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    鄭州宏鉅電子科技有限公司

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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.aichengkj.cn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.aichengkj.cn

    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。


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    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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