阅读说明：本技术 叉车电源装置、叉车充电装置和叉车充电系统 (Forklift power supply device, forklift charging device and forklift charging system ) 是由 夏先坤 王克田 于 2019-12-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种叉车车载电源装置、叉车充电装置和叉车充电系统。通过将充电连接器母头和公头上的连接检测端子设置为比充电端子短的端子,当充电连接器被误拔时,连接检测端子先于充电端子断开,使得叉车充电装置在充电端子还未断开时检测到连接检测端子的断开,及时切断充电电流,当充电端子断开时两侧充电端子上已经没有电流。可以达到防止在未人为切断充电电流的情况下,直接断开充电连接器的公头和母头,造成充电连接器发热、提前老化或损坏的风险。而且,也可以为工作人员人身安全提供更好的保障。(The invention relates to a forklift vehicle-mounted power supply device, a forklift charging device and a forklift charging system. By setting the connection detection terminals on the female head and the male head of the charging connector to be terminals shorter than the charging terminals, when the charging connector is pulled out by mistake, the connection detection terminals are disconnected before the charging terminals, so that the forklift charging device detects the disconnection of the connection detection terminals when the charging terminals are not disconnected, the charging current is cut off in time, and no current exists on the charging terminals on two sides when the charging terminals are disconnected. The charging connector can prevent the risk that the charging connector generates heat, ages in advance or is damaged due to the fact that the male head and the female head of the charging connector are directly disconnected under the condition that charging current is not artificially cut off. Moreover, better guarantee can be provided for the personal safety of workers.)

叉车电源装置、叉车充电装置和叉车充电系统

技术领域

本发明涉及电动汽车充电领域，特别是涉及一种叉车车载电源装置、叉车充电装置和叉车充电系统。

背景技术

随着全球变暖和能源问题的加剧，近年来汽车研发厂商纷纷推出了纯电动汽车。叉车作为一种特种车辆设备，因其广泛的应用场景，也逐渐开始电动化进程。传统技术中，业界为了安全考虑，电动叉车均采用24V、48V、80V等远低于私人新能源汽车的电压来进行充电。但为了保证实现快速充电，保证作业连续性，充电时需要较大的充电电流，一般电动叉车的充电电流在200A以上。

在为叉车车载电源装置充电的过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：叉车充电装置与叉车车载电源装置通过充电连接器连接充电，工作人员有时会在忘记切断叉车充电装置的充电电流的情况下，直接断开充电连接器的公头和母头，造成充电连接器发热、提前老化或损坏，还可能造成危及工作人员人身安全的安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对工作人员直接断开电连接器公头和母头造成的插头损耗和安全隐患问题，提供一种叉车车载电源装置、叉车充电装置和叉车充电系统。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种叉车车载电源装置，包括：电池模块、电池管理模块和充电连接器母头；

充电连接器母头的连接检测端子与电池管理模块的连接检测端连接，充电连接器母头的通信端子与电池管理模块的通信端连接，充电连接器母头的充电端子与电池模块的充电端连接；电池管理模块的管理控制端与电池模块的管理受控端连接；

充电连接器母头与叉车充电装置上的充电连接器公头对应设置，充电连接器母头的连接检测端子用于连接充电连接器公头的连接检测端子，充电连接器母头的通信端子用于连接充电连接器公头的通信端子，充电连接器母头的充电端子用于连接充电连接器公头的充电端子；

充电连接器母头的连接检测端子的长度小于充电端子的长度，充电连接器公头的连接检测端子的长度也小于充电端子的长度；

当充电连接器母头与充电连接器公头断开时，处于连接状态的连接检测端子比充电端子先断开，以使叉车充电装置在充电端子断开前切断充电电流。

在其中一个实施例中，还包括DC电源模块，DC电源模块的输出端分别连接电池管理模块的连接检测端和充电连接器母头的连接检测端子。

在其中一个实施例中，DC电源模块包括串联的DC/DC变压单元和直流电源。

在其中一个实施例中，充电连接器母头的连接检测端子包括正连接检测端子和负连接检测端子，通信端子包括高通信端子和低通信端子，充电端子包括正极充电端子和负极充电端子；电池管理模块的连接检测端包括正连接检测端和负连接检测端，通信端包括高通信端和低通信端；电池模块的充电端包括正极充电端和负极充电端；DC电源模块的输出端包括正输出端和负输出端；

