基于电池管理系统的故障分级及交互控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及高空作业设备技术领域，公开了基于电池管理系统的故障分级及交互控制系统、方法及其高空作业设备，方法包括以下步骤：S1.电池管理系统根据实时检测到的锂电池的电池总电压、单体电压、单体温度、放电电流和SOC进行故障分级，并发送至控制系统；S2.控制系统获取锂电池故障信息和负载信息，并作出以下控制：S21.对于锂电池故障信息处理：控制系统根据故障分级定义限制或停止负载的输出；当停止负载的输出时，此时控制系统延迟发送指令给电池管理系统，电池管理系统断开锂电池内的主接触器；S22.对于负载信息处理：当负载出现故障，控制系统停止负载输出，并延迟发送指令给电池管理系统，电池管理系统断开锂电池内的主接触器。

Fault Classification and Interactive Control System Based on Battery Management System

The invention relates to the technical field of high altitude operation equipment, and discloses a fault classification and interactive control system based on battery management system and its method and high altitude operation equipment. The method includes the following steps: S1. The battery management system classifies the fault according to the total battery voltage, single voltage, single temperature, discharge current and SOC of lithium battery detected in real time, and sends it to the control system. S2. The control system obtains fault information and load information of lithium batteries, and makes the following control: S21. Information processing of lithium batteries fault: the control system limits or stops the output of the load according to the fault classification definition; when stopping the output of the load, the control system delays sending instructions to the battery management system, the battery management system disconnects the main contactor in the lithium batteries; S22. Load information processing: When the load fails, the control system stops the load output and delays sending instructions to the battery management system, which disconnects the main contactor in the lithium battery.

【技术实现步骤摘要】
基于电池管理系统的故障分级及交互控制系统及方法
本专利技术属于高空作业设备
，更具体地，提供一种基于电池管理系统的故障分级及交互控制系统、方法及其高空作业设备。
技术介绍
高空作业设备是一种将工作人员、机器设备举升至高空指定位置，以便从事安装、检修、救援等作业的专用设备，如消防车、高空作业平台、高空作业设备等，随着环保的要求越来越高，目前纯电动已成为未来的趋势，高空作业设备最常使用的储能装置是铅酸蓄电池，然而铅酸蓄电池使用寿命较短，一般为两年左右，能量密度低，充电时间较长，需要8个小时以上，并且每隔一段时间需要进行维护，增加工作量。相比铅酸电池系统，锂电池系统具有更长的循环寿命、更佳的放电性能、更大的能量密度、更方便的维护管理和更快捷的充电方式，目前将锂电池直接替换铅酸电池的方案，电池管理系统和整车控制系统没有进行通讯，控制器不能对锂电池的故障进行相应的控制，存在较大的安全隐患，同时也影响工作效率。电池管理系统的英文缩写为BMS，主要功能是监控、管理和保护锂电池，可对锂电池提供过充、过放、过流、过温、欠温等保护，并且实时检测电池的实时电压、充放电电流、单体温度和电压、故障状态等信息。中国专利CN201810248915.2公开了一种锂电池电源控制系统和高空作业车，通过电源管理系统来控制锂电池的充电和放电过程，有效的保护锂电池，避免锂电池因为过充和过放导致锂电池损坏；该专利中电源管理系统电池管理系统为现有技术，其对象是二次电池，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，在充电以及放电过程中根据不同阈值来切断充电或放电从而达到保护锂电池的作用，因此，上述专利其主要目的在于对锂电池的保护，而实现上述保护的电池管理系统则为现有技术。
技术实现思路
针对现有技术中电池管理系统和整车控制系统没有进行通讯，控制器不能对锂电池的故障进行相应的控制，存在较大的安全隐患，同时也影响工作效率的问题，本专利技术提供一种基于电池管理系统的故障分级及交互控制方法。本专利技术目的通过以下技术方案实现：提供一种基于电池管理系统的故障分级及交互控制方法，包括以下步骤：S1.电池管理系统根据实时检测到的锂电池的电池总电压、单体电压、单体温度、放电电流和SOC进行故障分级，并发送至控制系统；S2.控制系统获取锂电池故障信息和负载信息，并作出以下控制：S21.对于锂电池故障信息处理：控制系统根据故障分级定义限制或停止负载的输出；当停止负载的输出时，此时控制系统延迟发送指令给电池管理系统，电池管理系统断开锂电池内的主接触器；S22.对于负载信息处理：当负载出现故障，控制系统停止负载输出，并延迟发送指令给电池管理系统，电池管理系统断开锂电池内的主接触器；其中，限制负载的输出是指限制上装动作，所述上装动作包括伸缩机构的举升以及转台的旋转，停止负载的输出是指停止上装动作或/和行走动作。进一步地，步骤S1中所述电池总电压故障分级为三级，从小到大对应设有第一预设值、第二预设值和第三预设值，当电池总电压低于第三预设值限制上装动作，当电池总电压低于第二预设值时停止上装动作，当电池总电压低于第一预设值时停止上装动作和行走动作。进一步地，步骤S1中所述单体电压故障分级为三级，从小到大对应设有第一预设值、第二预设值和第三预设值，当单体电压低于第三预设值限制上装动作，当单体电压低于第二预设值时停止上装动作，当单体电压低于第一预设值时停止上装动作和行走动作。进一步地，步骤S1中所述单体温度和放电电流故障分级为二级，分别为第一预设值和第二预设值，当单体温度或放电电流在第一预设值和第二预设值之间限制负载的输出，大于等于第二预设值停止负载的输出。进一步地，步骤S1中所述单体温度的第一预设值为55～60℃，第二预设值为60～65℃，限制负载的输出功率为最大功率的60～80％。进一步地，步骤S1中所述SOC故障分级为三级，从小到大对应设有第一预设值、第二预设值和第三预设值，当SOC低于第三预设值限制上装动作，当SOC低于第二预设值时停止上装动作，当SOC低于第一预设值时停止上装动作和行走动作。进一步地，步骤S1中所述SOC的第一预设值为5％，第二预设值为10％，第三预设值为20％，当10％≤SOC＜20％，限制上装动作，功率是最大功率的60～80％，行走动作功率不限，当5％≤SOC＜10％，停止上装动作，当SOC＜5％，停止上装动作和行走动作。进一步地，还包括：S3.停止负载输出后，待故障排除完毕，此时通过钥匙开关重启，控制系统检测整机无故障后发上电指令给电池管理系统，电池管理系统控制锂电池内的主接触器吸合。本专利技术的另一目的在于提供一种基于电池管理系统的故障分级及交互控制系统，包括电池管理系统和控制系统，所述电源管理系统根据检测到的锂电池状态进行故障分级并发送至控制系统，控制系统根据电池故障信息和负载信息限制或停止负载的输出，同时反馈给电源管理系统。本专利技术还提供一种采用上述基于电池管理系统的故障分级及交互控制系统的高空作业设备。与现有技术相比，有益效果：本专利技术基于电池管理系统采用故障分级，既保护到了锂电池同时也兼顾到工作效率，在锂电池放电过程中将锂电池信息进行故障分级，对于一般故障只需限制功率，然后提醒客户及时排除故障，保护锂电池的同时又不至于使用户的作业效率受到大的影响；当发生严重故障的时才断开锂电池内的主接触器，停止供电以保护锂电池。本专利技术基于电池管理系统采用交互控制，负载信息和锂电池故障信息都由控制系统进行处理，当锂电池出现严重故障时，控制系统停止负载输出，延迟反馈给电池管理系统后才断开锂电池内的主接触器，当负载出现故障时，控制系统也是先停止负载输出，延迟反馈给电池管理系统后才断开锂电池内的主接触器，控制系统与电池管理系统之间通过信息交换反馈，可以相互控制，不仅能帮助用户准确掌控整机的工作状态，而且能有效提高锂电池高空中作业平台的安全性和可靠性，让事故防范于未然，使工作效率得到提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1基于电池管理系统的故障分级及交互控制方法流程图。图2剪叉式高空作业平台结构示意图。图3电池管理系统与控制系统信息交互示意图。其中，1-操作平台，2-底盘，3-电源系统，4-控制系统，5-行走系统，6-举升系统，7-PCU及操作手柄。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。实施例1如图1所示，本实施例提供一种基于电池管理系统的故障分级及交互控制方法,包括以下步骤：S1.电池管理系统根据实时检测到的锂电池的电池总电压、单体电压、单体温度、放电电流和SOC进行故障分级，并发送至控制系统；S2.控制系统获取锂电池故障信息和负载信息，并作出以下控制：S2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于电池管理系统的故障分级及交互控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.电池管理系统根据实时检测到的锂电池的电池总电压、单体电压、单体温度、放电电流和SOC进行故障分级，并发送至控制系统；S2.控制系统获取锂电池故障信息和负载信息，并作出以下控制：S21.对于锂电池故障信息处理：控制系统根据故障分级定义限制或停止负载的输出；当停止负载的输出时，此时控制系统延迟发送指令给电池管理系统，电池管理系统断开锂电池内的主接触器；S22.对于负载信息处理：当负载出现故障，控制系统停止负载输出，并延迟发送指令给电池管理系统，电池管理系统断开锂电池内的主接触器；其中，限制负载的输出是指限制上装动作，所述上装动作包括伸缩机构的举升以及转台的旋转，停止负载的输出是指停止上装动作或/和行走动作。

