一种船用动力锂电池高压充放电控制系统论文和设计-胡殊

全文摘要

本实用新型公开了一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，包括电池组、各高压接触器、熔断器、手动维修开关、预充电阻、霍尔传感器等，各高压接触器均连接到电池管理系统BMS主控模块控制。本实用新型的有益效果：该系统含有预充电回路，能够有效防止高压上、下电流程出现主接触器故障；同时，在系统中设置了加热片供电电源控制电路，且将加热负极通路分支为充电加热和放电加热两个控制支路，不仅能够实现动力电池多模式安全充电，而且电池使用效率更高。

主设计要求

1.一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，其特征在于，包括电池组，所述电池组的正极通过依次连接的手动维持开关连接到主回路正熔断器F1，所述主回路正熔断器F1的输出端分别连接到主回路、加热回路；所述主回路包括预充接触器K6，所述预充接触器K6通过依次连接的电机控制器、放电负接触器K4、霍尔传感器W1连接到电池组的负极，所述预充接触器K6的两端并联有总正接触器K7，所述预充接触器K6的输入端通过充电正接触器K8连接到充电机，所述充电机的输出端通过充电负接触器K5连接到霍尔传感器W1的输入端；所述加热回路包括加热片电阻，所述加热片电阻的负极通过放电加热负接触器K2连接到放电负接触器K4的输入端，所述加热片电阻的负极与充电负接触器K5的正极之间并联有充电加热负接触器K3，所述加热片电阻的正极通过加热正熔断器F2、加热正接触器K1连接到主回路正熔断器F1的输出端；所述加热正接触器K1、放电加热负接触器K2、充电加热负接触器K3、放电负接触器K4、充电负接触器K5、预充接触器K6、总正接触器K7及充电正接触器K8均连接到电池管理系统BMS主控模块控制。

设计方案

1.一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，其特征在于，包括电池组，所述电池组的正极通过依次连接的手动维持开关连接到主回路正熔断器F1，所述主回路正熔断器F1的输出端分别连接到主回路、加热回路；

所述主回路包括预充接触器K6，所述预充接触器K6通过依次连接的电机控制器、放电负接触器K4、霍尔传感器W1连接到电池组的负极，所述预充接触器K6的两端并联有总正接触器K7，所述预充接触器K6的输入端通过充电正接触器K8连接到充电机，所述充电机的输出端通过充电负接触器K5连接到霍尔传感器W1的输入端；

所述加热回路包括加热片电阻，所述加热片电阻的负极通过放电加热负接触器K2连接到放电负接触器K4的输入端，所述加热片电阻的负极与充电负接触器K5的正极之间并联有充电加热负接触器K3，所述加热片电阻的正极通过加热正熔断器F2、加热正接触器K1连接到主回路正熔断器F1的输出端；

所述加热正接触器K1、放电加热负接触器K2、充电加热负接触器K3、放电负接触器K4、充电负接触器K5、预充接触器K6、总正接触器K7及充电正接触器K8均连接到电池管理系统BMS主控模块控制。

2.根据权利要求1所述的一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，其特征在于，所述预充接触器K6串联有100欧姆的预充电阻R1。

3.根据权利要求1所述的一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，其特征在于，所述手动维修开关为MSD手动维修开关。

4.根据权利要求1所述的一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，其特征在于，所述加热正接触器K1、放电加热负接触器K2、充电加热负接触器K3及预充接触器K6为20A接触器；所述放电负接触器K4、充电负接触器K5、总正接触器K7及充电正接触器K8为250A接触器。

5.根据权利要求1所述的一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，其特征在于，所述加热片电阻为若干10欧姆的电阻串联而成。

6.根据权利要求1所述的一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，其特征在于，所述主回路正熔断器F1的额定电流为400A，所述加热正熔断器F2的额定电流为25A。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及高压电气控制技术领域，具体来说涉及一种船用动力锂电池高压充放电控制系统。

背景技术

目前，船用动力电池系统一般没有加热功能，在低温环境下使用时，充放电效率极低，影响电池合理使用，对电池系统的安全性和使用寿命也有一定影响。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，解决现有动力电池系统充放电效率低的问题。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样的：

