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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.byqcmy168.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
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.byqcmy168.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 | 有 | |
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
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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