充电连接器母头的正连接检测端子分别连接电池管理模块的正连接检测端和DC电源模块的正输出端，充电连接器母头的负连接检测端子分别连接电池管理模块的负连接检测端连接和DC电源模块的负输出端，充电连接器母头的高通信端子与电池管理模块的高通信端连接，充电连接器母头的低通信端子与电池管理模块的低通信端连接，充电连接器母头的正极充电端子与电池模块的正极充电端连接，充电连接器母头的负极充电端子与电池模块的负极充电端连接；

充电连接器母头的正连接检测端子用于连接充电连接器公头的正连接检测端子，充电连接器母头的负连接检测端子用于连接充电连接器公头的负连接检测端子，充电连接器母头的高通信端子用于连接充电连接器公头的高通信端子，充电连接器母头的低通信端子用于连接充电连接器公头的低通信端子，充电连接器母头的正极充电端子用于连接充电连接器公头的正极充电端子，充电连接器母头的正极充电端子用于连接充电连接器公头的正极充电端子；

当充电连接器母头与充电连接器公头处于连接状态时，正连接检测端子与负连接检测端子的长度相同，高通信端子与低通信端子的长度相同，正极充电端子与负极充电端子的长度相同；正连接检测端子的长度小于正极充电端子的长度。

在其中一个实施例中，电池模块包括电池单元和开关单元，开关单元的受控端与电池管理模块的管理控制端连接，开关单元的输入端连接充电连接器母头的正极充电端子，开关单元的输出端连接电池单元的管理受控端。

在其中一个实施例中，充电连接器为REMA320连接器。

另一方面，本发明实施例还提供了一种叉车充电装置，包括：变压变流模块、电源模块、控制模块和充电连接器公头；

变压变流模块的输入端与电源模块连接，变压变流模块的受控端与控制模块的控制端连接，变压变流模块的输出端与充电连接器公头的充电端子连接，充电连接器公头的连接检测端子与控制模块的连接检测端连接，充电连接器公头的通信端子与控制模块的通信端连接；

充电连接器公头与叉车车载电源装置上的充电连接器母头对应设置，充电连接器公头的连接检测端子用于连接充电连接器母头的连接检测端子，充电连接器公头的通信端子用于连接充电连接器母头的通信端子，充电连接器公头的充电端子用于连接充电连接器母头的充电端子；

充电连接器公头的连接检测端子的长度小于充电端子的长度，充电连接器母头的连接检测端子的长度也小于充电端子的长度；

当充电连接器公头与充电连接器母头断开时，处于连接状态的连接检测端子断开的同时，控制模块检测到连接检测端子断开，控制变压变流模块不再输出电流，从而在充电端子断开前切断充电电流。

在其中一个实施例中，充电连接器公头的连接检测端子包括正连接检测端子和负连接检测端子，通信端子包括高通信端子和低通信端子，充电端子包括正极充电端子和负极充电端子；变压变流模块的输出端包括正极输出端和负极输出端，控制模块的通信端包括高通信端和低通信端，控制模块的连接检测端包括正连接检测端和负连接检测端；

充电连接器公头的正连接检测端子与控制模块的正连接检测端连接，充电连接器公头的负连接检测端子与控制模块的负连接检测端连接，充电连接器公头的高通信端子与控制模块的高通信端连接，充电连接器公头的低通信端子与控制模块的低通信端连接，充电连接器公头的正极充电端子与变压变流模块的正极输出端连接，充电连接器公头的负极充电端子与变压变流模块的负极输出端连接；

充电连接器公头的正连接检测端子用于连接充电连接器母头的正连接检测端子，充电连接器公头的负连接检测端子用于连接充电连接器母头的负连接检测端子，充电连接器公头的高通信端子用于连接充电连接器母头的高通信端子，充电连接器公头的低通信端子用于连接充电连接器母头的低通信端子，充电连接器公头的正极充电端子用于连接充电连接器母头的正极充电端子，充电连接器公头的正极充电端子用于连接充电连接器母头的正极充电端子；

当充电连接器公头与充电连接器母头处于连接状态时，正连接检测端子与负连接检测端子的长度相同，高通信端子与低通信端子的长度相同，正极充电端子与负极充电端子的接触长度相同；正连接检测端子的长度小于正极充电端子的长度。

在其中一个实施例中，充电连接器为REMA320连接器。

再一方面，本发明实施例还提供一种叉车充电系统，包括：上述的叉车车载电源装置和叉车充电装置。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

