CN102810896B - 48v矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源,由主控箱和电源箱构成;电源箱包括箱体,箱体内设有两块内隔板,将箱体的内腔分为三个腔体,由左至右依次是电源接线腔、电源控制腔和电池腔;电池腔内安装电池组,电源控制腔内安装控制系统,第一内隔板上安装数个蓄电池电源接线端子;第二内隔板上有过线槽,电池组通过导线经过导线槽与控制系统连接;控制系统通过导线与蓄电池电源接线端子连接;箱体上均安装密封盖;主控箱包括外壳,外壳内水平设置主控箱内隔板,主控箱内隔板将外壳的内腔分主控箱接线腔和主控箱控制腔,主控箱内隔板上安装数个主控箱接线端子;主控箱控制腔的一侧安装控制腔门,控制腔门与外壳铰接。

Description

48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源
技术领域
[0001] 本发明涉及一种48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源。
背景技术
[0002]目前,矿用电池是铅酸电池。但是,铅酸电池体积大、储电量少、运行稳定性差的缺陷,已使其不能适应井下应急供电的要求。而且,铅酸电池在使用过程中会产生可燃气体,使用过程中存在较大的安全隐患。
发明内容
[0003] 本发明的目的,是提供一种48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源,以下简称蓄电池电源。它的主要用途及适用范围:它适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下、露天煤矿、选煤厂等工作场所,是为救生舱、避难硐室等重要的现场用电设备储备电源以及向通信分站等要求不间断供电的隔爆型设备提供不间断的直流稳压电能的电源。它体积小、储电量大、运行稳定,并且安全性更高,可克服现有技术存在的缺陷。蓄电池电源组成可以是:含显示屏的主控制箱、η个单体电池组、C A N通讯系统。能达到电压检测、温度检测、电流检测、电池组的充、放电管理,电池模块并联的回流保护、S O C估计、显示,报警以及串联通讯功能等。外部电源接通时,系统具有对各电池箱的轮流定时放电、充电的维护功能。融合隔爆技术、开关电源技术和UPS技术的高科技产品,有一组输入与多组输出,针对客户需要调整输入及输出组数。另外该电源具有启动快、保护功能齐全的特点,故障报警时液晶屏上有明确的报警显示,并显示报警箱号及故障类型。故障解除后,可通过按键,实现系统复位。出现故障后,系统除去故障箱外仍能正常运行。外部交流供电停止后对外工作放电各箱依次按最低单节电池电压2.8V放电,全部放电至2.8V后依次按2.6V强制放电,进一步延长使用时间。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的:48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源,由主控箱和电源箱构成;电源箱包括箱体,箱体内设有第一内隔板和第二内隔板,将箱体的内腔分为三个腔体,由左至右依次是电源接线腔、电源控制腔和电池腔;电池腔内安装电池组,电源控制腔内安装控制系统,第一内隔板上安装数个蓄电池电源接线端子;第二内隔板上有过线槽,电池组通过导线经过导线槽与控制系统连接;控制系统通过导线与蓄电池电源接线端子连接;箱体上均安装密封盖;主控箱包括外壳,外壳内水平设置主控箱内隔板,主控箱内隔板将外壳的内腔分主控箱接线腔和主控箱控制腔,主控箱内隔板上安装数个主控箱接线端子;主控箱控制腔的一侧安装控制腔门,控制腔门的一侧通过折页与外壳铰接;控制腔门上安装显示屏、主页键、开关电源键、翻页键、旋钮和按钮,主控箱控制腔内安装机芯,显示屏、主页键、开关电源键、翻页键、按钮和旋钮分别通过导线与机芯连接,机芯通过导线与主控箱接线端子连接;主控箱接线端子通过导线经主控箱接线腔和电源接线腔与蓄电池电源接线端子连接;主控箱接线腔的顶部设有接线腔盖。
