一种车载电池充电控制系统

技术领域

本发明涉及车载充电技术领域，具体是一种车载电池充电控制系统。

背景技术

轻量化锂电池托盘车由于体积小巧、操作简单被广泛使用。业内普遍采用锂电池与充电机盲充的低成本设计方案。但由于这种方案中充电机的充电曲线为固定曲线，并不能对匹配的锂电池充电曲线进行量身定制，使得锂电池经常出现充不满、过充、电池在充电过程中过热及低温充电等多种情况，大大降低了电池的使用寿命。另外，系统通过外置电路需外置继电器切断控制器的禁行专用控制口电源，以保证充电时车辆不能行走，但在继电器触点粘连状态下，此端口功能失效，使车辆有充电时可以行走的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载电池充电控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车载电池充电控制系统，包括电池组、控制器、车载充电器，所述电池组、控制器、车载充电器之间通过总线信号连通；

所述控制器的功率单元正极与所述电池组的放电正极连通，所述车载充电器内置有第一继电器，所述电池组的放电正极通过第一继电器与控制器的控制电路电源连通，所述电池组与所述控制器之间设有第二断电开关，所述电池组上连接有第一断电开关；

所述电池组包括电芯模块以及与所述电芯模块连通的电源管理模块。

作为本发明进一步的方案：所述车载充电器并联在所述电池组的两端。

作为本发明进一步的方案：所述控制器的功率单元正极与所述电池组的放电正极之间设有保险丝，所述第二断电开关与所述电池组之间设有保险丝。

作为本发明进一步的方案：所述总线为CAN总线，所述总线上还连接有仪表、手柄。

作为本发明进一步的方案：所述第二断电开关与所述手柄的控制电路电源连通，所述第二断电开关通过二极管与所述手柄的控制电路电源连通。

作为本发明进一步的方案：所述电池组的放电正极通过第一继电器与所述仪表的控制电路电源连通，所述电池组与所述仪表之间设有保险丝。

作为本发明进一步的方案：所述电芯模块内设有第一温度传感器、第二温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器与所述电源管理模块上的温度控制端口连通。

作为本发明进一步的方案：所述电芯模块内设有电流传感器，所述电流传感器与所述电源管理模块的电源控制端口连通。

作为本发明进一步的方案：所述电源管理模块通过第二继电器连接有电源插件，所述电源插件与所述电源管理模块通过总线连接，所述电源插件的控制电路电源与所述电源管理模块的控制电源电源连通。

作为本发明进一步的方案：所述电源管理模块的控制电路电源与所述第一断电开关连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本申请通过设置紧急断电开关控制车辆充电时车辆禁行的功能，双重保证车辆的安全，另外，本申请基于CAN通讯的充放电同口的锂电池组方案，在目前普遍使用的保护板上增加电源管理模块；

2、本申请通过电源管理模块对电池充电电流、电压、温度的采集，通过充电策略经由充电机输出充电电压及电流，使电池真正做到了按需充电，有效地避免了锂电池在盲充状态下容易出现的充不满、过充、电池在充电过程中过热及低温充电等多种情况；

3、本申请通过电源管理模块对放电电流的监测，对电池实施休眠功能，以防止锂电池组长期小电流放电对引起的电池损害，有效的延长了电池的使用寿命；

4、本申请充电末期通过电源管理系统对电池中电芯模块的性能参数进行评估后对各电芯模块进行涓流均衡充电，电源管理模块的应用，有效地避免了电池电芯由于的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡的现象，达到均衡电池组中各个电池特性的效果，有效地延长电池寿命。

附图说明

图1为本实施例电路图；

图2为本实施例锂电池结构示意图；

图3为本实施例锂电池电量示意图。

图中：1-电池组、11-电芯模块、12-电源管理模块、13-第二继电器、14-电源插件、15-第一温度传感器、16-第二温度传感器、17-电流传感器、2-控制器、3-仪表、4-车载充电器、41-第一继电器、5-手柄、61-第一断电开关、62-第二断电开关、7-二极管。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明实施例中，一种车载电池充电控制系统，包括电池组1、控制器2、仪表3、车载充电器4、手柄5，电池组1、控制器2、仪表3、车载充电器4、手柄5之间通过CAN总线信号连通，车载充电器4并联在电池组1的两端；

控制器2的功率单元正极与电池组1的放电正极之间设有保险丝，第二断电开关62与电池组1之间设有保险丝，第二断电开关62与手柄5的控制电路电源连通，第二断电开关62通过二极管7与手柄3的控制电路电源连通，车载充电器4内置有第一继电器41，电池组1的放电正极通过第一继电器41与控制器2的控制电路电源连通，电池组1与控制器2之间设有第二断电开关62，电池组1上连接有第一断电开关61，电池组1的放电正极通过第一继电器41与仪表3的控制电路电源连通，电池组1与仪表3之间设有保险丝。

电池组1包括电芯模块11以及与电芯模块11连通的电源管理模块12，电芯模块11内设有第一温度传感器15、第二温度传感器16，第一温度传感器15、第二温度传感器16与电源管理模块12上的温度控制端口连通，电芯模块11内设有电流传感器17，电流传感器17与电源管理模块12的电源控制端口连通，电源管理模块12通过第二继电器13连接有电源插件14，电源插件14与电源管理模块12通过总线连接，电源插件14的控制电路电源与电源管理模块12的控制电源电源连通，电源管理模块12的控制电路电源与第一断电开关61连通。

