高低压电池集成供电装置及作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及供电控制技术领域，尤其涉及一种高低压电池集成供电装置及作业机械。


背景技术：

2.电动汽车及电动作业机械等在市场上逐渐占据了更大的比重，其主要的电力部分包括高压电池组和低压电池组，高压电池组采用600v电压平台由动力锂电池供电，低压电池组采用24v电压平台由铅酸蓄电池或24v锂电池供电。电池成本高便成为了主要问题，除了电芯成本可控之外，主要是电池附加成本高，占到了总成本的44％以上。
3.因此，如何有效地降低电池的成本成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种高低压电池集成供电装置及作业机械，用以解决现有技术中电池成本高的缺陷。
5.本实用新型提供一种高低压电池集成供电装置，包括：高压电池组、低压电池组、控制电路和箱体；
6.所述高压电池组、所述低压电池组和所述控制电路均集成于所述箱体内，所述高压电池组、所述低压电池组均与所述控制电路相连；
7.所述控制电路用于控制所述高压电池组和所述低压电池组的工作状态。
8.根据本实用新型提供的一种高低压电池集成供电装置，所述控制电路包括控制模块、低压开关模块和总开关模块；
9.所述低压开关模块和所述总开关模块均与所述控制模块相连；
10.所述低压开关模块用于控制所述低压电池组与所述控制模块的通断，所述总开关模块用于控制所述高低压电池集成供电装置的通断。
11.根据本实用新型提供的一种高低压电池集成供电装置，所述低压开关模块包括自复位电源开关和互锁继电器；
12.所述自复位电源开关的第一端与所述控制模块相连，所述自复位电源开关的第二端与所述低压电池组负极相连，所述互锁继电器的第一端与所述控制模块相连，所述互锁继电器的第二端与所述自复位电源开关的第一端相连，所述互锁继电器的第三端和第四端均与所述低压电池组负极相连；
13.所述自复位电源开关用于控制所述控制模块供电，所述互锁继电器用于控制所述控制模块进入标准工作模式。
14.根据本实用新型提供的一种高低压电池集成供电装置，所述总开关模块包括总正继电器；
15.所述总正继电器的第一端与所述低压电池组的正极输出端相连，所述总正继电器的第二端与所述低压电池组的正极相连，所述总正继电器的第三端接地，所述总正继电器
的第四端与所述控制模块相连；
16.所述总正继电器用于控制所述高低压电池集成供电装置的通断。
17.根据本实用新型提供的一种高低压电池集成供电装置，所述控制电路包括电流传感器；
18.所述电流传感器用于检测所述低压电池组的输出电流。
19.根据本实用新型提供的一种高低压电池集成供电装置，还包括直流转换模块；
20.所述直流转换模块的一端与所述高压电池组相连，所述直流转换模块的另一端与所述低压电池组相连，所述直流转换模块还与控制电路相连；
21.所述直流转换模块用于转化所述高压电池组的电压为所述低压电池组进行充电。
22.根据本实用新型提供的一种高低压电池集成供电装置，还包括整车控制模块；
23.所述整车控制模块分别与所述高压电池组和所述直流转换模块相连；
24.所述整车控制模块用于与所述控制电路和所述直流转换模块进行数据交互。
25.根据本实用新型提供的一种高低压电池集成供电装置，所述箱体包括低压输出接口和低压通信接口；
26.所述低压输出接口用于输出低压电力供应，所述低压通信接口用于与整车通信。
27.根据本实用新型提供的一种高低压电池集成供电装置，所述箱体包括标识号；
28.所述标识号设置于所述箱体的外表面上，所述标识号用于区分所述高低压电池集成供电装置。
29.本实用新型还提供一种作业机械，所述作业机械包括如上述任一项所述的高低压电池集成供电装置。
30.本实用新型提供的一种高低压电池集成供电装置及作业机械，高低压电池集成供电装置包括：高压电池组、低压电池组、控制电路和箱体；高压电池组、低压电池组和控制电路均集成于箱体内，高压电池组、低压电池组均与控制电路相连；控制电路用于控制高压电池组和低压电池组的工作状态，通过将高压电池组和低压电池组集成于同一箱体内，并用同一控制电路对两者进行控制，有效地减少了电池附件的使用，能够有效地节约电池成本。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
32.图1是本实用新型提供的高低压电池集成供电装置的结构示意图；
