CN220231924U - 一种电动叉车锂电池检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动叉车锂电池检测装置，包括主控模块，主控模块包括BMS检测单元、单体电压检测单元和温度传感器检测单元；本实用新型由于采用上述结构，能够对锂电池的BMS系统自身功能、电池单体的电压以及温度传感器进行检测，从而确定锂电池自身及其各检测模块是否工作正常，并能够定位具体出现异常的部位，便于对锂电池出厂前及维修时的检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测工具技术领域，尤其涉及一种电动叉车锂电池检测装置。
背景技术
目前电动叉车的锂电池通常设有电池管理系统(BMS)及温度传感器等监测单元检测电池的实时工作状态以反应电动叉车行车过程中的工作状态。BMS系统及温度传感器等监测单元的自身准确性直接影响电动叉车的安全性和可靠性，目前缺少能够直接检测BMS系统及温度传感器等监测单元的检测装置。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种电动叉车锂电池检测装置，能够检测锂电池自身工作状况并定位其出现工作异常的位置。
一种电动叉车锂电池检测装置，包括主控模块，主控模块包括BMS检测单元、单体电压检测单元和温度传感器检测单元；
BMS检测单元，与BMS系统连接，用于在BMS系统检测到异常信息时，检测BMS系统是否执行预设的异常处理动作；
单体电压检测单元，包括电阻分压电路和ADC采样电路，锂电池包括多个串联的电池单体，所述电池单体经过第一电阻分压电路连接到ADC采样电路，ADC采样电路的输出端连接到单体电压检测单元，单体电压检测单元用于根据其接收的电压判断电池和线束组串连接情况；
锂电池包括多个温度传感器，多个温度传感器分别通过一路模拟采样输入连接到温度传感器检测单元，温度传感器检测单元用于比较多路模拟采样的输入值判断温度传感器是否存在异常。
作为优选，还包括数字电位器，数字电位器的输入端与主控模块连接，数字电位器的输出端经过第二电阻分压电路连接到BMS系统；BMS检测单元还用于调节数字电位器的电阻值，将对应电阻值下预设的电流值与BMS系统实际采样的电流值对比，确定BMS系统是否异常。
作为优选，还包括显示器，与主控模块的输出端连接，用于显示当前锂电池参数信息。
作为优选，所述BMS系统、温度传感器及ADC采样电路通过CAN总线与主控模块通讯连接，主控模块包括外部通讯检测单元，所述外部通讯检测单元用于对来自CAN总线的通讯报文进行处理后输出到显示器。
作为优选，包括与主控模块输入端连接的按键模块。
作为优选，包括与主控模块连接的多路温度传感器扩展接口，所述温度传感器扩展接口分别通过一路模拟采样输入连接到温度传感器检测单元。
作为优选，包括手持式的壳体，所述主控模块设置在壳体内部，壳体上对应于按键及接口露出的开口。
本实用新型由于采用上述结构，能够对锂电池的BMS系统自身功能、电池单体的电压以及温度传感器进行检测，从而确定锂电池自身及其各检测模块是否工作正常，并能够定位具体出现异常的部位，便于对锂电池出厂前及维修时的检测；并且将实现上述功能的各单元集成在一个装置上，使用方便。
附图说明
图1为本申请的结构示意图；
图2为本申请的主控模块的模块结构示意图；
图3为本实用新型的整体结构参考图(壳体未示意)；
图4为本实用新型的电路结构原理图。
附图标记：主控模块1，BMS检测单元11，单体电压检测单元12，温度传感器检测单元13；按键模块2，插件模块3，ADC采样电路41，分压电阻电路42，ADC转换模块43，采样电阻桥5，数字电位器6，CAN通信模块71，信息处理芯片72，电源模块8。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例。
如图1-3所示，该实施例提供一种电动叉车锂电池检测装置，包括主控模块1，主控模块1包括BMS检测单元11、单体电压检测单元12和温度传感器检测单元13。其中BMS检测单元11用于检测与锂电池连接的BMS系统是否出现异常，单体电压检测单元12用于检测锂电池的电池单体是否存在连接异常，温度传感器检测单元13用于检测锂电池的温度传感器是否存在异常。