[0005] 为进一步实现本发明的目的,还可以采用以下技术方案实现:所述控制腔门上活动安装把手,把手通过把手轴与控制腔门铰接;把手轴上固定安装第二连杆;控制腔门开设条形槽,条形槽与第二连杆配合,第二连杆与第一连杆的一端铰接,第一连杆的另一端与推拉杆的一端铰接;控制腔门的内侧安装支撑杆,支撑杆上安装导套,导套内活动安装连接座,连接座上对称设置两个锁定杆,每个锁定杆的内侧各开设一个锁定腔和一个出口,同一锁定杆上的出口与锁定腔相通,并且,出口的宽度小于锁定腔的宽度;连接座上安装压杆,压杆位于两锁定杆之间;推拉杆的另一端穿入导套内与连接座连接;推拉杆上设有挡块,挡块位于导套外,推拉杆的外周安装弹簧,弹簧位于挡块与导套之间;外壳上安装连接架,连接架上设有转轴支架,转轴支架上安装转轴,转轴的两端各安装一个锁定块,转轴上安装棘齿扳手,棘齿扳手仅能带动转轴单向转动;转轴的外周安装扭簧,扭簧的一端与转轴支架连接,扭簧的另一端与棘齿扳手连接;同侧的一个锁定块和一个锁定腔对应配合,锁定块的长度大于出口的宽度,而小于锁定腔的宽度;锁定块的宽度小于出口的宽度;转轴上安装棘轮,棘轮位于两锁定块之间,转轴支架上安装压簧支架,压簧支架上安装压簧,转轴支架上活动安装棘爪,棘爪能相对转轴支架转动,棘爪与棘轮配合;棘轮上均匀设有四个棘齿;压簧与棘爪接触为棘爪提供预紧力,压簧支架为棘齿扳手限位。所述主控箱接线腔的侧壁上设有第二连接装置;电源接线腔的侧壁上设有第一连接装置,所述连接蓄电池电源接线端子和主控箱接线端子的导线分别穿过第一连接装置和第二连接装置。
[0006] 本发明的积极效果在于:它装有锂离子电池组,可大幅缩小电源体积,提高储电能力,并且,无污染、安全性好。它的锂离子电池组和控制系统分别安装在电池腔和控制腔内,隔爆效果更好,更进一步提高了所述电源的安全性。它的控制腔盖上加装有警示和锁定装置,可有效防止带电开盖的情况发生。另外,它还可是融合了隔爆技术、开关电源技术和UPS技术的高科技产品,有一组输入与多组输出,针对客户需要调整输入及输出组数。另外该电源具有启动快、保护功能齐全的特点,故障排除后能自动恢复工作。KY-33-6触发板控制可控硅对电瓶逆变放电不同于常规的逆变,它是将电池的电能逆变成三相交流电回馈到电网上去,无需放电设备就不产生热量,有效的降低了腔内温度。本发明还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用方便的优点。
附图说明
[0007] 图1是所述主控箱的结构示意图;图2是图1的右视图;图3是所述蓄电池电源的结构不意图;图4是图3的左视图;图5是图3是俯视图;图6是图1的左视图;图7是图6中I部分的局部放大图;图8是沿图7中A-A线的剖视放大结构示意图;图9是沿图7中B-B线的剖视放大结构示意图;图10是图6中II部分的局部放大图;图11是图10中C方向的向视图;图12是本发明所述的48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源结构示意图。
[0008] 附图标记:1接线腔盖2主控箱接线腔3第二连接装置4折页5开关电源键6翻页键7按钮8控制腔门9底脚10显示屏11主页键12把手13旋钮14主控箱接线端子15管理系统16主控箱控制腔17蓄电池电源接线端子18电源控制腔盖19第一连接装置20箱体21电池箱盖22电池组23电源接线腔24电源控制腔25电池腔26第一内隔板27连接座28控制系统29第二内隔板30锁定块31转轴支架32连接架33出口 34转轴35棘齿扳手36扭簧37锁定腔38锁定杆39压簧支架40压杆41推拉杆42第一连杆43第二连杆44条形槽45挡块46弹簧47支撑杆48导套49把手轴50棘轮51棘爪52压簧53外壳54主控箱内隔板55基座。
具体实施方式