通过将充电连接器母头和公头上的连接检测端子设置为比充电端子短的端子，当充电连接器被误拔时，连接检测端子先于充电端子断开，使得叉车充电装置在充电端子还未断开时检测到连接检测端子的断开，及时切断充电电流，当充电端子断开时两侧充电端子上已经没有电流。基于上述的实施例，可以达到防止在未人为切断充电电流的情况下，直接断开充电连接器的公头和母头，造成充电连接器发热、提前老化或损坏的风险。而且，也可以为工作人员人身安全提供更好的保障。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为一个实施例中叉车充电系统的结构示意图；

图2为另一个实施例中叉车充电系统的结构示意图；

图3为另一个实施例中叉车充电系统的结构示意图；

图4为一个实施例中REMA320连接器的结构示意图；

图5为一个实施例中REMA320连接器母头/公头的端子设置示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供一种叉车车载电源装置100，如图1所示，包括：电池模块110、电池管理模块120和充电连接器母头130。

充电连接器母头130的连接检测端子d与电池管理模块120的连接检测端a连接，充电连接器母头130的通信端子e与电池管理模块120的通信端b连接，充电连接器母头130的充电端子f与电池模块110的充电端c连接；电池管理模块120的管理控制端g与电池模块110的管理受控端h连接。

充电连接器母头130与叉车充电装置200上的充电连接器公头240对应设置，充电连接器母头130的连接检测端子d用于连接充电连接器公头240的连接检测端子i，充电连接器母头130的通信端子e用于连接充电连接器公头240的通信端子j，充电连接器母头130的充电端子f用于连接充电连接器公头240的充电端子k；

充电连接器母头130的连接检测端子d的长度小于充电端子f的长度，充电连接器公头240的连接检测端子i的长度也小于充电端子k的长度；当充电连接器母头130与充电连接器公头240断开时，处于连接状态的连接检测端子(d和i)比充电端子(f和k)先断开，以使叉车充电装置在充电端子(f和k)断开前切断充电电流。

具体的，电池管理模块120启动后，在连接检测端a持续输出连接检测电压。当充电连接器母头130和公头240连接上时，叉车充电装置200就可以检测到叉车连接进来了，然后通过充电连接器母头130的通信端子j将发送标准报文协议发送至电池管理模块120。电池管理模块120解析并验证正确后，通过通信端子e发送电压电流请求充电报文协议至叉车充电装置200，叉车充电装置200解析报文后，按照请求的电压电流通过充电端子k开始向叉车电源装置充电。

充电连接器的母头130和公头240上均设置了三种端子，即充电端子(f和k)、通信端子(e和j)和连接检测端子(d和i)，充电连接器连接时公头和母头的端子相应接触连接。上述母头和公头上连接检测端子(d和i)比充电端子短(f和k)。当连接器连接时，两侧连接检测端子(d和i)的接触长度小于两侧充电端子(f和k)的接触长度。端子的接触长度是延母头和公头插接方向的两侧端子的接触长度。上述母头端子和公头端子可以是插针与插座也可以是金手指触片和金手指触片，在此不做限制。

当充电连接器突然被拔断时，由于连接检测端子(d和i)比充电端子(f和k)短，连接检测端子(d和i)会先于充电端子(f和k)断开，这样电池管理模块120输出的连接检测电压不能到达叉车充电装置，叉车充电装置200检测到连接检测信电压断开，则切断充电电流的输出，保证在充电连接器两侧的充电端子(f和k)断开前将充电电流切断。

本实施例提供的叉车车载电源装置，通过将充电连接器母头130和公头上的连接检测端子设置为比充电端子短的端子，当充电连接器被误拔时，连接检测端子先于充电端子断开，使得叉车充电装置在充电端子还未断开时检测到连接检测端子的断开，及时切断充电电流，当充电端子断开时两侧充电端子上已经没有电流。基于上述的实施例，可以达到防止在未人为切断充电电流的情况下，直接断开充电连接器的公头和母头，造成充电连接器发热、提前老化或损坏的风险。而且，也可以为工作人员人身安全提供更好的保障。

在一个实施例中，由于电池管理模块120输出电压的能力有限，为达到更好的连接检测效果，基于上述实施例，如图2所示，本实施还包括DC电源模块140(即直流电源模块)，DC电源模块140的输出端分别连接电池管理模块120的连接检测端a和充电连接器母头130的连接检测端子d。DC电源模块140能持续输出直流电压，比如，12V直流电压。在一个实施例中，DC电源模块140包括串联的DC/DC变压单元和直流电源。在另一个实施例中，DC电源模块包括DC/DC变压变流单元，DC/DC变压变流单元的输入端外接整车电源，输出端分别连接电池管理模块120的连接检测端a和充电连接器母头130的连接检测端子d。

