一种用于防爆搬运车的动力系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于防爆搬运车的动力系统，属于动力系统设计领域。本发明专利技术的系统包括央控制隔爆箱、电池加热模块、DC220V直流电源、防爆电池组、防爆电机驱动器、防爆显示器和充电机。本发明专利技术有效解决了现有搬运车低温充电困难、续航时间短，电池组数据采集、均衡管理效果差以及控制策略不当等问题，做到了先进可靠、风险可控、经久耐用。经久耐用。经久耐用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于防爆搬运车的动力系统


[0001]本专利技术属于动力系统领域，涉及一种用于防爆搬运车的动力系统。

技术介绍

[0002]舰船用的防爆搬运车需要在海上船舶使用，需要克服海上的众多不利因素。同时，在实际使用过程中，现有搬运车低温充电困难、续航时间短，电池组数据采集、均衡管理效果差以及控制策略不当等问题，急需解决。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于防爆搬运车的动力系统，以解决现有搬运车低温充电困难、续航时间短，电池组数据采集、均衡管理效果差以及控制策略不当等问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于防爆搬运车的动力系统，该系统包括央控制隔爆箱、电池加热模块、DC220V直流电源、防爆电池组、防爆电机驱动器、防爆显示器和充电机；
[0005]中央控制隔爆箱采用HWBMS
‑
001，连接电池加热模块、DC220V直流电源、防爆电池组、防爆电机驱动器、防爆显示器和充电机，用于完成电池组状态监测、上下电动作决策执行、及系统自检；
[0006]电池加热模块采用DC220V供电，连接防爆电池组，用于为电池加热；
[0007]防爆电池组包括电池组1和电池组2，每个电池组采用16块电芯串联的方式，用于为搬运车提供动力；
[0008]电机驱动器的输入电压为DC36
‑
48V，最大电流为150A，用于驱动电机；
[0009]防爆显示器采用DC12V电源接口，RS485通信接口；
[0010]充电机用于为防爆电池组充电，输入AC220V，输出DC48V；
[0011]该系统的工作流程包括：
[0012]S1、通过旋转搬运车上的旋钮开关进行系统上电，若上电正常，显示器电源指示灯为绿色；
[0013]S2、系统正常上电后，系统进行整车状态参数自检，自检完成后，显示器显示电池组的状态信息；
[0014]S3、旋转电机启动/停止按钮，电机供电正常，通过车体手动档杆进行前进/后退以及调速控制，显示器实时查看电池组状态参数；
[0015]S4、插入充电枪，主显示器显示电池组充电状态，系统默认电池组1优先充电，显示器显示电池组1处于充电状态，电池电量达到预设状态时，系统自动切换至电池组2进行充电；
[0016]S5、拔掉充电枪，系统默认电池组2优先放电，显示器显示电池组2处于放电状态，电池电量达到预设状态时，切换至电池组1进行放电；
[0017]S6、在双电池组均处于亏点状态时，放电接触器均处于断开状态，旋转搬运车上的
应急开回家旋钮开关，系统强行闭合电池组为电机控制器供电，主显示器显示电池健康状态严重警告信息。
[0018]进一步地，中央控制隔爆箱包括箱体、BMS、DC12V直流电源、霍尔电流传感器、接触器、继电器和功率电阻，中央控制隔爆箱具有母线电压输入输出接口、电芯温度电压采集接口、显示器通信接口及负载供电接口。
[0019]进一步地，中央控制隔爆箱的箱体和箱盖分别采用厚12mm和8mm的低合金钢板焊接成型，箱体和箱盖采用螺栓紧密连接；中央控制隔爆箱进出线采用防爆填料函，填料函安装在箱体左右两侧，左右两侧箱体底部留有安装孔位，方便设备与支架安装；设备铭牌置于箱盖上，材料为黄铜。
[0020]进一步地，BMS由1个电池主控单元BCU和2个电池前端采集管理单元BMU1和BMU2组成，DC12V直流电源、BCU安装在箱体内，BMU安装在箱体侧面。
[0021]进一步地，BMU1对应电池组1，BMU2对应电池组2，BMU完成各自对应的电池组中单体电池电压、温度检测，SOC、SOH计算，通过内部通信总线将检测和计算数据上报至BCU，BCU检测外部应急开回家信号，按照自身检测结果以及BMU上传的电池温度、电压数据，对系统工况进行状态评估，进行综合管理、调度和充放电管理。
[0022]进一步地，BCU选用ST公司的STM32F105RBT6，BMU的主控芯片选用NXP公司的MPC5744P数字信号处理芯片。
[0023]进一步地，SOC计算需要对电池进行电化学模型建模，建立仿真电池包内部结构物理和电学模型；根据固相物质守恒与电荷守恒、电解液液相物质守恒与电荷守恒、电极反应动力学等物理原则构建电池状态的偏微分方程，对该方程进行求解，并采用无极卡尔曼滤波算法求解方程组，最终得到正负极固相、电解液液相中各自的锂离子浓度，即为SOC；在SOC计算时，根据当前电池组内的最高最低电量电芯进行SOC计算，综合平均后得到整包的SOC。
[0024]进一步地，SOH计算时，基于BMU实时采集的电池数据，结合电池电化学模型，对影响电池性能的老化参数进行参数敏感性分析，通过这些电化学老化参数得到电池的容量，健康状态信息，即为SOH。