33.图2是本实用新型提供的高低压电池集成供电装置的电路原理图。
34.附图标记：
35.1、低压电池组；2、高压电池组；3、控制模块；4、箱体；5、直流转换模块；6、低压通信接口；7、整车控制模块；8、总正继电器；9、电流传感器；10、自复位电源开关；11、互锁继电器；1+、低压电源正；1-、低压电源负；2+、高压输入正极；2-、高压输入负极；3+、控制模块电源正；3-、控制模块电源负；5+、充电正极线；5-、充电负极线；8+、总正继电器线圈控制。
具体实施方式
36.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.下面结合图1和图2描述本实用新型的高低压电池集成供电装置及作业机械。
38.图1是本实用新型提供的高低压电池集成供电装置的结构示意图，图2是本实用新型提供的高低压电池集成供电装置的电路原理图。
39.如图1所示，本实施例提供的一种高低压电池集成供电装置，包括：高压电池组2、低压电池组1、控制电路和箱体4；高压电池组2、低压电池组1和控制电路均集成于箱体4内，高压电池组2、低压电池组1均与控制电路相连；控制电路用于控制高压电池组2和低压电池组1的工作状态。其中，高压电池组2和低压电池组1均可以选用锂电池，例如箱体可以是非标箱。
40.在一个具体的实现过程中，以纯电动车辆为例进行说明，高压电池组2用于为车辆提供动力输出，低压电池组1用于为车辆内低压用电设备进行电力供应。控制电路用于连接高压电池组2、低压电池组1与开关等等，控制电路统一控制高压电池组2和低压电池组1，即控制电路既控制高压电池组2的动力输出，也控制低压电池组1的低压电力供应。有效地避免了单独为高压电池组2和低压电池组1配备单独的控制系统等附件，节省了相关的原材料。将高压电池组2和低压电池组1集成设置于同一箱体4内，由于两者处于同一箱体4内，两者之间的线束连接也会缩短，更加便于对高压电池组2、低压电池组1和控制电路之间的线路布置。关于具体的高压电池组2与低压电池组1的设置方式以及两者之间的位置关系等，在本实施例中不再进行具体限定说明，只要合理的布局能够保证两者之间的线束整洁简短即可。
41.进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的控制电路包括控制模块3、低压开关模块和总开关模块；低压开关模块和总开关模块均与控制模块3相连；低压开关模块用于控制低压电池组1与控制模块3的通断，总开关模块用于控制高低压电池集成供电装置的通断。
42.具体的，低压开关模块主要用于控制低压电池组1为控制模块3进行供电，使得控制模块3可以正常工作，总开关模块主要是控制高低压电池集成供电装置的工作。只有在控制低压开关模块和高压开关模块都闭合的情况下，控制模块3才能够控制高压电池组2和低压电池组1的工作，输出电力以供车辆动力使用和低压用电设备使用。总开关模块的闭合和断开收到控制模块3的控制，控制模块3经过对低压电池组1等进行数据分析处理之后，确定满足总正继电器8的闭合条件时，才会控制总正继电器8闭合。而低压开关模块的闭合可以是自动开关，也可以是手动开关，具体可以根据实际情况进行人为选择确定。
43.进一步的，在上述实施例的基础上，如图2所示，本实施例中的低压开关模块包括自复位电源开关10和互锁继电器11；自复位电源开关10的第一端与控制模块3相连，自复位电源开关10的第二端与低压电池组1负极相连，互锁继电器11的第一端与控制模块3相连，互锁继电器11的第二端与自复位电源开关10的第一端相连，互锁继电器11的第三端和第四
端均与低压电池组1负极相连；自复位电源开关10用于接通控制模块3供电，互锁继电器11用于切换控制模块3进入标准工作模式；总开关模块包括总正继电器8；总正继电器8的第一端与低压电池组1的正极输出端相连，总正继电器8的第二端与低压电池组1的正极相连，总正继电器8的第三端接地，总正继电器8的第四端与控制模块3相连；总正继电器8用于控制高低压电池集成供电装置的通断。
