锂电池系统及高空作业车技术方案

本发明专利技术涉及工程机械技术领域，公开一种锂电池系统及高空作业车。锂电池系统包括：电池及回馈电流控制装置。回馈电流控制装置包括：第一电流捕获装置，其包括：第一回馈电流捕获模块，用于捕获回馈电流；第一开关模块，用于导通或单向截止所述主电路；以及控制模块，用于：接收所述主电路上的所述驱动器一端的第一电压与所述电池一端的第二电压及所述电池的温度；以及在所述第一电压与所述第二电压的差值大于预设电压且所述电池的温度小于或等于预设温度的情况下，通过控制所述第一开关模块来单向截止所述主电路，以由所述第一电流捕获电路上的第一回馈电流捕获模块来捕获所述回馈电流。本发明专利技术可极大地降低电池析锂的概率和电池出现热失控的风险。池出现热失控的风险。池出现热失控的风险。

【技术实现步骤摘要】
锂电池系统及高空作业车


[0001]本专利技术涉及工程机械
，具体地涉及一种锂电池系统及高空作业车。

技术介绍

[0002]由于电驱动高空作业车(自行走式)通常没有机械摩擦制动器，故该高空作业车减速和停车均依赖能量回馈型再生制动技术。然而，所述再生制动技术具有以下两个特点：1、行走电机驱动器既是逆变器又是整流器，高空作业车减速或者下坡时，将动能转化电能，然后将所转换的电能回馈给动力电池；2、高空作业车的减速和制动时间通常较短，而最大速度通常6KM/H左右，制动产生的瞬时的脉冲回馈电流通常较大。因此，对于需要走走停停的作业工况(如喷刷作业、工地内转场作业)，会产生频率较高的脉冲回馈电流。
[0003]对于使用锂离子动力电池的电驱动高空作业车，大量实验结果表明，当动力电池的温度低于0℃时，脉冲回馈电流会导致电池的负极片大面积析锂。析锂会导致动力的电池容量降低，严重析锂会生成锂枝晶，刺穿隔膜，进而引起电池内部短路。如果电池出现大面积短路，则会有热失控的风险。因此，有必要采取强有力的措施，避免低温时脉冲充电带来的风险。
[0004]为避免低温脉冲充电带来的风险，通常在电池内部配置加热器件。在对电池进行充电时，若温度较低则BMS(Battery Management System，电池管理系统)利用充电器给加热器件供电，通过所述加热器加热电池至合适温度。由此，电驱动高空作业车减速或者下坡时，利用再生制动技术进行制动，所产生的回馈电流可在合适温度下直接流入电池。然而，受多种因素限制加热器件的功率不太，温升速率通常在10℃/h左右。在温度较低时，加热所需的时间较长，影响客户使用设备。另外，由于高空作业车通常是间歇工作，停机间隔较长，电池温度难以保持(不能保证放电时电池温度一直维持在0℃以上)，所以这种方式效果不好，且用户体验差，因此现有技术对于降低低温时脉冲充电带来的风险的效果极其有限。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种锂电池系统及高空作业车，其可有效地避免低温充电时脉冲回馈电流对电池产生的析锂风险，从而可极大地降低电池析锂的概率和电池出现热失控的风险，可提升电池的安全性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种锂电池系统，所述锂电池系统包括：电池，该电池与驱动器之间的动力电路包括：所述电池与所述驱动器之间的主电路；以及用于对所述驱动器所输送的回馈电流进行分流的第一电流捕获电路；以及回馈电流控制装置，所述回馈电流控制装置包括：第一电流捕获装置，该第一电流捕获装置处于所述第一电流捕获电路上，且该第一电流捕获装置包括：第一回馈电流捕获模块，用于捕获所述回馈电流；第一开关模块，该第一开关模块处于所述主电路上，用于导通所述主电路；或单向截止所述主电路，以仅允许由所述电池向所述驱动器进行供电；以及控制模块，该控制模块包括：接收单元，用于接收所述主电路上的所述驱动器一端的第一电压与所述电池一端的第
二电压及所述电池的温度；以及第一控制单元，用于根据所述第一电压与所述第二电压的差值及所述电池的温度执行以下操作：在所述第一电压与所述第二电压的差值大于预设电压且所述电池的温度小于或等于预设温度的情况下，通过控制所述第一开关模块来单向截止所述主电路，以由所述第一电流捕获电路上的第一回馈电流捕获模块来捕获所述回馈电流。
[0007]优选地，所述第一开关模块为并联连接的二极管与接触器的组合，相应地，所述第一控制单元用于通过控制所述第一开关模块来单向截止所述主电路包括：控制所述接触器断开以通过所述二极管单向截止所述主电路。
[0008]优选地，所述第一开关模块为具有芯片的第一场效应晶体管，相应地，所述第一控制单元用于通过控制所述第一开关模块来单向截止所述主电路包括：控制所述第一场效应晶体管的所述芯片来单向截止所述主电路。
[0009]优选地，所述第一电流捕获装置还包括：第二开关模块，用于导通或断开所述第一电流捕获电路，相应地，所述控制模块还包括：第二控制单元，用于在所述第一电压与所述第二电压的差值大于所述预设电压且所述电池的温度大于所述预设温度的情况下，执行以下操作：通过控制所述第二开关模块来导通所述第一电流捕获电路；以及通过控制所述第一开关模块来导通所述主电路，以由所述驱动器对所述电池进行充电。
