开充电继电器断开，充电结束。
在本实用新型中，BMS由降压DCDC供电，无需配置低压蓄电池用于唤醒BMS，从而避免了因配置的蓄电池亏电以及故障所引起的问题。
Claims (7)
1.一种动力电池系统，包括动力电池、用于控制动力电池充放电的BMS，其特征在于还包括降压DCDC和开关；所述降压DCDC的输入正极经所述开关与动力电池的正极连接，输入负极与动力电池的负极连接；所述BMS的正负极电源接入端与所述降压DCDC的输出正负极连接，仅由降压DCDC供电。
2.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于还包括充电接口、放电接口、连接在动力电池与充电接口之间的充电继电器、连接在动力电池与放电接口之间的放电继电器，所述充电继电器和放电继电器的电磁线圈与所述BMS连接。
3.根据权利要求2所述的动力电池系统，其特征在于所述放电继电器包括预充继电器、与预充继电器串联的预充电电阻、与串联的预充继电器和预充电电阻并联连接的主放电继电器。
4.根据权利要求2或3所述的动力电池系统，其特征在于在放电继电器与动力电池之间的放电主电路上设置有用于检测充电和放电电流并与所述BMS连接的霍尔传感器。
5.一种工程机械，其特征在于具有权利要求1至4中任一项所述的动力电池系统。
6.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于还包括第二降压DCDC，所述第二降压DCDC的输入正负极与放电接口连接，常电/低压用电器的正负极电源接入端与所述第二降压DCDC的输出正负极连接。
7.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于常电/低压用电器的正负极电源接入端与所述降压DCDC的输出正负极连接。
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