[0009] 本发明所述的48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源,如图12所示,由主控箱和电源箱构成。如图5所不,电源箱包括箱体20,箱体20内设有第一内隔板26和第二内隔板29,将箱体的内腔分为三个腔体,由左至右依次是电源接线腔23、电源控制腔24和电池腔25 ;电池腔25内安装电池组22,电源控制腔24内安装控制系统28,第一内隔板26上安装数个蓄电池电源接线端子17 ;第二内隔板29上有过线槽,电池组22通过导线经过导线槽与控制系统28连接;控制系统28通过导线与蓄电池电源接线端子17连接。箱体20上均安装密封盖;如图5所示,电源接线腔23和电源控制腔24的上各安装一个电源控制腔盖18,电池腔25上安装一个电池箱盖21。如图2所示,主控箱包括外壳53。外壳53内水平设置主控箱内隔板54,主控箱内隔板54将外壳53的内腔分主控箱接线腔2和主控箱控制腔16。主控箱内隔板54上安装数个主控箱接线端子14。主控箱控制腔16的一侧安装控制腔门8。如图1所示,控制腔门8的一侧通过折页4与外壳53铰接。控制腔门8上安装显示屏10、主页键11、开关电源键5、翻页键6、旋钮13和按钮7。主控箱控制腔16内安装管理系统15。显示屏10、主页键11、开关电源键5、翻页键6、按钮7和旋钮13分别通过导线与管理系统15连接。管理系统15通过导线与主控箱接线端子14连接。主控箱接线端子14通过导线经主控箱接线腔2和电源接线腔23与蓄电池电源接线端子17连接。主控箱接线腔2的顶部设有接线腔盖I。所述的管理系统15和控制系统28配合可控制电池组22的充、放电。管理系统15可控制电池组22在井下应急情况下,对外平稳供电。而在井下电力系统正常时,电池组22可由外接电源向内充电。显示屏10可显示电池组22充、放电的具体数据。开关电源键5、翻页键6和按钮7可便于操作人员选择显示屏10所显示的信息,流览更多内容。通常多个所述的电源组合使用,
[0010] 每个所述的电源可采用各自独立的控制系统28对各个箱体20内的电池组22进行充放电管理。正常情况下,当外接127660V电源正常供电时,本发明所述的电源处于备用状态,无48V输出;当系统检测到127660V外电源失去时,第一台所述电源输出48V,第一台电源内电源消耗完毕后,第二箱电源自动接入48V对外输出,如此,多个电源依次接入48V供电。当外电路发生短路时所述电源进入保护状态,自动切断对外供电。
[0011] 为确保控制腔门8在正常运行过程中处于锁定状态,而只有当工作人员转动并拉动把手12时才可打开,设计以下方案:
[0012] 如图6、图10和图11所示,所述控制腔门8上活动安装把手12。把手12通过把手轴49与控制腔门8铰接。把手轴49上固定安装第二连杆43。把手12可与第二连杆43同步转动。控制腔门8开设条形槽44,条形槽44与第二连杆43配合。第二连杆43可在条形槽44内往复摆动。如图10和11所示,第二连杆43与第一连杆42的一端铰接,第一连杆42的另一端与推拉杆41的一端铰接。控制腔门8的内侧安装支撑杆47,支撑杆47上安装导套48。如图7所示,导套48内活动安装连接座27。连接座27上对称设置两个锁定杆38,每个锁定杆38的内侧各开设一个锁定腔37和一个出口 33。同一锁定杆38上的出口33与锁定腔37相通,并且,出口 33的宽度小于锁定腔37的宽度。连接座27上安装压杆40,压杆40位于两锁定杆38之间。推拉杆41的另一端穿入导套48内与连接座27连接。推拉杆41可带动连接座27往复直线移动。推拉杆41上设有挡块45,挡块45位于导套48外,推拉杆41的外周安装弹簧46,弹簧46位于挡块45与导套48之间。外壳53上安装连接架32。连接架32上设有转轴支架31。转轴支架31上安装转轴34。转轴34的两端各安装一个锁定块30。转轴34上安装棘齿扳手35,棘齿扳手35仅能带动转轴34单向转动。转轴34的外周安装扭簧36,扭簧36的一端与转轴支架31连接,扭簧36的另一端与棘齿扳手35连接。如图9所示,同侧的一个锁定块30和一个锁定腔37对应配合。锁定块30的长度大于出口 33的宽度,而小于锁定腔37的宽度;锁定块30的宽度小于出口 33的宽度。如图7所示,转轴34上安装棘轮50,棘轮50位于两锁定块30之间。转轴支架31上安装压簧支架39,压簧支架39上安装压簧52。压簧支架39与棘齿扳手35配合,可对棘齿扳手35起限位作用。转轴支架31上活动安装棘爪51,棘爪51能相对转轴支架31转动。如图8所示,棘爪51与棘轮50配合。棘轮50上均匀设有四个棘齿,以便棘齿扳手35每次仅能带动转轴34转90度。压簧 52与棘爪51接触为棘爪51提供预紧力,确保棘爪51与棘轮50始终紧密配合。
