礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及蓄電池電源裝置，具體涉及一種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置，尤其適用于作為軌道電機(jī)車(chē)的動(dòng)力電源,其特征在于所述蓄電池電源裝置包括鋰離子蓄電池組，所述鋰離子蓄電池組由若干磷酸鐵鋰電池串聯(lián)而成。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)緊湊，充電時(shí)間短，使用壽命長(zhǎng)，安全性高，放電倍率高，較為環(huán)保。
【專(zhuān)利說(shuō)明】礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及蓄電池電源裝置，具體涉及一種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置，尤其適用于作為軌道電機(jī)車(chē)的動(dòng)力電源。
【背景技術(shù)】
[0002]礦用軌道電機(jī)車(chē)是煤礦工業(yè)的重要運(yùn)輸工具，并且在煤礦中使用的數(shù)量越來(lái)越多，電機(jī)車(chē)通常使用蓄電池作為動(dòng)力電源，目前鉛酸蓄電池仍占主導(dǎo)地位。
[0003]鉛酸蓄電池技術(shù)目前在使用中主要存在以下問(wèn)題:①充電時(shí)間較長(zhǎng)；②使用壽命短，鉛酸蓄電池理論上可使用500個(gè)循環(huán)，但在實(shí)際使用中一般只能達(dá)到400個(gè)循環(huán)；③質(zhì)量比能量和體積比能量較低；④環(huán)境污染大，鉛酸蓄電池所采用的原材料為不環(huán)保的鉛和酸；⑤安全性較低，鉛酸蓄電池在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w，使用過(guò)程中存在較大安全隱患；⑥有損健康，初充電和日常充電對(duì)人體危害很大，由于硫酸的揮發(fā)性和毒性都很強(qiáng)，產(chǎn)生的刺激性氣味對(duì)工作人員的身心健康將造成威脅。
[0004]鉛酸蓄電池因存在以上缺點(diǎn)而在使用中受到限制，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)開(kāi)始逐步棄用鉛酸蓄電池，改而尋求其他性能更好的蓄電池。由于鋰離子電池沒(méi)有記憶效應(yīng)，并且鋰離子蓄電池的質(zhì)量比能量和體積比能量均遠(yuǎn)高于鉛酸蓄電池，所以鋰離子蓄電池將成為取代鉛酸蓄電池的最佳選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置，該蓄電池電源裝置通過(guò)采用鋰離子蓄電池組、電池管理系統(tǒng)和本質(zhì)安全型電路，取代現(xiàn)有技術(shù)中所采用的鉛酸蓄電池，以實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道電機(jī)車(chē)的供電。
[0006]本實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
[0007]—種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置，其特征在于所述蓄電池電源裝置包括鋰離子蓄電池組，所述鋰離子蓄電池組由若干磷酸鐵鋰電池串聯(lián)而成。
[0008]所述蓄電池電源裝置包括電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)分析處理部分以及數(shù)據(jù)顯示控制部分，各部分均與所述鋰離子蓄電池組的輸出電路相連接以獲得供電；所述數(shù)據(jù)采集部分由電池模塊管理單元構(gòu)成，所述電池模塊管理單元與所述鋰離子蓄電池組連接，以對(duì)所述鋰離子蓄電池組內(nèi)的電壓和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；所述數(shù)據(jù)分析處理部分由電池簇管理單元構(gòu)成，所述電池簇管理單元與所述電池模塊管理單元經(jīng)CAN總線(xiàn)相連接，以接收所述電池模塊管理單元所采集的數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析處理；所述數(shù)據(jù)顯示控制部分由電池陣列管理單元、IXD顯示屏、電壓轉(zhuǎn)換模塊、熔斷器、電流傳感器以及強(qiáng)電控制盒構(gòu)成，所述電池陣列管理單元與所述電池簇管理單元經(jīng)CAN總線(xiàn)相連接，以接收顯示所述電池簇管理單元所分析處理的數(shù)據(jù)并發(fā)送控制指令。