[0025]进一步地，BMS软件包括BMU软件、BCU软件和显示软件；BMU软件包括数据采集、状态评估、均衡管理、充电机状态检测、故障处理、自检、数据交互软件，BCU软件包括外设控制、自检、数据存储、数据处理、报警故障判定、数据交互软件，显示软件包括电池组信息显示界面、系统自检显示界面和故障显示界面；BCU控制软件通过CAN连接BMU1软件和BMU2软件，通过RS485连接显示软件；BMU1软件获得电池组1母线电压、电流，电池组1单体电压、温度以及充电机信号，BMU2软件获得电池组2母线电压、电流，电池组2单体电压、温度以及充电机信号。
[0026]进一步地，中央控制隔爆箱的箱体采用铝材料进行了板材全焊接处理，对印制件进行了三防处理，连接器接线端做灌封处理，整体为密封设计防止水汽和盐雾进入箱内；采用高强度金属材料，结构设计避免应力集中，以抵抗船体结构传递来的冲击力；机箱外表面涂耐腐蚀防护漆。
[0027]本专利技术提供一种用于防爆搬运车的动力系统，本专利技术有效解决了现有搬运车低温充电困难、续航时间短，电池组数据采集、均衡管理效果差以及控制策略不当等问题，做到
了先进可靠、风险可控、经久耐用。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的用于防爆搬运车的动力系统框图；
[0029]图2为本专利技术的中央控制隔爆箱整体示意图；
[0030]图3为本专利技术的中央控制隔爆箱爆炸图；
[0031]图4为本专利技术的BMS框图；
[0032]图5为本专利技术的BMS软件框图；
[0033]图6为本专利技术的BMS信号连接图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0035]本专利技术针对军用特殊环境下设备的环境适应性、电磁兼容适应性、电源适应性进行了优化设计，实现了先进可靠，经久耐用。
[0036]整车动力系统包括1套中央控制隔爆箱、2套电池加热模块、1套DC220V直流电源、2套防爆电池组、1套防爆电机驱动器、1套防爆显示器、1套充电机、防爆填料函及线束，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于防爆搬运车的动力系统，其特征在于，该系统包括中央控制隔爆箱、电池加热模块、DC220V直流电源、防爆电池组、防爆电机驱动器、防爆显示器和充电机；中央控制隔爆箱采用HWBMS
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001，连接电池加热模块、DC220V直流电源、防爆电池组、防爆电机驱动器、防爆显示器和充电机，用于完成电池组状态监测、上下电动作决策执行、及系统自检；电池加热模块采用DC220V供电，连接防爆电池组，用于为电池加热；防爆电池组包括电池组1和电池组2，每个电池组采用16块电芯串联的方式，用于为搬运车提供动力；电机驱动器的输入电压为DC36
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48V，最大电流为150A，用于驱动电机；防爆显示器采用DC12V电源接口，RS485通信接口；充电机用于为防爆电池组充电，输入AC220V，输出DC48V；该系统的工作流程包括：S1、通过旋转搬运车上的旋钮开关进行系统上电，若上电正常，显示器电源指示灯为绿色；S2、系统正常上电后，系统进行整车状态参数自检，自检完成后，显示器显示电池组的状态信息；S3、旋转电机启动/停止按钮，电机供电正常，通过车体手动档杆进行前进/后退以及调速控制，显示器实时查看电池组状态参数；S4、插入充电枪，主显示器显示电池组充电状态，系统默认电池组1优先充电，显示器显示电池组1处于充电状态，电池电量达到预设状态时，系统自动切换至电池组2进行充电；S5、拔掉充电枪，系统默认电池组2优先放电，显示器显示电池组2处于放电状态，电池电量达到预设状态时，切换至电池组1进行放电；S6、在双电池组均处于亏点状态时，放电接触器均处于断开状态，旋转搬运车上的应急开回家旋钮开关，系统强行闭合电池组为电机控制器供电，主显示器显示电池健康状态严重警告信息。2.如权利要求1所述的用于防爆搬运车的动力系统，其特征在于，中央控制隔爆箱包括箱体、BMS、DC12V直流电源、霍尔电流传感器、接触器、继电器和功率电阻，中央控制隔爆箱具有母线电压输入输出接口、电芯温度电压采集接口、显示器通信接口及负载供电接口。3.如权利要求2所述的用于防爆搬运车的动力系统，其特征在于，中央控制隔爆箱的箱体和箱盖分别采用厚12mm和8mm的低合金钢板焊接成型，箱体和箱盖采用螺栓紧密连接；中央控制隔爆箱进出线采用防爆填料函，填料函安装在箱体左右两侧，左右两侧箱体底部留有安装孔位，方便设备与支架安装；设备铭牌置于箱盖上，材料为黄铜。4.如权利要求2所述的用于防爆搬运车的动力系统，其特征在于，BMS由1个电池主控单元BCU和2个电池前端采集管理单元BMU1和BMU2组...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭奎，赵珍强，张志强，张新福，黄海波，李周清，阎炼，王琦，杜昊，周捷，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二九四二部队，
类型：发明
国别省市：