[0013] 通常控制腔门8与外壳53锁定无法打开。需打开控制腔门8对内部设备进行检修时,只需拉动把手12,把手12先相对控制腔丨]8转动,把手12带动弟二连杆43冋步转动。第二连杆43通过第一连杆42推动推拉杆41移动,推拉杆41通过连接座27和压杆40推动棘齿扳手35转动,同时,锁定杆38与连接座27同步移动,使锁定块30在锁定腔37内有足够的转动空间。棘齿扳手35通过转轴34带动锁定块30转动90度,如图9所示,使锁定块30转至水平状态,使锁定块30可由出口 33穿出。此时,继续拉动把手12,可将控制腔门8相对外壳53打开。
[0014] 之后,松开把手12,把手12在弹簧46的作用下复位,棘齿扳手35在扭簧36的作用下复位。由于棘轮50与棘爪51配合,使转轴34无法反转,因此,锁定块30固定不动。
[0015] 当需将控制腔门8与外壳53重新锁定时,先将控制腔门8相对外壳53闭合,使两个锁定块30重新插入对应的锁定腔37内;再转动把手12,把手12、第二连杆43、第一连杆42、推拉杆41、连接座27、转轴34和棘齿扳手35按上述开锁过程动作,使锁定块30再转动90度,此时锁定块30与锁定杆38配合将控制腔门8与外壳53重新锁定。
[0016] 如图2和图3所示,所述主控箱接线腔2的侧壁上设有第二连接装置3。电源接线腔23的侧壁上设有第一连接装置19。所述连接蓄电池电源接线端子17和主控箱接线端子14的导线分别穿过第一连接装置19和第二连接装置3。所述的第一连接装置19和第二连接装置3均可以是防爆接口,既可对导线有引导作用,又可提高安全性。
[0017] 本发明所述48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源的主控制箱内可设有UPS电源,利用UPS电源在正常工作状态下,采用1140、660、380、127伏电压进行工作,在非正常工作状态下由48伏电池供电,输出用户需要的直流电压,最多8路。
[0018] 本发明所述48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源可具备以下功能:
[0019] a并联电池组回路保护:在充放电负极均增加了二极管,防止电池组并联后的不同电池组间的产生回流、短路现象;
[0020] b充放电保护:即可对各电池模块进行充放电保护,即当并联的某一电池模块充满/放完时,切断该回路的充放电回路,不影响其他电池模块的工作;也可对整个电源系统进行保护;
[0021] c电流检测:实时检测充电、放电的电流值;
[0022] d SOC:实时动态估计电池组的剩余容量;
[0023] e串行总线通讯:可以读取各单体电池组的数据信息,以便进行统一处理;
[0024] f显示及报警控制:将电池组的各信息传输给显示屏进行显示,并在过充、过放的状态下时时做出报警处理;
[0025] 本发明所述48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源的单体电池组功能及实现方法可以按如下设置:
[0026] 由于采用48V/60Ah标准电池组,因此根据避难硐室、救生舱内电气设备的容量采用有2-n组48V/60Ah单体电池组并联而成,电池管理系统根据电池组的分布设计成分布式串联结构,共有2-n块数据采集模块<每个从机有16个温度传感器>和一块主机控制模块。并有一块主机控制模块,通过串联总线对数据采集模块进行通讯及控制。
[0027] a单节电芯电压检测16串;可根据实际需要采集单体16串的电池组信息。
[0028] b温度检测:16个温感;可对各单体电芯的温度进行检测。
