一种工业车辆锂电池总成充电管理系统的制作方法

1.本发明涉及电池充电管理领域，特别是涉及一种工业车辆锂电池总成充电管理系统。


背景技术：

2.由于锂电池自身的特性，在低温时为锂电池充电可能会导致锂电池的电芯表面析锂，引起爆炸等安全事故，所以通常情况下车辆的锂电池总成都配备加热装置，通过车辆制动或减速时由再生制动产生的电能为加热装置供电,以使加热装置进行加热，从而使锂电池总成的温度升高，以便能够安全地为锂电池总成充电。但是车辆在运行过程中的再生制动发电能量会随着车辆的负载和车速的变化而变化，这样输入至加热装置的电流就会出现很大起伏，当电流达到峰值时可能会烧坏加热装置，导致加热装置的损坏。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种工业车辆锂电池总成充电管理系统，并不是使处于发电模式的电机控制器直接输出电流，使加热装置进行加热，而是对电机控制器的输出电路进行调整，以使输入至加热装置的电流小于预设电流，保证了加热装置的正常工作，也使电机控制器将机械能转换为电能为锂电池总成充电，提高了能量利用率。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种工业车辆锂电池总成充电管理系统，包括：
5.处理器，用于在锂电池总成的温度不大于最小充电温度，且电机控制器处于发电模式时控制所述电机控制器以小于预设电流的电流为加热装置供电，并在所述锂电池总成的温度上升至大于预设温度，且所述电机控制器处于所述发电模式时控制电机控制器为所述锂电池总成充电；
6.与所述电机、所述处理器和所述锂电池总成连接的所述电机控制器，用于在所述电机减速或制动时工作于所述发电模式，以将所述电机的机械能转换为电能；
7.与所述处理器连接的温度检测装置，用于检测所述锂电池总成的温度；
8.与所述电机控制器连接的所述加热装置，用于在有电流输入时升温，以提高所述锂电池总成的温度。
9.优选地，还包括：
10.第一端与所述电机控制器的输出正端连接，第二端与所述锂电池总成的输入正端连接，控制端与所述处理器连接的第一可控开关，用于在闭合时使所述电机控制器为所述锂电池总成充电；
11.所述锂电池总成的输入负端与所述电机控制器的输出负端连接；
12.第一端与所述电机控制器的输出正端及所述第一可控开关的第一端连接，第二端与所述加热装置的第一端连接，控制端与所述处理器连接的第二可控开关，用于在闭合时使所述电机控制器为所述加热装置供电；
13.所述加热装置的第二端与所述电机控制器的输出负端连接；
14.所述处理器具体用于在所述锂电池总成的温度不大于所述最小充电温度，且所述电机控制器处于发电模式时控制所述第二可控开关闭合，并控制所述第一可控开关断开；在所述锂电池总成的温度上升至大于所述预设温度，且所述电机控制器处于所述发电模式时控制所述第一可控开关闭合，并控制所述第二可控开关断开。
15.优选地，还包括：
16.第一端与所述电机控制器的输出正端连接，第二端与所述加热装置的第一端连接，控制端与所述处理器连接的第三可控开关，用于在闭合时使所述电机控制器为所述加热装置供电；
17.第一端与所述电机控制器的输出正端连接，第二端与分流电阻的第一端连接，控制端与所述处理器连接的第四可控开关，用于在闭合时使所述电机控制器为所述分流电阻供电；
18.第二端与所述电机控制器的输出负端连接的所述分流电阻，用于和所述加热装置分流，以减小输入至所述加热装置的电流；
19.所述处理器还用于在检测到所述电机控制器的输出电流大于所述预设电流时控制所述电机控制器的输出电流减小，并在所述电机控制器的输出电流不大于预设分流电流时控制所述第四可控开关闭合，当所述电机控制器输出的电流小于所述预设电流时控制所述第三可控开关闭合。
20.优选地，所述加热装置包括：
21.第一端与所述第三可控开关的第二端连接的保险片，用于在流经自身的电流大于最大加热电流时熔断；所述加热电流大于所述预设电流；