在一个实施例中，如图3所示，充电连接器母头130的连接检测端子包括正连接检测端子和负连接检测端子，通信端子包括高通信端子和低通信端子，充电端子包括正极充电端子和负极充电端子。电池管理模块120的连接检测端包括正连接检测端(连接检测+)和负连接检测端(连接检测-)，通信端包括高通信端(通信-H)和低通信端(通信-L)；电池模块110的充电端包括正极充电端(充电+)和负极充电端(充电-)。DC电源模块140的输出端包括正输出端和负输出端。

充电连接器母头130的正连接检测端子分别连接电池管理模块120的正连接检测端和DC电源模块140的正输出端，充电连接器母头130的负连接检测端子分别连接电池管理模块120的负连接检测端连接和DC电源模块140的负输出端，充电连接器母头130的高通信端子与电池管理模块120的高通信端连接，充电连接器母头130的低通信端子与电池管理模块120的低通信端连接，充电连接器母头130的正极充电端子与电池模块110的正极充电端连接，充电连接器母头130的负极充电端子与电池模块110的负极充电端连接。

充电连接器母头130的正连接检测端子用于连接充电连接器公头240的正连接检测端子，充电连接器母头130的负连接检测端子用于连接充电连接器公头240的负连接检测端子，充电连接器母头130的高通信端子用于连接充电连接器公头240的高通信端子，充电连接器母头130的低通信端子用于连接充电连接器公头240的低通信端子，充电连接器母头130的正极充电端子用于连接充电连接器公头240的正极充电端子，充电连接器母头130的正极充电端子用于连接充电连接器公头240的正极充电端子。

当充电连接器母头130与充电连接器公头240处于连接状态时，正连接检测端子与负连接检测端子的长度相同，高通信端子与低通信端子的长度相同，正极充电端子与负极充电端子的长度相同；正连接检测端子的长度小于正极充电端子的长度。

具体的，充电连接器母头130的正连接端子和正极充电端子用于通过正极电信号，充电连接器母头130的负连接端子和负极充电端子用于通过负极电信号，充电连接器母头130的高通信端子和低通信端子相互配合通过叉车车载电源装置与叉车充电装置之间交互的报文协议电信号。

在一个实施例中，电池模块110包括电池单元112和开关单元111，开关单元111的受控端与电池管理模块120的管理控制端连接，开关单元111的输入端连接充电连接器母头的正极充电端子，开关单元111的输出端连接电池单元112的管理受控端。

电池管理模块120发出电压电流请求充电报文协议至叉车充电装置200之后，发出控制信号，将开关单元111的输入和输出端接通，使电池单元112可以接收来自叉车充电装置200的充电电流。因为叉车充电装置200上一次的充电电压和电流可能比电池管理模块120请求的电压电流大，这样可以防止叉车充电装置200误开启时，对电池单元112造成损伤。

在一个实施例中，如图4和5所示，充电连接器为REMA320连接器。

具体的，可以选用REMA320连接器母头/公头的两边最长的端子作为正极充电端子和负极充电端子，可以选用REMA320连接器母头/公头的第二长的两个端子作为正连接检测端子和负连接检测端子，可以选用REMA320连接器母头/公头的最短的两个端子作为高通信端子和低通信端子。

在一个实施例中，电池管理模块120为BMS管理模块。

另一方面，本发明实施例还提供一种叉车充电装置200，如图1所示，包括：变压变流模块210、电源模块220、控制模块230和充电连接器公头240。

变压变流模块210的输入端q与电源模块220的输出端r连接，变压变流模块210的受控端p与控制模块230的控制端o连接，变压变流模块210的输出端n与充电连接器公头240的充电端子k连接，充电连接器公头240的连接检测端子i与控制模块230的连接检测端l连接，充电连接器公头240的通信端子j与控制模块230的通信端m连接。

充电连接器公头240与叉车车载电源装置100上的充电连接器母头130对应设置，充电连接器公头240的连接检测端子i用于连接充电连接器母头130的连接检测端子d，充电连接器公头240的通信端子j用于连接充电连接器母头130的通信端子e，充电连接器公头240的充电端子k用于连接充电连接器母头130的充电端子f。

充电连接器公头240的连接检测端子i的长度小于充电端子k的长度，充电连接器母头130的连接检测端子d的长度也小于充电端子f的长度。

当充电连接器公头240与充电连接器母头130断开时，处于连接状态的连接检测端子(i和d)断开的同时，控制模块230检测到连接检测端子(i和d)断开，控制变压变流模块210不再输出电流，从而在充电端子(k和f)断开前切断充电电流。

