[發明專利]鋰電池系統及高空作業車

有效

• 申請號: 202011033069.6
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112260342B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 朱后;段建輝;熊路;劉祝
• 申請（專利權）人: 湖南中聯重科智能高空作業機械有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明涉及工程機械技術領域，公開一種鋰電池系統及高空作業車。鋰電池系統包括：電池及回饋電流控制裝置。回饋電流控制裝置包括：第一電流捕獲裝置，其包括：第一回饋電流捕獲模塊，用于捕獲回饋電流；第一開關模塊，用于導通或單向截止所述主電路；以及控制模塊，用于：接收所述主電路上的所述驅動器一端的第一電壓與所述電池一端的第二電壓及所述電池的溫度；以及在所述第一電壓與所述第二電壓的差值大于預設電壓且所述電池的溫度小于或等于預設溫度的情況下，通過控制所述第一開關模塊來單向截止所述主電路，以由所述第一電流捕獲電路上的第一回饋電流捕獲模塊來捕獲所述回饋電流。本發明可極大地降低電池析鋰的概率和電池出現熱失控的風險。

技術領域

本發明涉及工程機械技術領域，具體地涉及一種鋰電池系統及高空作業車。

背景技術

由于電驅動高空作業車(自行走式)通常沒有機械摩擦制動器，故該高空作業車減速和停車均依賴能量回饋型再生制動技術。然而，所述再生制動技術具有以下兩個特點：1、行走電機驅動器既是逆變器又是整流器，高空作業車減速或者下坡時，將動能轉化電能，然后將所轉換的電能回饋給動力電池；2、高空作業車的減速和制動時間通常較短，而最大速度通常6KM/H左右，制動產生的瞬時的脈沖回饋電流通常較大。因此，對于需要走走停停的作業工況(如噴刷作業、工地內轉場作業)，會產生頻率較高的脈沖回饋電流。

對于使用鋰離子動力電池的電驅動高空作業車，大量實驗結果表明，當動力電池的溫度低于0℃時，脈沖回饋電流會導致電池的負極片大面積析鋰。析鋰會導致動力的電池容量降低，嚴重析鋰會生成鋰枝晶，刺穿隔膜，進而引起電池內部短路。如果電池出現大面積短路，則會有熱失控的風險。因此，有必要采取強有力的措施，避免低溫時脈沖充電帶來的風險。

為避免低溫脈沖充電帶來的風險，通常在電池內部配置加熱器件。在對電池進行充電時，若溫度較低則BMS(Battery Management System，電池管理系統)利用充電器給加熱器件供電，通過所述加熱器加熱電池至合適溫度。由此，電驅動高空作業車減速或者下坡時，利用再生制動技術進行制動，所產生的回饋電流可在合適溫度下直接流入電池。然而，受多種因素限制加熱器件的功率不太，溫升速率通常在10℃/h左右。在溫度較低時，加熱所需的時間較長，影響客戶使用設備。另外，由于高空作業車通常是間歇工作，停機間隔較長，電池溫度難以保持(不能保證放電時電池溫度一直維持在0℃以上)，所以這種方式效果不好，且用戶體驗差，因此現有技術對于降低低溫時脈沖充電帶來的風險的效果極其有限。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋰電池系統及高空作業車，其可有效地避免低溫充電時脈沖回饋電流對電池產生的析鋰風險，從而可極大地降低電池析鋰的概率和電池出現熱失控的風險，可提升電池的安全性。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種鋰電池系統，所述鋰電池系統包括：電池，該電池與驅動器之間的動力電路包括：所述電池與所述驅動器之間的主電路；以及用于對所述驅動器所輸送的回饋電流進行分流的第一電流捕獲電路；以及回饋電流控制裝置，所述回饋電流控制裝置包括：第一電流捕獲裝置，該第一電流捕獲裝置處于所述第一電流捕獲電路上，且該第一電流捕獲裝置包括：第一回饋電流捕獲模塊，用于捕獲所述回饋電流；第一開關模塊，該第一開關模塊處于所述主電路上，用于導通所述主電路；或單向截止所述主電路，以僅允許由所述電池向所述驅動器進行供電；以及控制模塊，該控制模塊包括：接收單元，用于接收所述主電路上的所述驅動器一端的第一電壓與所述電池一端的第二電壓及所述電池的溫度；以及第一控制單元，用于根據所述第一電壓與所述第二電壓的差值及所述電池的溫度執行以下操作：在所述第一電壓與所述第二電壓的差值大于預設電壓且所述電池的溫度小于或等于預設溫度的情況下，通過控制所述第一開關模塊來單向截止所述主電路，以由所述第一電流捕獲電路上的第一回饋電流捕獲模塊來捕獲所述回饋電流。

優選地，所述第一開關模塊為并聯連接的二極管與接觸器的組合，相應地，所述第一控制單元用于通過控制所述第一開關模塊來單向截止所述主電路包括：控制所述接觸器斷開以通過所述二極管單向截止所述主電路。