[0010]优选地，所述第二控制单元还用于，根据所述第一电压与所述第二电压的差值调控所述第二开关模块的通断时间，来保证由所述驱动器向所述电池充电。
[0011]优选地，所述第二控制单元还用于，在所述第一电压与所述第二电压的差值小于或等于所述预设电压的情况下，执行以下操作：通过控制所述第二开关模块来截止所述第一电流捕获电路；以及通过控制所述第一开关模块来单向截止所述主电路，以仅允许由所述电池对所述驱动器进行供电。
[0012]优选地，所述回馈电流控制装置还包括：第二电流捕获装置，该第二电流捕获装置处于与所述第一电流捕获电路并联连接的第二电流捕获电路上，且该第二电流捕获装置包括：第二回馈电流捕获模块，用于捕获所述回馈电流；以及第三开关模块，用于导通或断开所述第二电流捕获电路，相应地，所述第二控制单元还用于，在所述第一电压与所述第二电压的差值大于预设电压且所述电池的温度小于或等于预设温度的情况下，控制所述第二开关模块与所述第三开关模块导通所述第一电流捕获电路与所述第二电流捕获电路，以由所述第一回馈电流捕获模块与所述第二回馈电流捕获模块共同来捕获所述回馈电流。
[0013]优选地，所述第一回馈电流捕获模块或所述第二回馈电流捕获模块分别为能量消耗模块、能量存储模块与加热模块中的一者。
[0014]优选地，所述回馈电流控制装置还包括：旁路开关，该旁路开关与所述第一开关模块并联连接，相应地，所述控制模块还包括：第三控制单元，用于在所述第一开关模块故障的情况下，控制所述旁路开关闭合以由所述电池为所述驱动器供电。
[0015]通过上述技术方案，本专利技术创造性地在主电路上的驱动器一端的第一电压与电池一端的第二电压的差值大于预设电压且电池的温度小于预设温度(例如0℃)的情况下，通过第一开关模块来单向截止所述主电路(即仅断开由驱动器向电池充电的单向电路)，由此，在低温充电时所述回馈电流捕获模块可捕获所有的回馈电流，从而可有效地避免低温充电时脉冲回馈电流对电池产生的析锂风险，进而可极大地降低电池析锂的概率和电池出
现热失控的风险，可提升电池的安全性。
[0016]本专利技术第二方面提供一种高空作业车，所述高空作业车包括：所述的锂电池系统。
[0017]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0018]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0019]图1是本专利技术一实施例提供的锂电池系统的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术一实施例提供的锂电池系统的结构示意图；
[0021]图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池系统，其特征在于，所述锂电池系统包括：电池，该电池与驱动器之间的动力电路包括：所述电池与所述驱动器之间的主电路；以及用于对所述驱动器所输送的回馈电流进行分流的第一电流捕获电路；以及回馈电流控制装置，所述回馈电流控制装置包括：第一电流捕获装置，该第一电流捕获装置处于所述第一电流捕获电路上，且该第一电流捕获装置包括：第一回馈电流捕获模块，用于捕获所述回馈电流；第一开关模块，该第一开关模块处于所述主电路上，用于导通所述主电路；或单向截止所述主电路，以仅允许由所述电池向所述驱动器进行供电；以及控制模块，该控制模块包括：接收单元，用于接收所述主电路上的所述驱动器一端的第一电压与所述电池一端的第二电压及所述电池的温度；以及第一控制单元，用于根据所述第一电压与所述第二电压的差值及所述电池的温度执行以下操作：在所述第一电压与所述第二电压的差值大于预设电压且所述电池的温度小于或等于预设温度的情况下，通过控制所述第一开关模块来单向截止所述主电路，以由所述第一电流捕获电路上的第一回馈电流捕获模块来捕获所述回馈电流。2.根据权利要求1所述的锂电池系统，其特征在于，所述第一开关模块为并联连接的二极管与接触器的组合，相应地，所述第一控制单元用于通过控制所述第一开关模块来单向截止所述主电路包括：控制所述接触器断开以通过所述二极管单向截止所述主电路。3.根据权利要求1所述的锂电池系统，其特征在于，所述第一开关模块为具有芯片的第一场效应晶体管，相应地，所述第一控制单元用于通过控制所述第一开关模块来单向截止所述主电路包括：控制所述第一场效应晶体管的所述芯片来单向截止所述主电路。4.根据权利要求1所述的锂电池系统，其特征在于，所述第一电流捕获装置还包括：第二开关模块，用于导通或断开所述第一电流捕获电路，相应地，所述控制模块还包括：第二控制单元，用于在所述第一电压与所述第二电压的差值大于所述预设电压且所述电池的温度大于所述预设温度的情况下，执行以下操作：通过控制所述第二开关模块来导...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱后，段建辉，熊路，刘祝，
申请(专利权)人：湖南中联重科智能高空作业机械有限公司，
类型：发明
国别省市：