实施例1

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种车载电池充电控制系统，包括电池组1、控制器2、仪表3、车载充电器4、手柄5，车载充电器4并接在电池组1的两端。

控制器2的功率单元正极2B+通过保险丝F3与电池组1的放电端正极1B+连接,电池组1的放电端正极1B+经由车载充电器4第一继电器41的常闭触点、保险丝F1及第二断电开关62输入到控制器2的控制电路电源KS1，第二断电开关62通过二极管7输入到仪表3的电源KS2，仪表3的电源KS2通过保险丝F2和车载充电器4内置第一继电器41的常开触点与电池组1的相连。

电池组1的CAN通讯口(CANH1、CANL1)与控制器2的CAN通讯口(CANH2、CANL2)、仪表3的CAN通讯口(CANH3、CANL3)、车载充电器4的CAN通讯口(CANH4、CANL4)及手柄5的CAN通讯口(CANH5、CANL5)电连，紧急断电开关包含第一断电开关61和第二断电开关62，当紧急断电开关动作时，第一断电开关61和第二断电开关62会有相对独立的电压信号，并且两路断电开关独立工作。

电池组1采用充放电同口方案，包括电芯模块11、电源管理模块12、第二继电器13及电源插件14，电芯模块11的电压传感器电连至电源管理模块12中B1-B8端口，电芯模块11的第一温度传感器15、第二温度传感器16电连至电源管理模块12中T1+、T1、T2+、T2端口，电池组1设置电流传感器17用于充放电电流的检测。

电源管理模块12中KS+、KS端口连接当紧急断电开关的第一断电开关61，当第一断电开关61闭合时，KS+接通KS，第二继电器13的触点闭合，电池组1内电源管理模块12上电。

未连接车载充电器4的市电源时，拉起紧急断电开关，紧急断电开关的第一断电开关61和第二断电开关62同时接通，电池组1中电源管理模块12的KS+接通KS，电池组1内电源管理模块12上电，电池组1自检，车辆车载充电器4的第一继电器41的常闭触点保持闭合。

电源管理模块12完成自检后，电池组1输出功率电源1B+，同时，电池组1输出功率电源1B+经由车载充电器4的第一继电器41的常闭触点、保验丝F1及紧急断电开关的第二断电开关62输入到控制器2的控制电源KS1端和手柄5的控制电源KS3，另一路通过紧急断电开关的第二断电开关62及二极管7输入到仪表3的控制电源KS2端，此时电池组1、控制器2、仪表3、手柄5完成自检，并建立CAN通讯。

电池组1的电源管理模块12采集电池组1电芯模块11的电压、温度及输出电流，通过CAN通讯将电池组1的各种状态信息传递在CAN网络中，控制器2的电源管理模块12读取相应的报文。

当驾驶在操作状态时，即拉动智能手柄5使车辆使于工作位置时，手柄5输出车辆起升、下降、前进、后退、紧急反向等各种命令信号通过CAN通讯传输到控制器2，控制车辆运行。在车辆运行时，控制器2对电池组1实施低压、过压、低温、高温、过流等保护，仪表3通过CAN通讯将车辆制动或运行的状态显示在显示屏上。车辆运行的小时计通过CAN通讯由控制器2传送给仪表3，由仪表3显示。当CAN通讯网格中的电池组1、控制器2、仪表3、手柄5发生故障时，相关的故障代码通过CAN报文显示在仪表3上。当车辆处于长时待机状态，电池组1在检测电池持续小电流放电的情况下，关断输出电压，电池组1进入休眠状态。

车辆处于充电状态时，车载充电器4的内置第一继电器41的线包产生压差，其常开触点闭合。电池组1的功率输出电源B+通过车载充电器4的内置第一继电器41的常开触点(此时闭合)及第二保险丝F2输送至手柄5的控制电源KS2，仪表3得电，电池组1的实时充电电量及电池组1及车载充电器4的故障代码显示在仪表3上。第一继电器41的常闭触点开路。控制器2的控制电源KS1失电，车辆不能运行。为防止第一继电器41的常闭触点常粘连而不能断开控制器2的控制电源KS2，在车辆车载充电器4上电后与电池组1建立CAN通讯后，电池组1发送CAN报文至控制器2及手柄5，控制器2接收到充电报文后，断开给电机的功率输出；手柄5接收到充电报文后锁止各种动作信号，车辆不能运行。

车辆车载充电器4的充电电流和电压通过电池组1中的电源管理模块12及第一温度传感器15、第二温度传感器16、电流传感器17、电压传感器采集的锂电池组的电压、电流、温度实时调整。

充电末期，电源管理模块12对电池中电芯模块11的性能参数进行评估后，将相关信息通过CAN通讯传递给车载充电器4，车载充电器4对电芯模块11进行涓流均衡充电，有效地避免了电池电芯由于的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡的现象，达到均衡电池组中各个电池特性的效果，有效地延长电池寿命。

当控制器2的CAN通讯反馈中断时，手柄5上报通讯故障，同时手柄5锁止各种动作信号，确保车辆不能运行。当CAN通讯网格中的电池组1、控制器2、仪表3、车辆车载充电器4、手柄5发生故障时，相关的故障代码通过CAN报文显示在仪表3上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。