电动叉车用锂离子电池系统的制作方法

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电动叉车用锂离子电池系统。

背景技术：

目前，市场上电动叉车所用的电池以铅酸电池为主，很少采用锂离子电池，铅酸电池充电时会“析氢”，产生酸雾，对环境污染严重；铅酸电池放电率低，一般的铅酸电池放电率仅为83.0%，电池容量没法得到充分利用；铅酸电池充电效率低，铅酸电池的平均充电效率为80%，且电量由0%充电至100%需要8~10小时，充电过程中会产生酸雾，需置于专用通风充电间，否则易产生空气爆燃，充电时还需要人工检查蒸馏水含量及人工补充；铅酸电池具有电池记忆效应，完全充放电400~1000次以内，剩余电量10%，有记忆效应；低温放电性能方面，铅酸电池的最佳放电温度为25℃，温度每降一度，容量下降1%，0℃容量剩余70%-75%；电池静置方面，铅酸电池静置1年内不使用或不充电，会导致电池容量快速降低，铅酸电池使用及回收时对环境易产生重金属污染，如何研制一种安全、环保、使用寿命长、可快速充放电的电动叉车用锂离子电池，是本领域专业技术人员迫切需要解决的一个技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种电动叉车用锂离子电池系统，以解决现有技术中存在的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供的一种电动叉车用锂离子电池系统，包括：

锂离子电池模组，所述锂离子电池模组为所述电动叉车提供电源；

电池固定结构模组，所述电池固定结构模组用于将锂离子电池模组固定在电动叉车上，或将锂离子电池模组固定在一起；

bms系统，所述bms系统与所述锂离子电池模组连接，用于检测、控制锂离子电池模组的工作参数和性能，并对锂离子电池模组进行有效的管理。

基于本发明上述电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例中，所述锂离子电池模组与所述bms系统通过开关按键组和插头单元连接；

所述开关按键组设置多种开关，所述锂离子电池模组通过开关按键组向bms系统供电；

所述插头单元提供锂离子电池模组向bms系统充电的接口，所述插头单元为安德森插头或rema插头，所述安德森插头包括充电安德森插头、放电安德森插头。

基于本发明上述电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例中，所述锂离子电池模组包括：锂离子电池，和充电继电器、放电继电器、霍尔电流传感器、加热管理模块、风机制冷模块、disp显示屏、扬声器模块、485通讯模块、can通讯模块、休眠模块；

所述锂离子电池与所述充电继电器、放电继电器、霍尔电流传感器连接，用于控制锂离子电池的充电或放电参数；

所述加热管理模块、风机制冷模块、disp显示屏、扬声器模块设置在锂离子电池的外部并与所述锂离子电池连接，并与所述bms系统连接，用于接收bms系统的控制信号，并在bms系统的指令下工作；

所述485通讯模块、can通讯模块用于与所述bms系统通讯；

所述休眠模块与所述锂离子电池连接，用于接收bms系统的控制指令，并控制锂离子电池的休眠。

基于本发明上述电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例中，所述开关按键组包括：bms上电开关、充电确认开关、低温加热开关；

所述bms上电开关用于控制bms系统电源的通断，所述充电确认开关用于向bms系统传递充电确认信号，所述低温加热开关用于向bms系统传递电池需要加热信号。

基于本发明上述电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例中，所述bms系统包括主控模块；

与主控模块电连接的按键控制模块、充放电继电器控制模块、充放电电流检测控制模块、风机制冷控制模块、加热管理控制模块、扬声器告警控制模块、disp显示屏控制模块、上位机通讯控制模块、休眠管理控制模块；

所述按键控制模块与开关按键组进行电连接，用于控制开关按键组的开关的开启或关闭；

所述充放电继电器控制模块与充电继电器、放电继电器电连接，用于控制所述充电继电器、放电继电器的工作；

所述充放电电流检测控制模块与所述霍尔电流传感器电连接，用于控制所述霍尔电流传感器的工作；

所述风机制冷控制模块与风机制冷模块电连接，用于控制风机制冷模块的工作；

所述加热管理控制模块与加热管理模块电连接，用于控制加热装置的加热管理模块，实现对加热装置工作参数和工作状态的控制；

所述扬声器控制模块与扬声器模块电连接，用于控制扬声器模块的工作；

所述disp显示屏控制模块与can通讯模块电连接，disp显示屏控制模块通过can通讯模块将控制disp显示屏的显示参数；

所述上位机通讯控制模块与所述485通讯模块电连接，用于实现锂离子电池模组与bms系统的数据传输；

所述休眠管理控制模块用于控制休眠模块的工作。

基于本发明上述电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例中，所述充放电继电器控制模块包括充放电信号检测模块，用于检测充放电继电器的工作参数，并判断充电继电器处于的充电或者放电的状态。