BMS系统检测、温度检测是电动叉车锂电池的基本功能，且锂电池包括多个串联的电池单体是常见结构，因此，该实施例的电动叉车锂电池检测装置针对BMS系统、温度传感器和电池单体进行检测，能够确定锂电池是否存在异常。
BMS检测单元11与BMS系统连接，用于在BMS系统检测到异常信息时，检测BMS系统是否执行预设的异常处理动作。BMS系统具有对电流的过流保护功能，例如，BMS设定电流过大值为300A，通过将电流值模拟到350A，查看BMS是否有控制断开主动接触器的动作。由此，若BMS未执行预设的异常处理动作例如断开主动接触器，则判定BMS系统存在异常。
此外，电动叉车锂电池检测装置还包括数字电位器，数字电位器的输入端与主控模块1连接，数字电位器的输出端经过第二电阻分压电路连接到BMS系统；BMS检测单元11还用于调节数字电位器的电阻值，将对应电阻值下预设的电流值与BMS系统实际采样的电流值对比，确定BMS系统是否异常。从而可以对更换过BMS的产品进行SOC百分比调整，对已知SOC百分比电池进行校对。在具体实施例中，锂电池的厂商会提供电流参数曲线，主控模块1中存储有电流参数曲线上若干点位的值作为样本值。主控模块1用于控制数字电位器的输出阻值，并能够基于所述预存的电流参数曲线确定该阻值对应的标准电流值，此时通过BMS系统获取的对应阻值下的电流值与标准电流值进行对比，即可确定BMS系统是否存在异常。
单体电压检测单元12，包括电阻分压电路和ADC采样电路，锂电池包括多个串联的电池单体，所述电池单体经过第一电阻分压电路连接到ADC采样电路，ADC采样电路的输出端连接到单体电压检测单元12，单体电压检测单元12用于根据其接收的电压判断电池和线束组串连接情况。具体实施例中，ADC采样是测量锂电池单体电池电压的，通过测量出的单体电池电压与安装之前电芯测试值之间的差异来分析电池电路连接问题。
锂电池在新产品试样时因为线束和电芯皆为初试，可能会出现单体残阳接口由于错接导致相邻组成针脚电压大于5V，总压到0V之间的电压值随机的可能。此时，采用电阻分压电路和ADC采样电路配合采样，通过电阻分压电路将原有的0～5V的ADC采样放大20倍，其精度也相应缩小20倍，ADC芯片在主控上获得的精度变为约0.02V可以满足判断电池和线束组串连接情况。与其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际需要设置电阻分压电路以控制其放大倍数。通过以上设置，可以突破常规锂电池BMS系统对其电池单体电压0—5V的电压范围限制，实现宽电压检测，对试样电池进行检测以判断单体电压采集线束的串联点位是否排序正确，不会因排序错位产生的邻位高电压烧毁设备。
锂电池包括多个温度传感器，多个温度传感器分别通过一路模拟采样输入连接到温度传感器检测单元13，温度传感器检测单元13用于比较多路模拟采样的输入值判断温度传感器是否存在异常。具体实施例中，温度传感器的异常判断是将多个温度传感器接入所述检测装置，该实施例中的检测装置支持六路温度传感器，如果某路温度传感器读数与其他路相差超过预设温度差值则视为异常。优选的，设置与主控模块1连接的多路温度传感器扩展接口，所述温度传感器扩展接口分别通过一路模拟采样输入连接到温度传感器检测单元13。通过设置多路温度传感器扩展接口，外接其余温度传感器为锂电池内部的多路温度传感器提供比对基础，能够进一步提高温度传感器检测的准确性。
所述电动叉车锂电池检测装置还包括显示器，显示器与主控模块1的输出端连接，用于显示当前锂电池参数信息。于实施例中，锂电池参数包括BMS软件版本、检测总压、检测温度、单体电压分析等内容，均可由主控模块1获得。通过显示器实现当前锂电池参数信息的可视化，更加直观。于实施例中，所述BMS系统、温度传感器及ADC采样电路通过通信模块与主控模块1通讯连接，主控模块1包括外部通讯检测单元，所述外部通讯检测单元用于对来自通信模块的通讯报文进行处理后输出到显示器。
所述电动叉车锂电池检测装置还包括与主控模块1输入端连接的按键模块。通过按键模块实现信息输入以及功能切换，便于用户操作。
于实施例中，所述电动叉车锂电池检测装置为手持式设备，包括手持式的壳体，所述主控模块1设置在壳体内部，壳体上对应于按键及接口露出的开口。参考图3所示，设备整体各部分集中设置，占用空间小，因此可以实现手持式结构，便于携带以及用户操作。
所述一种电动叉车锂电池检测装置包括电源为装置的各模块供电，该实施例中的电源选用锂电池，并设有锂电池管理模块与主控模块1连接，实现电池电流保护及剩余电量显示。锂电池管理模块的硬件实现