具体的，原理与上述的叉车车载供电装置相同。当充电连接器接通，充电连接器的母头和公头上相应的端子接触连接。叉车车载供电装置的电池管理模块120输出连接检测电压至叉车充电装置200的控制模块230。控制模块230检测到连接检测电压后，通过通信端经由充电连接器公头和母头的通信端子(j和e)，向叉车车载供电装置的电池管理模块120的通信端b发标准报文协议信息。电池管理模块120收到标准报文协议信息后，进行解析验证，如验证正确，通过它的通信端b经由充电连接器公头和母头的通信端子(j和e)，向叉车充电装置的控制模块230的通信端发送电压电流请求充电报文协议。控制模块230解析电压电流请求充电报文协议后，根据解析出的电流电压控制变压变流模块210输出电信号，经由充电连接器的公头和母头的充电端子(k和f)，向叉车车载供电装置的电池模块110充电。其中，电源模块220可以是用于外接市电电源的电路模块。电源模块220也可以是包括储能电池，并且可以外接市电电源的电路模块。

当工作人员忘记关闭充电电流直接去拔充电连接器时，由于充电连接器端子长度的特殊设计，连接检测端子将先断开，叉车充电装置的控制模块230检测到连接检测端的电压消失，则立刻控制变压变流模块210停止输出充电电流。该控制可以由三端开关实现。因此，当长与连接检测端子的充电端子断开之前，公头和母头的充电端子已经没有电信号通过，有效的防止在没有预先人为切断充电电流的情况下，直接断开充电连接器的公头和母头，造成充电连接器发热、提前老化或损坏的风险。而且，也可以为工作人员人身安全提供更好的保障。

在一个实施例中，如图3所示，充电连接器公头240的连接检测端子包括正连接检测端子和负连接检测端子，通信端子包括高通信端子和低通信端子，充电端子包括正极充电端子和负极充电端子；变压变流模块210的输出端包括正极输出端(充电+)和负极输出端(充电-)，控制模块230的通信端包括高通信端(通信-H)和低通信端(通信-L)，控制模块230的连接检测端包括正连接检测端(连接检测+)和负连接检测端(连接检测-)；

充电连接器公头240的正连接检测端子与控制模块230的正连接检测端连接，充电连接器公头240的负连接检测端子与控制模块230的负连接检测端连接，充电连接器公头240的高通信端子与控制模块230的高通信端连接，充电连接器公头240的低通信端子与控制模块230的低通信端连接，充电连接器公头240的正极充电端子与变压变流模块210的正极输出端连接，充电连接器公头240的负极充电端子与变压变流模块210的负极输出端连接；

充电连接器公头240的正连接检测端子用于连接充电连接器母头130的正连接检测端子，充电连接器公头240的负连接检测端子用于连接充电连接器母头130的负连接检测端子，充电连接器公头240的高通信端子用于连接充电连接器母头130的高通信端子，充电连接器公头240的低通信端子用于连接充电连接器母头130的低通信端子，充电连接器公头240的正极充电端子用于连接充电连接器母头130的正极充电端子，充电连接器公头240的正极充电端子用于连接充电连接器母头130的正极充电端子；

当充电连接器公头240与充电连接器母头130处于连接状态时，正连接检测端子与负连接检测端子的长度相同，高通信端子与低通信端子的长度相同，正极充电端子与负极充电端子的接触长度相同；正连接检测端子的长度小于正极充电端子的长度。

在一个实施例中，如图4和5所示，充电连接器为REMA320连接器。

具体的，可以选用REMA320连接器母头/公头的两边最长的端子作为正极充电端子和负极充电端子，可以选用REMA320连接器母头/公头的第二长的两个端子作为正连接检测端子和负连接检测端子，可以选用REMA320连接器母头/公头的最短的两个端子作为高通信端子和低通信端子。

在一个实施例中，当控制模块230持续10分钟没有检测到连接检测电压，则进入休眠模式，降低叉车充电装置的能耗成本。

在一个实施例中，变压变流模块210为DC/DC模块。

在一个实施例中，控制模块230包括可进行数据处理的芯片或可进行数据处理的芯片系统，例如单片机、ARM处理器、DSP处理器等。

另一方面，本发明实施例还提供一种叉车充电系统，如图1至3所示，包括：上述的叉车车载电源装置和叉车充电装置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。