基于本发明上述电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例中，所述风机制冷控制模块包括：高温检测单元、高温发音单元和风机制冷单元；

所述高温检测单元用于检测锂离子电池模组中锂离子电池的工作温度，当高温检测单元检测当前的工作温度高于设定温度阈值时，所述高温发音单元进行响声告警，所述风机制冷单元启动，当锂离子电池的工作温度恢复正常值时，高温发音单元停止报警，风机制冷单元停止工作，锂离子电池正常工作。

基于本发明上述电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例中，所述加热管理控制模块包括：低温检测单元、加热单元和低温加热开关；

所述低温检测单元用于检测锂离子电池模组中锂离子电池是否需要开启低温加热开关，当打开低温加热开关后，所述加热电源开始工作，对锂离子电池进行加热。

基于本发明上述电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例中，所述休眠管理控制模块包括：休眠时间检测单元和休眠电流检测单元；

当所述休眠时间检测单元和休眠电流检测单元检测到锂离子电池在所设定的休眠时间内充放电电流持续小于设定的休眠电流时，锂离子电池进入休眠模式。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明提供了一种电动叉车用锂离子电池系统，能在上位机或disp显示屏上观看锂离子电池的运行状态，通过上位机上对锂离子电池相应的保护参数进行配置，休眠模块能保障锂离子电池的安全，同时减少能源的浪费，在锂离子电池温度过高或温度过低时，可进行风机制冷和加热管理，使电池在低温状态下能进行自动加热回温，或在高温时能进行风机制冷，确保锂离子电池工作在正常的温度状态，确保电池在各种恶劣环境下都能准确、安全的提供电能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的电动叉车用锂离子电池系统的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明的电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例的结构示意图。

图3是本发明的电动叉车用锂离子电池系统的又一个实施例的结构示意图。

图中：1锂离子电池模组、101锂离子电池、102充电继电器、103放电继电器、104霍尔电流传感器、105加热管理模块、106风机制冷模块、107disp显示屏、108扬声器模块、109485通讯模块、110can通讯模块、111休眠模块、2电池固定结构模组、3bms系统、301主控模块、302按键控制模块、303充放电继电器控制模块、304充放电电流检测控制模块、305风机制冷控制模块、306加热管理控制模块、307扬声器告警控制模块、308disp显示屏控制模块、309上位机通讯控制模块、310休眠管理控制模块、4开关按键组、41bms上电开关、42充电确认开关、43低温加热开关、5插头单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本发明提供的一种电动叉车用锂离子电池系统进行更详细地说明。

图1是本发明的电动叉车用锂离子电池系统的一个实施例的结构示意图，如图1所示，该实施例的电动叉车用锂离子电池系统包括：

锂离子电池模组1，所述锂离子电池模组1为所述电动叉车提供电源；

电池固定结构模组2，所述电池固定结构模组2用于将锂离子电池模组1固定在电动叉车上，或将锂离子电池模组1固定在一起；

bms系统3，所述bms系统3与所述锂离子电池模组1连接，用于检测、控制锂离子电池模组1的工作参数和性能，并对锂离子电池模组1进行有效的管理。

所述锂离子电池模组1与所述bms系统3通过开关按键组4和插头单元5连接；

所述开关按键组4设置多种开关，所述锂离子电池模组1通过开关按键组4向bms系统3供电；

所述插头单元5提供锂离子电池模组1向bms系统3充电的接口，所述插头单元5为安德森插头或rema插头，所述安德森插头包括充电安德森插头、放电安德森插头。

图2是本发明的电动叉车用锂离子电池系统的另一个实施例的结构示意图，如图2所示，所述锂离子电池模组1包括：锂离子电池101，和充电继电器102、放电继电器103、霍尔电流传感器104、加热管理模块105、风机制冷模块106、disp显示屏107、扬声器模块108、485通讯模块109、can通讯模块110、休眠模块111；

所述锂离子电池101与所述充电继电器102、放电继电器103、霍尔电流传感器104连接，用于控制锂离子电池101的充电或放电参数；

所述加热管理模块105、风机制冷模块106、disp显示屏107、扬声器模块108设置在锂离子电池101的外部并与所述锂离子电池101连接，并与所述bms系统3连接，用于接收bms系统3的控制信号，并在bms系统3的指令下工作；

所述485通讯模块109、can通讯模块110用于与所述bms系统3通讯；

所述休眠模块111与所述锂离子电池101连接，用于接收bms系统3的控制指令，并控制锂离子电池101的休眠。

所述开关按键组4包括：bms上电开关41、充电确认开关42、低温加热开关43；

所述bms上电开关41用于控制bms系统3电源的通断，所述充电确认开关42用于向bms系统3传递充电确认信号，所述低温加热开关43用于向bms系统3传递电池需要加热信号。