22.第一端与所述保险片的第二端连接，第二端与所述电机控制器的输出负端连接的加热膜，用于在有电流输入时升温，以提高所述锂电池总成的温度。
23.优选地，所述处理器还用于在检测到所述锂电池总成的温度大于所述最小充电温度，且所述电机控制器处于发电模式时控制所述电机控制器为所述锂电池总成充电。
24.优选地，所述温度检测装置为热敏电阻。
25.优选地，所述处理器为电池管理系统bms。
26.优选地，所述处理器还用于在所述锂电池总成的温度大于所述预设温度时控制所述电机控制器与所述加热装置之间的电路断开，以使所述加热装置停止加热。
27.优选地，所述锂电池总成与所述加热装置连接；
28.所述处理器还用于在所述锂电池总成的温度不大于最小充电温度，且所述电机控制器未处于所述发电模式时控制所述锂电池总成输出电流至所述加热装置。
29.为解决上述技术问题，本发明提供了一种供电系统，包括如上述所述的工业车辆锂电池总成充电管理系统，还包括锂电池总成。
30.本技术提供了一种工业车辆锂电池总成充电管理系统，包括处理器、电机控制器、温度检测装置及加热装置。其中，处理器基于根据温度检测装置的检测数据在锂电池总成的温度不大于最小充电温度时使处于发电模式的电机控制器为加热装置供电，并通过调节电机控制器的输出电流，以避免加热装置损坏，当锂电池总成的温度上升至大于预设温度时，使处于发电模式的电机控制器为锂电池总成充电。可见，本技术中并不是使处于发电模
式的电机控制器直接输出电流，使加热装置进行加热，而是对电机控制器的输出电路进行调整，以使输入至加热装置的电流小于预设电流，保证了加热装置的正常工作，也使电机控制器将机械能转换为电能为锂电池总成充电，提高了能量利用率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
32.图1为本发明提供的一种工业车辆锂电池总成充电管理系统的结构示意图；
33.图2为本发明提供的一种工业车辆锂电池总成充电管理系统的具体的结构示意图。
具体实施方式
34.本发明的核心是提供一种工业车辆锂电池总成充电管理系统，并不是使处于发电模式的电机控制器直接输出电流，使加热装置进行加热，而是对电机控制器的输出电路进行调整，以使输入至加热装置的电流小于预设电流，保证了加热装置的正常工作，也使电机控制器将机械能转换为电能为锂电池总成充电，提高了能量利用率。
35.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。
36.请参照图1，图1为本发明提供的一种工业车辆锂电池总成充电管理系统的结构示意图，该系统包括：
37.处理器1，用于在锂电池总成的温度不大于最小充电温度，且电机控制器2处于发电模式时控制电机控制器2以小于预设电流的电流为温度检测装置3供电，并在锂电池总成的温度上升至大于预设温度，且电机控制器2处于发电模式时控制电机控制器2为锂电池总成充电；
38.分别与电机、处理器1和锂电池总成连接的电机控制器2，用于在电机减速或制动时工作于发电模式，以将电机的机械能转换为电能；
39.与处理器1连接的温度检测装置3，用于检测锂电池总成的温度；
40.与电机控制器2连接的温度检测装置3，用于在有电流输入时升温，以提高锂电池总成的温度。
41.申请人考虑到当电机减速或制动时，电机控制器2能够将电机的机械能转换为电能输出，为了充分利用电机控制器2输出的电能，本技术中将电机控制器2和温度检测装置3连接，在锂电池总成的温度不大于最小充电温度时使处理发电模式的电机控制器2输出电能至温度检测装置3，温度检测装置3升温，从而使锂电池总成的温度升高，以便正常为锂电池总成充电，避免锂电池总成低温时充电而导致爆炸等事故。
42.但是，由于电机驱动的车辆的重量和车速不同，电机控制器2输出的电流的大小也
不同，当输入至温度检测装置3的电流较大时，会导致温度检测装置3故障，而无法正常为锂电池总成加热，也无法为锂电池总成正常充电。