为本领域的常规技术手段，在此不再展开描述。
以下结合图4进一步对电动叉车锂电池检测装置的电路原理进行说明。
本实施例中主控模块1采用单片机，例如本实施例中采用MEGA2560-MINI单片机，主控模块带有显示器接口P2，主控模块与显示器之间采用spi串行通信。按键模块2包括下拉电阻，从而使按键高电平有效，如图4所示，多个按键共用中断连接到主控模块，从而按键模块的电路更加简洁。主控模块1与插件模块3连接，插件模块3提供用于连接待测锂电池主线束连接的接口，以采集待测锂电池的电池参数。本实施例中的ADC采样电路41包括多个模拟开关电路74CHT4051D，通过多个模拟开关实现4路ADC对24电压点的切换，模拟开关电路与主控模块连接，由主控模块输出控制信号控制切换。ADC采样电路41通过ADC转换模块43连接到主控模块1。分压电阻电路42包括多个分压电阻，每个分压电阻分别连接到一路模拟开关电路的输出端，实现ADC以固定的分压比采集。本实施例的温度传感器经过采样电阻桥5经过插口模块3连接到主控模块1的模拟输入端，实现对多路温度传感器的采样。数字电位器6连接主控模块1，并通过插件模块3连接锂电池的BMS系统，由主控模块1控制调节数字电位器6的电阻值，其输出电压作为BMS系统的霍尔模拟输入。
此外，主控模块1的通信模块包括CAN通信模块71和信息处理芯片72，采用单独的CAN通讯模块71和信息处理芯片72控制通讯协议，实现spi通讯。采用单独的通信模块进行通讯信息处理，能够提高通讯信息处理速度。
可以理解的是，还包括供电模块8为各模块供电。电源模块8提供USB/TPC-C/锂电池多种电源供电模式。
综上所述，该实施例提供的电动叉车锂电池检测装置，能够对锂电池的BMS系统自身功能、电池单体的电压以及温度传感器进行检测，从而确定锂电池自身及其各检测模块是否工作正常，并能够定位具体出现异常的部位，便于对锂电池出厂前及维修时的检测；并且将实现上述功能的各单元集成在一个装置上，使用方便。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种电动叉车锂电池检测装置，其特征在于，包括主控模块，主控模块包括BMS检测单元、单体电压检测单元和温度传感器检测单元；
BMS检测单元，与BMS系统连接，用于在BMS系统检测到异常信息时，检测BMS系统是否执行预设的异常处理动作；
单体电压检测单元，包括电阻分压电路和ADC采样电路，锂电池包括多个串联的电池单体，所述电池单体经过第一电阻分压电路连接到ADC采样电路，ADC采样电路的输出端连接到单体电压检测单元，单体电压检测单元用于根据其接收的电压判断电池和线束组串连接情况；
锂电池包括多个温度传感器，多个温度传感器分别通过一路模拟采样输入连接到温度传感器检测单元，温度传感器检测单元用于比较多路模拟采样的输入值判断温度传感器是否存在异常。
2.根据权利要求1所述的一种电动叉车锂电池检测装置，其特征在于，还包括数字电位器，数字电位器的输入端与主控模块连接，数字电位器的输出端经过第二电阻分压电路连接到BMS系统；BMS检测单元还用于调节数字电位器的电阻值，将对应电阻值下预设的电流值与BMS系统实际采样的电流值对比，确定BMS系统是否异常。
3.根据权利要求1所述的一种电动叉车锂电池检测装置，其特征在于，还包括显示器，与主控模块的输出端连接，用于显示当前锂电池参数信息。
4.根据权利要求3所述的一种电动叉车锂电池检测装置，其特征在于，所述BMS系统、温度传感器及ADC采样电路通过通信模块与主控模块通讯连接，主控模块包括外部通讯检测单元，所述外部通讯检测单元用于对来自通信模块的通讯报文进行处理后输出到显示器。
5.根据权利要求1所述的一种电动叉车锂电池检测装置，其特征在于，包括与主控模块输入端连接的按键模块。
6.根据权利要求1所述的一种电动叉车锂电池检测装置，其特征在于，包括与主控模块连接的多路温度传感器扩展接口，所述温度传感器扩展接口分别通过一路模拟采样输入连接到温度传感器检测单元。
7.根据权利要求1所述的一种电动叉车锂电池检测装置，其特征在于，包括手持式的壳体，所述主控模块设置在壳体内部，壳体上对应于按键及接口露出的开口。
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