[0009]所述蓄電池電源裝置包括本質(zhì)安全型電路，所述本質(zhì)安全型電路由順次電連接的礦用防爆型主令開(kāi)關(guān)、輸出本質(zhì)安全型電源以及本安CAN中繼器構(gòu)成，所述礦用防爆型主令開(kāi)關(guān)與所述鋰離子蓄電池組的輸出電路相連接，所述本安CAN中繼器與所述電池管理系統(tǒng)相連接。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，①由于鋰離子蓄電池的質(zhì)量比能量和體積比能量均遠(yuǎn)高于鉛酸蓄電池，所以使用相同容量和電壓規(guī)格的鋰離子蓄電池，對(duì)于電機(jī)車(chē)需要提供的電池安裝空間要求明顯降低，在一定程度上能夠減輕電機(jī)車(chē)的自重；②在充電時(shí)間上，縮短至3?4個(gè)小時(shí)；③使用壽命長(zhǎng)；④安全性高，鋰離子蓄電池在充放電過(guò)程中無(wú)析氣現(xiàn)象，在井下相對(duì)密閉的環(huán)境充電，不會(huì)帶來(lái)安全隱患，也不會(huì)對(duì)操作人員造成傷害鋰離子蓄電池允許放電倍率較高，因此應(yīng)用鋰離子蓄電池的電機(jī)車(chē)加速性能和爬坡性能明顯優(yōu)于使用鉛酸蓄電池的電機(jī)車(chē)鋰離子蓄電池相對(duì)較環(huán)保。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的電氣原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
[0013]如圖1，圖中標(biāo)記1-13分別為:鋰離子蓄電池組1、電池模塊管理單元2、電壓轉(zhuǎn)換模塊3、電池簇管理單元4、電池陣列管理單元5、強(qiáng)電控制盒6、電流傳感器7、IXD顯示屏8、礦用防爆開(kāi)關(guān)9、礦用防爆型主令開(kāi)關(guān)10、輸出本質(zhì)安全型電源11、熔斷器12、本安CAN中繼器13。
[0014]實(shí)施例:如圖1所示，本實(shí)施例具體涉及一種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置，其標(biāo)稱(chēng)容量為100AH，常用于對(duì)礦用軌道電機(jī)車(chē)進(jìn)行供電。在防爆腔內(nèi)，該蓄電池電源裝置由順次電連接的鋰離子蓄電池組1、電池管理系統(tǒng)和本質(zhì)安全型電路組成，鋰離子蓄電池組I的輸出電路與電機(jī)車(chē)動(dòng)力裝置連接以實(shí)現(xiàn)對(duì)其供電，電池管理系統(tǒng)對(duì)鋰離子蓄電池組I及其輸出電路進(jìn)行全面管理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子蓄電池組I信息的檢測(cè)和保護(hù)，此夕卜，通過(guò)本質(zhì)安全型電路實(shí)現(xiàn)與外部開(kāi)關(guān)的連接和內(nèi)外信號(hào)的傳輸。
[0015]鋰離子蓄電池組I由四個(gè)電池模塊串聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)電池模塊具體由25節(jié)磷酸鐵鋰電池串聯(lián)而成。
[0016]電池管理系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)分析處理部分以及數(shù)據(jù)顯示控制部分，各部分均與鋰離子蓄電池組I的輸出電路相連接以獲得電能數(shù)據(jù)采集部分的主體為電池模塊管理單元2，其與鋰離子蓄電池組I相連接，通過(guò)電壓表以及設(shè)置在鋰離子蓄電池組I內(nèi)的溫度傳感器，以對(duì)鋰離子蓄電池組I內(nèi)的電壓和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并發(fā)送給數(shù)據(jù)分析處理部分；②數(shù)據(jù)分析處理部分的主體為電池簇管理單元4，電池簇管理單元4與電池模塊管理單元2之間通過(guò)CAN總線(xiàn)連接，以接收電池模塊管理單元2所采集到的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理；③數(shù)據(jù)顯示控制部分主要包括IXD顯示屏8、電池陣列管理單元5、電壓轉(zhuǎn)換模塊3、礦用防爆開(kāi)關(guān)9、熔斷器12、電流傳感器7以及強(qiáng)電控制盒6，電池陣列管理單元5與電池簇管理單元4之間經(jīng)CAN總線(xiàn)連接，以接收電池簇管理單元4所分析處理的數(shù)據(jù)，通過(guò)IXD顯示屏8顯示并發(fā)送控制指令，其中熔斷器12、電流傳感器7和強(qiáng)電控制盒6具體設(shè)置于鋰離子蓄電池組I的輸出電路中，熔斷器12用于防止輸出電路中電流值過(guò)大以及時(shí)斷開(kāi)電路，電流傳感器7用于檢測(cè)輸出電路中的電流值并發(fā)送給電池陣列管理單元5以供處
