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礦用磷酸鐵鋰電池管理系統

描 述:礦用48V/60Ah磷酸鐵鋰后備電源BMS說明書         名稱:鄭州宏鉅電子科技有限公司地址:鄭州市瑞達路96號郵編:450001網址:http://www.llbjj.com郵箱:hjdz199@163.com     一、項目基本情況概述根據煤炭總公司和安標中心聯合頒布的《礦用隔爆(兼本安)型鋰離子蓄電池電源(試行稿)》(以下簡稱《鋰電暫行稿》)在接下來幾年,我國煤礦設備的蓄電池將以磷酸鐵鋰電池為主,《鋰電暫行稿》對電池和電池管理系統提出嚴格的

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礦用48V/60Ah磷酸鐵鋰后備電源BMS說明書

 

 

 

 

 

 

 

 

 

名稱:鄭州宏鉅電子科技有限公司

地址:鄭州市瑞達路96號

郵編:450001

網址:http://www.llbjj.com

郵箱:hjdz199@163.com

 

 

 

 

 

一、項目基本情況概述

根據煤炭總公司和安標中心聯合頒布的《礦用隔爆(兼本安)型鋰離子蓄電池電源(試行稿)》(以下簡稱《鋰電暫行稿》)在接下來幾年,我國煤礦設備的蓄電池將以磷酸鐵鋰電池為主,《鋰電暫行稿》對電池和電池管理系統提出嚴格的安全技術要求。鄭州宏鉅電子科技有限公司(以下簡稱鄭州宏鉅電子)依靠強大的技術實力和多年研發礦用防爆備用電源的工作經驗,開發了礦用磷酸鐵鋰電池系統。其中各項指標依照《鋰電暫行稿》的參數為標志,以便順利的獲得安標認證和防爆認證。該產品主要應用于煤礦井下,同時也可用于非煤礦山、核電站、地鐵、地下停車場等場所廣泛使用。

礦用鋰電池管理系統包括:串聯電池組模塊、數據采集板、電池管理主控板、顯示單元、充電單元、保護報警單元等。管理系統由多個電池管理單元組成,電池管理單元之間采用MAX485/CAN通訊,電池管理單元可對共16路動力電池組進行監測管理,主要包括16路電池組的單體電壓、總電壓、總電流、溫度;并可通過I/O狀態設置完成相應的繼電器控制,通過CAN總線接口和RS232接口與外部通訊,通過充電接口完成充電檢測等等。

 

二、技術指標及電器原理圖

單個電池管理系統分層上下2層結構如系統,下層是單體電壓、溫度采樣單元,每個采樣板負責8個單體電池。主控板進行信息的采集和處理。

單個48V/60Ah電池管理系統可以根據用戶的需要組成任意Ah的系統,子系統既可以之間沒有環流并聯工作,也可以單獨工作,電器原理圖如下圖。

2、單個管理系統技術指標


序號

項目

標準

備注

1

輸入電壓

127AC、380AC、660AC


2

輸出電壓

直流DC48V


交流127AC


3

輸出功率

≤4KW


4

環境溫度

-20℃~+40℃


5

相對濕度

≤98%(+25


6

單體過充電壓

≥3.70V


7

單體過放電壓

≤2.9V


8

單體均衡電壓

3.625+0.025V


9

充電電流

≤10A


10

過充電流

≥4A


11

過放電流

≥150A


12

短路保護


13

高溫保護

≥+50℃


14

尺寸重量

350 x 240 x 140 mm



三、BMS外部接口定義

1、采集板外部接口定義

采樣板的功能完成管理8只磷酸鐵鋰電池的電壓采樣、溫度采樣、均衡功能。

1.1、采集單元實物圖

1:采集板實物圖

1.2、采集單元6針接插件引腳定義

圖2:6芯接插件機械結構示意圖

表1: 6芯接插件引腳定義


引腳

符號

定義

1

VDD

+12V電源正(輸入)

2

VDD

+12V電源正(輸入)

3

高壓V-

+48V電池地

4

485A

485通信線+

5

485B

485通信線-

6

VSS

+12V電源地(輸入)


 

1.3、采集單元12針接插件引腳定義

圖3: 12芯接插件機械結構示意圖

表2: 12芯接插件引腳定義


引腳

符號

定義

1

VCC

+5V電源正(輸出)

2

nDQ

溫度采樣信號線

3

B7

單體電池7+

4

B5

單體電池5+

5

B3

單體電池3+

6

B1

單體電池1+

7

GND

+5V電源負(輸出)

8

B8

單體電池8+

9

B6

單體電池6+

10

B4

單體電池4+

11

B2

單體電池2+

12

B0

高壓V-


 

2、電池組連接說明

電池組連接圖包含電池組的成組方式、采樣板采樣線的連接方式、單體電池溫度傳感器的連接方式。

圖4:電池組連接圖

 

圖5:采樣單元采樣線的連線圖

圖6:采樣單元溫度線的連線圖

 

3、溫度傳感器

3.1、溫度傳感器簡介

溫度傳感器 DS18B20 的簡要實物示意圖如圖7所示:

圖7

注意:

1、DQ 為數字信號輸入/輸出端;GND 為電源地;VDD 為外接供電電源輸入端。三根線不能短路,否則上電會使傳感器燒毀。

2、測溫電纜線:建議采用屏蔽4 芯雙絞線,其中一對線接地線與信號線,另一組接VCC 和地線,屏蔽層在源端單點接地。

3.2、溫度傳感器的接線示意圖,如圖8。

圖8:溫度傳感器的接線示意圖

4、液晶顯示器

4.1、液晶顯示器工作界面

系統顯示單元為自動切換顯示,分別顯示單體電池電壓、單體電池溫度、總體電壓、充電電流、放電電流、電池容量、系統狀態、系統通信狀態。

4.2、液晶顯示器20針引腳接口

本系統只利用了1、2、3、14、15、18、19、20引腳。

5、系統主控箱

5.1、系統主控箱實物圖

5.2、主控箱出線接口定義

5.2.1、顯示屏接口

液晶顯示器采用5芯的航空插頭。

 


5芯插頭引腳

定義

液晶顯示器引腳

備注

1

+12V(紅色)

18、19、20引腳

液晶顯示器電壓+

2

GND(黑色)

1、2、3

液晶顯示器電壓-

3

DTR232(綠色)

15

液晶顯示器忙信號

4

TXD232(藍色)

14

顯示器接收引腳

5

NC




注:NC為空閑引腳(以下同)

5.2.2、采集板接口

采集板接口采用4芯的航空插頭。采集板接口電纜一端連接到主控箱,另一端連接到采集板的6芯接口上。


4芯插頭引腳

定義

備注

1

485A

綠色

2

485B

藍色

3

GND

黑色

4

+12V

紅色


5.2.3、控制接口

控制接口采用6芯的航空插頭,包含以下三個部分:

1、 外部交流接觸器:控制外部交流接觸器吸合、斷開。

2、 逆變器:逆變器輸出AC127V電壓連接到主控板。

3、 外部負載:控制直流48V風扇運行或停止。


6芯插頭引腳

定義

備注

1

AC127V_1(紅線)

逆變器輸出

2

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