44.具体的，自复位电源开关10为手动开关，用户通过按下自复位电源开关10，使得控制模块3与低压电池组1导通，即控制模块电源负3-与低压电池组1导通，使得低压电池组1与控制模块3串联构成闭合回路，控制模块3进入准备工作模式，然后控制模块3便会控制互锁继电器11闭合，此时的控制模块3正式进入标准工作模式，控制模块3开始控制高压电池组2和低压电池组1的工作状态，工作状态包括供电、充电、自检等等。控制模块3在进入标准工作模式之后，便可以采集低压电池组1的供电电压u、工作温度t等参数，然后根据工作参数控制总正继电器8的闭合，进而实现控制低压电池组1进行电力输出，以进行低压电力供应，而控制器控制总正继电器8通过总正继电器线圈控制8+线向总正继电器8发送控制信号等。控制模块电源正3+通过保险丝与低压电池组1的正极相连，控制模块电源负3-通过自复位电源开关10与低压电池组1的负极相连，从而能够保证低压电池组1安全的为控制模块3进行供电。
45.进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的高低压电池集成供电装置，控制电路包括电流传感器9；电流传感器9用于检测低压电池组1的输出电流i。
46.具体的，电流传感器9一端与低压电池组1的正极相连，电流传感器9的另一端与低压电池组1的正极输出相连，即电流传感器9串联于低压电池组1的输出电路上，使得电流传感器9可以实时的检测低压电池组1的输出电流i，并且电流传感器9还与控制电路中的控制模块3相连，使得电流传感器9及时地将检测到的电流值i反馈至控制模块3，控制模块3便可以根据电流值i的大小，判断低压电池组1的工作状态等。并且还可以在电流异常时，及时地关闭供电输出，保证电路安全，也能够保证车辆低压用电设备的安全等。
47.进一步的，在上述实施例的基础上，如图2所示，本实施例中还包括直流转换模块5和整车控制模块7；直流转换模块5的一端与高压电池组2相连，直流转换模块5的另一端与低压电池组1相连，直流转换模块5还与控制电路相连；直流转换模块5用于转化高压电池组2的电压为低压电池组1进行充电，整车控制模块7分别与高压电池组2和直流转换模块5相连；整车控制模块7用于与控制电路和直流转换模块5进行数据交互。
48.具体的，直流转换模块5(dcdc)与整车控制模块7相连，直流转换模块5还分别通过充电正极线5+和充电负极线5-与低压电池组1的正极和负极相连，同样直流转换模块5还通过高压输入正极2+和高压输入负极2-分别与高压电池组2的正极和负极相连，直流转换模块5还通过低压电源正1+和保险丝与低压电池组1的正极输出端相连，通过低压电源正1-与低压电池组1的负极输出端相连。如图2所示，高压输出正极和高压输入负极2-即为高压电池组2与直流转换模块5的连接示意图，充电正极线5+和充电负极线5-即为直流转换模块5对高压电池组2的电压进行转换后为低压电池组1进行充电的连接示意图，高压电池组2通过can总线与直流转换模块5和整车控制模块7进行数据交互，整车控制模块7能够及时地获取到高压电池组2的数据，也能够及时地获取到直流转换模块5的数据，以更好的控制直流转换模块5将高压电池组2的电压转换为低压电池组1的供电电压。其中，上述实施例中提到
的带有“+，
‑”
标号的为图2中对应的电路的连线的主要作用，可以理解为对应的连线用于实现的功能。
49.进一步的，在上述实施例的基础上，如图1所示，本实施例中的箱体4包括低压输出接口和低压通信接口6；低压输出接口用于输出低压电力供应，低压通信接口6用于与整车通信。
50.具体的，低压输出接口包括24v正极接口(24v正极输出端)和24v负极接口(24v负极输出端)，正负极接口用于连接低压用电设备，为低压用电设备进行正常低压供电即可。其中，dcdc模块连接高压电池组2与低压电池组1，控制模块3用于对高压电池组2和低压电池组1进行统一的控制管理。低压通信接口6用于与整车进行通信，以及其他的数据交互等，例如可以是将控制模块3与整车控制模块3进行通信，以便于整车控制模块3能够有效地了解到高压电池组2和低压电池组1不同的相关数据，便于安全管理的同时还能够更好地保证用电安全。
51.进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的箱体4包括标识号；标识号设置于箱体4的外表面上，标识号用于区分高低压电池集成供电装置。
52.具体的，通过在箱体4上设置有标识号，能够使得用户快速的识别到具体的高低压电池集成供电装置，便于与其他的动力电池进行区分。将集成有高压电池组2和低压电池组1的箱体4采用单独编号，装备到距离车架最近的位置，便于低压线路最短化，能够有效地节约电池成本。而且设置有标识号还能够在故障时快速的识别到对应的箱体4，便于电池检修维护等等。