当所述bms上电开关41处于“on”状态下时，bms系统3从锂离子电池101总压取电，检测到锂离子电池101状态正常后闭合放电继电器，此时锂离子电池101通过放电安德森插头放电；当锂离子电池101需要充电时，按下充电确认开关42按键，bms系统3检测到充电确认信号后断开放电继电器103，闭合充电继电器102，此时锂离子电池101便可通过充电安德森插头从充电电源补充能量；当锂离子电池101因低温条件无法工作时，可手动闭合加热管理模块105开关，bms系统3检测到电池温度过低的信号之后会通过加热管理模块105给锂离子电池101加热回温。当检测到电池温度达到设定的温度以上时，bms系统3将会自动停止加热管理模块105的工作。

图3是本发明的电动叉车用锂离子电池系统的又一个实施例的结构示意图，如图3所示，所述bms系统3包括主控模块301；

与主控模块301电连接的按键控制模块302、充放电继电器控制模块303、充放电电流检测控制模块304、风机制冷控制模块305、加热管理控制模块306、扬声器告警控制模块307、disp显示屏控制模块308、上位机通讯控制模块309、休眠管理控制模块310；

所述按键控制模块302与开关按键组4进行电连接，用于控制开关按键组4的开关的开启或关闭；

所述充放电继电器控制模块303与充电继电器102、放电继电器103电连接，用于控制所述充电继电器102、放电继电器103的工作；

所述充放电电流检测控制模块304与所述霍尔电流传感器104电连接，用于控制所述霍尔电流传感器104的工作；

所述风机制冷控制模块305与风机制冷模块106电连接，用于控制风机制冷模块106的工作；

所述加热管理控制模块306与加热管理模块105电连接，用于控制加热装置的加热管理模块105，实现对加热装置工作参数和工作状态的控制；

所述扬声器控制模块307与扬声器模块108电连接，用于控制扬声器模块108的工作；

所述disp显示屏控制模块308与can通讯模块110电连接，disp显示屏控制模块308通过can通讯模块110将控制disp显示屏107的显示参数；

所述上位机通讯控制模块309与所述485通讯模块109电连接，用于实现锂离子电池模组1与bms系统3的数据传输；

所述休眠管理控制模块310用于控制休眠模块111的工作。

所述充放电继电器控制模块303包括充放电信号检测模块，用于检测充放电继电器的工作参数，并判断充电继电器处于的充电或者放电的状态，当bms系统3检测到锂离子电池101需要充电或放电时，会给相应的充电或放电模块提供12v的电源供充电继电器102或放电继电器103工作，充电继电器102或放电继电器103的持续功耗不得超过6w。

充放电电流检测控制模块304的功能主要靠霍尔电流传感器104来实现，将主电流线穿过霍尔电流传感器104，便可测得主回路上的充、放电电流大小。

所述风机制冷控制模块305包括：高温检测单元、高温发音单元和风机制冷单元；

所述高温检测单元用于检测锂离子电池模组1中锂离子电池101的工作温度，当高温检测单元检测当前的工作温度高于设定温度阈值时，所述高温发音单元进行响声告警，所述风机制冷单元启动，当锂离子电池101的工作温度恢复正常值时，高温发音单元停止报警，风机制冷单元停止工作，锂离子电池101正常工作。

所述加热管理控制模块包括：低温检测单元、加热单元和低温加热开关；

所述低温检测单元用于检测锂离子电池模组中锂离子电池是否需要开启低温加热开关，当打开低温加热开关后，所述加热电源开始工作，对锂离子电池进行加热。

所述休眠管理控制模块包括：休眠时间检测单元和休眠电流检测单元；

当所述休眠时间检测单元和休眠电流检测单元检测到锂离子电池在所设定的休眠时间内充放电电流持续小于设定的休眠电流时，锂离子电池进入休眠模式。

disp显示屏控制模块308和上位机通讯控制模块309都属于通讯模块，disp显示屏107通过can通讯模块110实现与bms系统3的通讯，disp显示屏107可显示单体锂离子电池101的电压、锂离子电池101的总压、锂离子电池101的soc状态、锂离子电池101的充放电大小等信息，上位机通讯控制模块309通过485通讯模块109实现上位机与bms系统3之间的通讯，上位机界面除了能显示以上锂离子电池101的基本信息外，还能对锂离子电池101的相关保护参数进行配置，本实例可通过上位机对锂离子电池101的单体过压、单体欠压、总压过压、总压欠压、充电过流、放电过流、充电低温、充电过温、放电低温和放电过温等参数进行配置。

以上对本发明所提供的一种电动叉车用锂离子电池系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。