[发明专利]一种适用于电动叉车的电源管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理系统领域，具体地说是一种适用于电动叉车的电源管理系统及方法。

背景技术

目前市场上较为成熟的电动叉车通常采用铅酸蓄电池为其提供动力，由于铅酸电池比能量低，不环保，其在叉车领域应用越来越受到限制。锂蓄电池组作为新兴的二次电池，以其电压平台高、比能量大、寿命长，无污染等成为越来越多工业行业的新选择。

目前叉车领域所用锂离子蓄电池一般采用基于电阻分流的被动均衡方式，造成一定的能量损耗，将一部分电能转化为电阻的热能，造成一定的能源浪费。

本发明的锂电池组系统成功应用于平衡重式电动叉车，将为开发环保、节约型电动叉车提供解决途径。

本发明是基于磷酸铁锂电池的管理系统，设计了一套完整的电源管理系统。锂电池组系统为电动叉车提供能源动力，为保障锂电池组的安全稳定运行，需要锂电池组系统能够采集单体电池电压、电池组总电压、电流和温度信息，估算电池组荷电状态(SOC)，实现对电池组的监控；对电池组的充放电管理，以及均衡充电管理、故障诊断和安全保护；实时显示电池组的数据信息、状态信息和故障信息。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种性能稳定、结构合理、成本低、可靠性高的适用于电动叉车的大容量低电压等级的电源管理系统及方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种适用于电动叉车的电源管理系统，均衡充电控制模块一端通过均衡充电线缆连接锂电池组，另一端连接主控模块，对锂电池组进行均衡充电管理；

主控模块通过接触器连接负载，对负载进行充放电控制；

主控模块直接连接锂电池组，测量锂电池组的实时电流、电压和温度值。

所述主控模块包括单片机、采集电路、I/O驱动电路、数据存储电路、电源模块电路、485总线通信电路和CAN总线通信电路；

所述数据存储电路连接单片机，与单片机进行双向通信；

所述485总线通信电路连接单片机，与单片机双向通信，另一端通过转换器连接计算机；

所述CAN总线通信电路连接单片机，与单片机双向通信，另一端连接均衡充电控制模块；

所述采集电路一端通过检测线连接单片机，另一端连接锂电池组；

所述I/O驱动电路连接单片机，控制单片机的输入和输出；

所述电源模块电路连接单片机，给单片机供电。

所述采集电路包括电压采集电路、温度采集电路和电流采集电路。

所述电流采集电路中，外部分流器两端分别相反的连接两个运算放大器的正极和负极，运算放大器输出端连接单片机AD转换端口。

所述均衡充电控制模块中，控制器的输出端连接MOS管的G极，MOS管的S极接地，D极连接双触点继电器的控制端和二极管正极，二极管负极和双触点继电器的控制端连接电源正极，双触点继电器的一个触点两端连接电池正极和电源正极，另一触点连接电源负极和同一节电池负极。

所述I/O驱动电路包括I/O输入驱动电路和I/O输出驱动电路。

还包括液晶显示模块连接主控模块，对系统信息进行显示。

还包括供电模块连接所述主控模块、接触器和液晶显示模块，为系统供电。

一种适用于电动叉车的电源管理方法，步骤1：各项设备初始化；

步骤2：采集电路采集电压值、电流值和温度值；

步骤3：判断如果电流为0，判定电池处于空闲状态，并进入步骤5，否则进入步骤4；

步骤4：判断如果电流为正，进入步骤6，否则进入步骤5；

步骤5：根据采集数据判断，如果需要开启保护，则改变I/O输出，关断接触器，进入步骤10，否则直接进入步骤10；

步骤6：判断如果收到充电机发送的数据，进入步骤7，否则判定充电机故障，关断接触器，并进入步骤10；

步骤7：根据采集数据设置充电电压和电流，并发送给充电机；

步骤8：根据采集数据判断，如果启动均衡充电，进入步骤9，否则进入步骤10；

步骤9：与均衡板通讯开启均衡充电；

步骤10：发送当前状态数据给液晶显示模块，并返回步骤2。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明为大容量低电压等级的电源管理系统，具有性能稳定，检测精度高，成本低，可靠性强等特点。

2.本发明具有过流、过充电、过放电、高温、低温保护功能，并对相应的保护有提前预警的功能。