【技术特征摘要】
1.基于电池管理系统的故障分级及交互控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.电池管理系统根据实时检测到的锂电池的电池总电压、单体电压、单体温度、放电电流和SOC进行故障分级，并发送至控制系统；S2.控制系统获取锂电池故障信息和负载信息，并作出以下控制：S21.对于锂电池故障信息处理：控制系统根据故障分级定义限制或停止负载的输出；当停止负载的输出时，此时控制系统延迟发送指令给电池管理系统，电池管理系统断开锂电池内的主接触器；S22.对于负载信息处理：当负载出现故障，控制系统停止负载输出，并延迟发送指令给电池管理系统，电池管理系统断开锂电池内的主接触器；其中，限制负载的输出是指限制上装动作，所述上装动作包括伸缩机构的举升以及转台的旋转，停止负载的输出是指停止上装动作或/和行走动作。2.根据权利要求1所述基于电池管理系统的故障分级及交互控制方法，其特征在于，步骤S1中所述电池总电压故障分级为三级，从小到大对应设有第一预设值、第二预设值和第三预设值，当电池总电压低于第三预设值限制上装动作，当电池总电压低于第二预设值时停止上装动作，当电池总电压低于第一预设值时停止上装动作和行走动作。3.根据权利要求2所述基于电池管理系统的故障分级及交互控制方法，其特征在于，步骤S1中所述单体电压故障分级为三级，从小到大对应设有第一预设值、第二预设值和第三预设值，当单体电压低于第三预设值限制上装动作，当单体电压低于第二预设值时停止上装动作，当单体电压低于第一预设值时停止上装动作和行走动作。4.根据权利要求1所述基于电池管理系统的故障分级及交互控制方法，其特征在于，步骤S1中所述单体温度和放电电流故障分级为二级，分别为第一预设值和第二预设值，当单体温度或放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳权，孙卫平，杨煜，钟懿，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43