理顯示。
[0017]本質(zhì)安全型電路由順次電連接的礦用防爆型主令開(kāi)關(guān)10、輸出本質(zhì)安全型電源11以及本安CAN中繼器13構(gòu)成，輸出本質(zhì)安全型電源11與鋰離子蓄電池組I的輸出電路相連接以獲取電能，同時(shí)本安CAN中繼器13經(jīng)CAN總線(xiàn)與電池陣列管理單元5連接，以使電池管理系統(tǒng)通過(guò)本質(zhì)安全型電路實(shí)現(xiàn)與外部開(kāi)關(guān)的連接和內(nèi)外信號(hào)的傳輸。
[0018]如圖1所示，以下為采用該種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置的工作原理:鋰離子蓄電池組I通過(guò)熔斷器12和電流傳感器7連接到強(qiáng)電控制盒6，輸出給電機(jī)車(chē)供電；強(qiáng)電控制盒6通過(guò)電池簇管理單元4控制通斷；電池模塊管理單元2將對(duì)鋰離子蓄電池組I的電壓和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采集的數(shù)據(jù)送到電池簇管理單元4，電池簇管理單元4對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并通過(guò)電池陣列管理單元5來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制，同時(shí)通過(guò)IXD顯示屏8顯示采集數(shù)據(jù)和控制信息。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置，其特征在于所述蓄電池電源裝置包括鋰離子蓄電池組，所述鋰離子蓄電池組由若干磷酸鐵鋰電池串聯(lián)而成，所述蓄電池電源裝置包括電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)分析處理部分以及數(shù)據(jù)顯示控制部分，各部分均與所述鋰離子蓄電池組的輸出電路相連接以獲得供電；所述數(shù)據(jù)采集部分由電池模塊管理單元構(gòu)成，所述電池模塊管理單元與所述鋰離子蓄電池組連接，以對(duì)所述鋰離子蓄電池組內(nèi)的電壓和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；所述數(shù)據(jù)分析處理部分由電池簇管理單元構(gòu)成，所述電池簇管理單元與所述電池模塊管理單元經(jīng)CAN總線(xiàn)相連接，以接收所述電池模塊管理單元所采集的數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析處理；所述數(shù)據(jù)顯示控制部分由電池陣列管理單元、LCD顯示屏、電壓轉(zhuǎn)換模塊、熔斷器、電流傳感器以及強(qiáng)電控制盒構(gòu)成，所述電池陣列管理單元與所述電池簇管理單元經(jīng)CAN總線(xiàn)相連接，以接收顯示所述電池簇管理單元所分析處理的數(shù)據(jù)并發(fā)送控制指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型鋰離子蓄電池電源裝置，其特征在于所述蓄電池電源裝置包括本質(zhì)安全型電路，所述本質(zhì)安全型電路由順次電連接的礦用防爆型主令開(kāi)關(guān)、輸出本質(zhì)安全型電源以及本安CAN中繼器構(gòu)成，所述礦用防爆型主令開(kāi)關(guān)與所述鋰離子蓄電池組的輸出電路相連接，所述本安CAN中繼器與所述電池管理系統(tǒng)相連接。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203377619SQ201320340072
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】鄭昌陸, 馬桂鵬, 段文飛 申請(qǐng)人:上海申傳電氣股份有限公司