43.为了解决上述技术问题，本技术中设置了处理器1，处理器1能够对电机控制器2输出的电流的大小进行控制，通过控制电机控制器2输出的电流小于预设电流，不仅保证了为温度检测装置3的供电，还保证了温度检测装置3的正常工作，使温度检测装置3能够正常为锂电池总成加热。
44.此外，当锂电池总成的温度上升至大于预设温度的温度值后，可以正常为锂电池总成充电，此时可将电机控制器2和锂电池总成连接，电机控制器2输出的电能可以为锂电池总成充电，不仅实现了为锂电池总成的充电，还充分利用了再生制动时产生的电能，节约了能源。
45.需要说明的是，本实施例中的最小充电温度可以但不限定为0℃，预设温度可以但不限定为5℃，但是预设温度需大于最小充电温度。
46.此外，本实施例中的电机控制器2和处理器1之间可以但不限定通过can(controller area network,控制器局域网络)总线连接。
47.综上，本技术中并不是使处于发电模式的电机控制器2直接输出电流，使温度检测装置3进行加热，而是对电机控制器2的输出电路进行调整，以使输入至温度检测装置3的电流小于预设电流，保证了温度检测装置3的正常工作，也使电机控制器2将机械能转换为的电能为锂电池总成充电，提高了能量利用率。
48.在上述实施例的基础上：
49.请参照图2，图2为本发明提供的一种工业车辆锂电池总成充电管理系统的具体的结构示意图。
50.作为一种优选的实施例，还包括：
51.第一端与电机控制器2的输出正端连接，第二端与锂电池总成的输入正端连接，控制端与处理器1连接的第一可控开关k1，用于在闭合时使电机控制器2为锂电池总成充电；
52.锂电池总成的输入负端与电机控制器2的输出负端连接；
53.第一端与电机控制器2的输出正端及第一可控开关k1的第一端连接，第二端与温度检测装置3的第一端连接，控制端与处理器1连接的第二可控开关k2，用于在闭合时使电机控制器2为温度检测装置3供电；
54.温度检测装置3的第二端与电机控制器2的输出负端连接；
55.处理器1具体用于在锂电池总成的温度不大于最小充电温度，且电机控制器2处于发电模式时控制第二可控开关k2闭合，并控制第一可控开关k1断开；在锂电池总成的温度上升至大于预设温度，且电机控制器2处于发电模式时控制第一可控开关k1闭合，并控制第二可控开关k2断开。
56.本实施例中在控制电机控制器2为锂电池总成供电，以及控制电机控制器2为温度检测装置3供电时，在电机控制器2和锂电池总成之间设置了第一可控开关k1，在电机控制器2和温度检测装置3之间设置了第二可控开关k2，在锂电池总成的温度不大于最小充电温度，且电机控制器2处于发电模式时，通过控制第二可控开关k2闭合，第一可控开关k1断开，能够实现控制电机控制器2为温度检测装置3供电，但不为锂电池总成充电；而当锂电池总成的温度大于预设温度后，温度检测装置3无需再为锂电池总成加热，也即无需再为温度检
测装置3供电，此时，控制第一可控开关k1闭合可使电机控制器2为锂电池总成充电，控制第二可控开关k2断开可使温度检测装置3停止加热。
57.可见，本实施例中的控制方式更加简便，且能够更充分地利用电能，使再生制动时产生的电能均为锂电池总成充电。
58.作为一种优选的实施例，还包括：
59.第一端与电机控制器2的输出正端连接，第二端与温度检测装置3的第一端连接，控制端与处理器1连接的第三可控开关k3，用于在闭合时使电机控制器2为温度检测装置3供电；
60.第一端与电机控制器2的输出正端连接，第二端与分流电阻r1的第一端连接，控制端与处理器1连接的第四可控开关k4，用于在闭合时使电机控制器2为分流电阻r1供电；
61.第二端与电机控制器2的输出负端连接的分流电阻r1，用于和温度检测装置3分流，以减小输入至温度检测装置3的电流；
62.处理器1还用于在检测到电机控制器2的输出电流大于预设电流时控制电机控制器2的输出电流减小，并在电机控制器2的输出电流不大于预设分流电流时控制第四可控开关k4闭合，当电机控制器2输出的电流小于预设电流时控制第三可控开关k3闭合。