一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，包括电池组，所述电池组的正极通过依次连接的手动维持开关连接到主回路正熔断器F1，所述主回路正熔断器F1的输出端分别连接到主回路、加热回路；

进一步的，所述预充接触器K6串联有100欧姆的预充电阻R1。

进一步的，所述手动维修开关为MSD手动维修开关。

进一步的，所述加热正接触器K1、放电加热负接触器K2、充电加热负接触器K3及预充接触器K6为20A接触器；所述放电负接触器K4、充电负接触器K5、总正接触器K7及充电正接触器K8为250A接触器。

进一步的，所述加热片电阻为若干10欧姆的电阻串联而成。

进一步的，所述主回路正熔断器F1的额定电流为400A，所述加热正熔断器F2的额定电流为25A。

本实用新型的有益效果：该系统含有预充电回路，能够有效防止高压上、下电流程出现主接触器故障；同时，在系统中设置了加热片供电电源控制电路，且将加热负极通路分支为充电加热和放电加热两个控制支路，不仅能够实现动力电池多模式安全充电，而且电池使用效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例所述一种船用动力锂电池高压充放电控制系统的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种船用动力锂电池高压充放电控制系统，包括电池组，所述电池组的正极通过依次连接的手动维持开关连接到主回路正熔断器F1，所述主回路正熔断器F1的输出端分别连接到主回路、加热回路；

所述加热正接触器K1、放电加热负接触器K2、充电加热负接触器K3、放电负接触器K4、充电负接触器K5、预充接触器K6、总正接触器K7及充电正接触器K8均连接到电池管理系统BMS主控模块控制，实现开关逻辑控制，实现对船用动力锂电池高压系统的充放电上、下电及加热流程进行安全控制。

在本实施例中，所述预充接触器K6串联有100欧姆的预充电阻R1。

在本实施例中，所述手动维修开关为MSD手动维修开关。

在本实施例中，所述加热正接触器K1、放电加热负接触器K2、充电加热负接触器K3及预充接触器K6为20A接触器；所述放电负接触器K4、充电负接触器K5、总正接触器K7及充电正接触器K8为250A接触器。

在本实施例中，所述加热片电阻为若干10欧姆的电阻串联而成。

在本实施例中，所述主回路正熔断器F1的额定电流为400A，所述加热正熔断器F2的额定电流为25A。

为方便对上述技术方案的进一步理解，现对其具体的充放电及加热控制方式进行详细说明：

（1）放电上下电及加热开关控制方式如下：

电池管理系统接收到电池上电请求使能信号后，如果无故障，先闭合动力电池放电负接触器K4，接着闭合预充接触器K6，给电机控制器等高压部件进行预充电，预充电压达到规定数值后，再闭合总正接触器K7，随后断开预充接触器，电池向外供电完成，即“上电完成”。

当温度达到加热开启条件时，如无故障，先闭合放电加热负接触器K2，再闭合加热正接触器K1，电池高压电接通至加热片电阻，开始加热。当温度上升至加热停止条件时，先断开加热正接触器K1，再断开放电加热负接触器K2，加热回路断开，停止加热。

当开关切换至OFF档，或电池系统发生严重故障掉电时，执行下电流程。BMS先断开总正接触器K7，再断开电池放电负接触器K4，高压下电完成。

（2）充电上下电及加热开关控制方式如下：

电池管理系统接收到电池充电请求信号后，如果无故障，先闭合动力电池充电负接触器K5，接着闭合充电正接触器K8，充电机输出接至电池正负极，即“开始充电”。

当温度达到加热开启条件时，如无故障，先闭合充电加热负接触器K3，再闭合加热正接触器K1，充电机输出接通至加热片电阻，开始加热。当温度上升至加热停止条件时，先断开加热正接触器K1，再断开充电加热负接触器K3，加热回路断开，停止加热。

当达到充电停止条件，或充电过程发生严重故障需要停止充电时，执行充电下电流程。BMS先断开充电正接触器K8，再断开充电负继电器K5，充电下电完成。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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