一种用于电动叉车锂电池充电的智能充电机的制作方法

本技术涉及电动叉车的充电，具体是一种用于电动叉车锂电池充电的智能充电机。

背景技术：

1、电动叉车是指以动力电池为能量来进行现场作业的叉车，包括各种四向电动叉车、电动牵引车等电动系列物料搬运设备。越来越多的电池系统是为动力锂电池为源动力，由于锂离子电池重量仅为同容量铅酸电池的1/4，体积仅为同容量铅酸电池的1/3。在同一动力下行驶的里程得到了增加，同时锂电池组装后，无需进行任何特殊维护，锂离子电池组内部具有智能电池管理系统和保护电路，当电池发生低电量、短路、过充电、高温等故障能自动切断主电路，具有无污染、易操作、节能高效等优点。

2、电动叉车动力锂电池放电后，用直流电源对锂电池进行充电，使它恢复工作能力，这个过程称为锂电池充电过程，不同的充电电流及充电电压，不仅对充电的时间有影响，而且对电池的容量和使用寿命有直接的影响。因此，根据不同的电池的类型选择合适的充电方式，以使锂电池保持在一个最佳状态。

3、针对常规锂电池系统进行充电，大多数采用大功率充电机进行充电，具体的表现为充电机内部采用大功率直流变换单元，对锂电池进行大电流充电，现有常规充电设备功能较齐全，充电桩内部配有互联网通讯网络、读卡/刷卡设备、音频设备、多功能显示屏、计费/收费单元，在对外接口上，常规充电器配备有挂枪座，标准的汽车充电桩的接口，充电枪系统配备有电子锁，温度采样，电子锁状态检测等功能，其充电连接按国标充电方式进行通讯并连接，有一套严格的上电流程和通讯方式；在控制系统上有功率控制模块，2-4个充电模块，及充电主控模块，其最大充电电流可达250a，因此，采用传统充电桩方案，其成本相对较高，叉车锂电池功能相对比较简单，最大充电电流只有几十伏，流电电流在100a左右，其特定的应用场景决定了常规主流充电桩无法在叉车锂电池充电系统中进行应用。

4、此外，配有锂电池的叉车，大多数为工厂或企业自用，无需功能复杂的计费，通讯网络，对充电电压和充电电流的要求也比较低，充电枪连接上之后，充电机根据电池管理系统的请求电压和请求电流进行相应的输出即可，因此，采用适合叉车锂电池应用场景，功能简单，性能可靠的低成本锂电池充电机为应用企业的首选充电设备。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种用于电动叉车锂电池充电的智能充电机，能够满足大多数不同电压等级、不同类型的动力锂电池的充电需求，通过can网络联机，能够实现自动、智能化的充电。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种用于电动叉车锂电池充电的智能充电机，包括有三相交流电源、装载于电动叉车上的动力锂电池和充电机，所述充电机的输出端通过连接器与所述动力锂电池的充电端口相连接，其特征在于：所述的充电机包括有直流电源变换器、控制单元和低压直流电源变换器，

4、所述直流电源变换器的交流输入端与所述三相交流电源相连接，直流电源变换器的直流输出端通过所述的连接器与所述动力锂电池的充电端口相连接，用于将交流电转换成直流电并输出，为动力锂电池充电；

5、所述的控制单元通过can网络分别与所述直流电源变换器的通信接口和动力锂电池的电池管理系统的通信接口相连接，用于接收所述电池管理系统的充电电压和充电电流请求信息，并向直流电源变换器发送输出电压和输出电流请求信息，由直流变换器输出相应的电压和电流；

6、所述低压直流电源变换器的交流输入端与所述三相交流电源相连接，低压直流电源变换器的直流输出端一方面与所述控制单元相连接，另一方面通过所述的连接器与所述电池管理系统相连接，用于为控制单元和电池管理系统提供工作电源。

7、进一步的，所述的充电机还包括有输入空气开关、三相交流接触器、控制变压器、bms电源继电器、充电直流接触器和显示单元。

8、进一步的，所述输入空气开关的一端与所述三相交流电源相连接，输入空气开关的另一端连接所述三相交流接触器的常开触点后与所述直流变换器的交流输入端相连接，直流变换器的直流输出端连接所述充电直流接触器的常开触点后，通过与所述的连接器与所述动力锂电池的充电端口相连接，构成充电主回路；所述的输入空气开关、三相交流接触器的常开触点和充电直流接触器的常开触点闭合后，所述直流变换器将380v的三相交流电转换成直流电并输出，为所述的动力锂电池充电。

9、进一步的，所述的直流电源变换器至少有两个，两个所述直流电源变换器的交流输入端和直流输出端分别对应相并联。

10、进一步的，所述控制变压器的交流输入端与所述输入空气开关的另一端相连接，控制变压器的交流输出端与所述低压直流电源变换器的交流输出端相连接，低压直流电源变换器的直流输出端一方面与所述的控制单元相连接，另一方面连接所述bms电源继电器的常开触点后，与所述的电池管理系统相连接；所述的输入空气开关和bms电源继电器的常开触点闭合后，所述控制变压器将380v的三相交流电变换成220v的交流电，所述低压直流电源变换器再将220v的交流电转换成12v的直流电并输出，分别为所述的控制的单元和电池管理系统提供工作电源。

11、进一步的，所述低压直流电源变换器的直流输出端串联有急停按钮。

12、进一步的，所述的三相交流接触器、bms电源继电器和充电直流接触器均由所述控制单元控制其通断。

13、进一步的，所述的显示单元为一个信息显示与控制设置的人机交互装置，通过rs232接口与所述控制单元相连接，用于输入所述充电机当前的运行参数，并在线修改或设置充电机当前的运行参数，以及控制充电机的启停，还用于显示充电机和所述电池管理系统当前的运行参数。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

15、1、由于锂电池可以进行大倍率充放电，因此本实用新型采用了两个或多个直流转换器相并联，以增加充电机的输出功率，直流转换器的交流输入端和直流输出端均并联连接，每个直流变换器单元之间均通过can网络与控制单元进行通信，当直流变换器开始工作之后，各直流变换器之间进行自动均流调节，即根据温度的相应控制，保证并联系统的功率分配方法，对各直流变换器之间进行不同的并联处理，同时根据其自身的温度对实时输出功率进行相应的调节，采用温度控制的方法，各直流变换器的输出功率是由其当前的温度决定的，而不是由电流决定的，从而使各直流变换器的内部温度趋于相等，这样，在最低成本下能够达到最高的可靠性。

16、2、本实用新型的充电机与动力锂电池连接后，锂电池内部的电池管理系统与控制单元之间通过can网络进行信息交互，通过信息交互，获取当前的充电电压及充电电流请求信息，并向直流电源变换器发送输出电压和输出电流请求信息，由直流变换器输出相应的电压和电流，并自动进行均流调节；由控制单元对电池管理系统和直流变换器分别进行独立控制，使二者独立工作，从而降低了充电机的故障率，提升了系统的可靠性。

17、3、本实用新型在充电机通电后，由控制单元对输入和输出回路进行独立控制，在确保系统正常的情况下，才能接通输入和输出回路；同时，在系统上电，低压直流电源变换器工作之后，只要通信正常，无需用户参与，充电机通过can网络自动识别当前动力锂电池的充电电压和充电电流请求信息，并由直流变换器自动输出相应的电压和电流，自动进入充电状态，从而提高了充电机使用的便利性。