63.本实施例中，申请人考虑到在控制电机控制器2输出的电流的大小时，可能存在无法准确地控制其电流立即稳定在一个值，本技术中在温度检测装置3两端设置了分流电阻r1，处理器1可先使电机控制器2输出的电流值减小至预设分流电流，随后将第四可控开关k4闭合，可使分流电阻r1与温度检测装置3分流，以使加至温度检测装置3的电流小于预设电流，保证温度检测装置3的正常工作，也保证温度检测装置3的电流的稳定下降。
64.其中，可通过设定分流电阻r1的阻值，以实现和温度检测装置3分流后，温度检测装置3的电流小于预设电流。
65.需要说明的是，图2中的第三可控开关k3的第一端与第二可控开关k2的第二端连接，当第二可控开关k2断开时，即便第三可控开关k3闭合，加热装置4也无法得电，进一步保证了加热装置4的安全。
66.作为一种优选的实施例，温度检测装置3包括：
67.第一端与第三可控开关k3的第二端连接的保险片fuse，用于在流经自身的电流大于最大加热电流时熔断；加热电流大于预设电流；
68.第一端与保险片fuse的第二端连接，第二端与电机控制器2的输出负端连接的加热膜ptc，用于在有电流输入时升温，以提高锂电池总成的温度。
69.为了避免电流过大时导致温度检测装置3损坏，本技术中设置了保险片fuse，当输入至温度检测装置3的电流大于最大加热电流时保险片fuse会熔断，温度检测装置3和电机控制器2之间的电路被断开，温度检测装置3无法工作，避免了温度检测装置3的故障。
70.作为一种优选的实施例，处理器1还用于在检测到锂电池总成的温度大于最小充电温度，且电机控制器2处于发电模式时控制电机控制器2为锂电池总成充电。
71.本实施例中，当锂电池总成的温度大于最小充电温度时，无需为锂电池总成升温，即可直接使电机控制器2将再生制动时生成的电能向锂电池总成充电，提高了对电能的充分利用。
72.作为一种优选的实施例，温度检测装置3为热敏电阻r2。
73.温度检测装置3可以但不限定为热敏电阻r2，处理器1基于热敏电阻r2的阻值的变化确定锂电池总成的温度的变化，但是，本技术对温度检测装置3的具体实现方式不作限定。
74.作为一种优选的实施例，处理器1为bms(battery management system，电池管理系统)。
75.本实施例中的处理器1可复用锂电池总成的bms，不仅能够实现对锂电池总成的状态的检测，对电机控制器2的输出电流的控制，还能够节省成本。
76.当然，本技术并不限定处理器1一定复用bms，还可以为另外设置的控制电路或单片机。
77.作为一种优选的实施例，处理器1还用于在锂电池总成的温度大于预设温度时控制电机控制器2与温度检测装置3之间的电路断开，以使温度检测装置3停止加热。
78.本实施例中在锂电池总成的温度上升至大于预设温度后，可停止为温度检测装置3供电，而将电能全部为锂电池总成充电，提高了电能的利用率。
79.此外，当电机控制器2告知处理器1发电模式即将结束时，处理器1可控制电机控制器2与温度检测装置3之间的电路断开，而将电机控制器2和锂电池总成之间的电路导通，以便锂电池总成能够及时为电机控制器2供电。
80.作为一种优选的实施例，锂电池总成与温度检测装置3连接；
81.处理器1还用于在锂电池总成的温度不大于最小充电温度，且电机控制器2未处于发电模式时控制锂电池总成输出电流至温度检测装置3。
82.申请人考虑到当电机控制器2未处理发电模式时，无法为温度检测装置3供电，本实施例中通过锂电池总成为温度检测装置3供电，实现锂电池总成的自加热，待锂电池总成的温度上升至大于预设温度后可为锂电池总成充电。
83.本发明中的一种供电系统包括如上述的工业车辆锂电池总成充电管理系统，还包括锂电池总成。
84.对于本发明提供的一种供电系统的介绍请参照上述工业车辆锂电池总成充电管理系统实施例，本发明在此不再赘述。
85.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
86.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。