53.通过将24v/20ah低压锂电池组集成到600v高压电池组2中，省去低压电池组1外壳、电池管理系统控制板及相关附件，将低压电池组1的相关器件集成于高压电池组2的相关器件内，有效地节省了成本。
54.基于同一总的实用新型构思，本实用新型还包括一种作业机械，作业机械包括如上述任一实施例的高低压电池集成供电装置。作业机械包括纯电动车辆、纯电动挖掘机、纯电动起重机，当然也包括混动车辆等，只要包括高压电池组2和低压电池组1即可。
55.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
56.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等
同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种高低压电池集成供电装置，其特征在于，包括：高压电池组、低压电池组、控制电路和箱体；所述高压电池组、所述低压电池组和所述控制电路均集成于所述箱体内，所述高压电池组、所述低压电池组均与所述控制电路相连；所述控制电路用于控制所述高压电池组和所述低压电池组的工作状态。2.根据权利要求1所述的高低压电池集成供电装置，其特征在于，所述控制电路包括控制模块、低压开关模块和总开关模块；所述低压开关模块和所述总开关模块均与所述控制模块相连；所述低压开关模块用于控制所述低压电池组与所述控制模块的通断，所述总开关模块用于控制所述高低压电池集成供电装置的通断。3.根据权利要求2所述的高低压电池集成供电装置，其特征在于，所述低压开关模块包括自复位电源开关和互锁继电器；所述自复位电源开关的第一端与所述控制模块相连，所述自复位电源开关的第二端与所述低压电池组负极相连，所述互锁继电器的第一端与所述控制模块相连，所述互锁继电器的第二端与所述自复位电源开关的第一端相连，所述互锁继电器的第三端和第四端均与所述低压电池组负极相连；所述自复位电源开关用于控制所述控制模块供电，所述互锁继电器用于控制所述控制模块进入标准工作模式。4.根据权利要求2所述的高低压电池集成供电装置，其特征在于，所述总开关模块包括总正继电器；所述总正继电器的第一端与所述低压电池组的正极输出端相连，所述总正继电器的第二端与所述低压电池组的正极相连，所述总正继电器的第三端接地，所述总正继电器的第四端与所述控制模块相连；所述总正继电器用于控制所述高低压电池集成供电装置的通断。5.根据权利要求2所述的高低压电池集成供电装置，其特征在于，所述控制电路包括电流传感器；所述电流传感器用于检测所述低压电池组的输出电流。6.根据权利要求1所述的高低压电池集成供电装置，其特征在于，还包括直流转换模块；所述直流转换模块的一端与所述高压电池组相连，所述直流转换模块的另一端与所述低压电池组相连，所述直流转换模块还与控制电路相连；所述直流转换模块用于转化所述高压电池组的电压为所述低压电池组进行充电。7.根据权利要求6所述的高低压电池集成供电装置，其特征在于，还包括整车控制模块；所述整车控制模块分别与所述高压电池组和所述直流转换模块相连；所述整车控制模块用于与所述控制电路和所述直流转换模块进行数据交互。8.根据权利要求1所述的高低压电池集成供电装置，其特征在于，所述箱体包括低压输出接口和低压通信接口；所述低压输出接口用于输出低压电力供应，所述低压通信接口用于与整车通信。
9.根据权利要求1所述的高低压电池集成供电装置，其特征在于，所述箱体包括标识号；所述标识号设置于所述箱体的外表面上，所述标识号用于区分所述高低压电池集成供电装置。10.一种作业机械，其特征在于，所述作业机械包括如权利要求1-9任一项所述的高低压电池集成供电装置。

技术总结
本实用新型涉及供电控制领域，提供一种高低压电池集成供电装置及作业机械，高低压电池集成供电装置包括：高压电池组、低压电池组、控制电路和箱体；高压电池组、低压电池组和控制电路均集成于箱体内，高压电池组、低压电池组均与控制电路相连；控制电路用于控制高压电池组和低压电池组的工作状态，通过将高压电池组和低压电池组集成于同一箱体内，并用同一控制电路对两者进行控制，有效地减少了电池附件的使用，能够有效地节约电池成本。能够有效地节约电池成本。能够有效地节约电池成本。


技术研发人员：王锐 刘应彬 邓顺晴
受保护的技术使用者：三一电动车科技有限公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/7/14