[0029] c串行通讯:将数据传输给主控模块;
[0030] d均衡功能:充电时对不一致的电池进行均衡,均衡电流可达到60(T800mA。
[0031] 本发明所述的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (2)

1.48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源,其特征在于:由主控箱和电源箱构成;电源箱包括箱体(20),箱体(20)内设有第一内隔板(26)和第二内隔板(29),将箱体的内腔分为三个腔体,由左至右依次是电源接线腔(23)、电源控制腔(24)和电池腔(25);电池腔(25)内安装电池组(22),电源控制腔(24)内安装控制系统(28),第一内隔板(26)上安装数个蓄电池电源接线端子(17);第二内隔板(29)上有过线槽,电池组(22)通过导线经过导线槽与控制系统(28)连接;控制系统(28)通过导线与蓄电池电源接线端子(17)连接;箱体(20)上均安装密封盖;主控箱包括外壳(53),外壳(53)内水平设置主控箱内隔板(54),主控箱内隔板(54)将外壳(53)的内腔分主控箱接线腔(2)和主控箱控制腔(16),主控箱内隔板(54)上安装数个主控箱接线端子(14);主控箱控制腔(16)的一侧安装控制腔门(8),控制腔门(8)的一侧通过折页(4)与外壳(53)铰接;控制腔门(8)上安装显示屏(10)、主页键(11)、开关电源键(5)、翻页键(6)、旋钮(13)和按钮(7),主控箱控制腔(16)内安装机芯(15),显示屏(10)、主页键(11)、开关电源键(5)、翻页键(6)、按钮(7)和旋钮(13)分别通过导线与机芯(15)连接,机芯(15)通过导线与主控箱接线端子(14)连接;主控箱接线端子(14)通过导线经主控箱接线腔(2 )和电源接线腔(23 )与蓄电池电源接线端子(17 )连接;主控箱接线腔(2)的顶部设有接线腔盖(I);所述控制腔门(8)上活动安装把手(12),把手(12)通过把手轴(49)与控制腔门(8)铰接;把手轴(49)上固定安装第二连杆(43);控制腔门(8 )开设条形槽(44),条形槽(44)与第二连杆(43 )配合,第二连杆(43 )与第一连杆(42)的一端铰接,第一连杆(42)的另一端与推拉杆(41)的一端铰接;控制腔门(8)的内侧安装支撑杆(47 ),支撑杆(47 )上安装导套(48 ),导套(48 )内活动安装连接座(27 ),连接座(27)上对称设置两个锁定杆(38),每个锁定杆(38)的内侧各开设一个锁定腔(37)和一个出口(33),同一锁定杆(38)上的出口(33)与锁定腔(37)相通,并且,出口(33)的宽度小于锁定腔(37)的宽度;连接座(27)上安装压杆(40),压杆(40)位于两锁定杆(38)之间;推拉杆(41)的另一端穿入导套(48)内与连接座(27)连接;推拉杆(41)上设有挡块(45),挡块(45)位于导套(48)外,推拉杆(41)的外周安装弹簧(46),弹簧(46)位于挡块(45)与导套(48)之间;外壳(53)上安装连接架(32),连接架(32)上设有转轴支架(31 ),转轴支架(31)上安装转轴(34),转轴(34)的两端各安装一个锁定块(30),转轴(34)上安装棘齿扳手(35),棘齿扳手(35)仅能带动转轴(34)单向转动;转轴(34)的外周安装扭簧(36),扭簧(36 )的一端与转轴支架(31)连接,扭簧(36 )的另一端与棘齿扳手(35 )连接;同侧的一个锁定块(30)和一个锁定腔(37)对应配合,锁定块(30)的长度大于出口(33)的宽度,而小于锁定腔(37)的宽度;锁定块(30)的宽度小于出口(33)的宽度;转轴(34)上安装棘轮(50),棘轮(50)位于两锁定块(30)之间,转轴支架(31)上安装压簧支架(39),压簧支架(39)上安装压簧(52),转轴支架(31)上活动安装棘爪(51),棘爪(51)能相对转轴支架(31)转动,棘爪(51)与棘轮(50 )配合;棘轮(50 )上均匀设有四个棘齿;压簧(52 )与棘爪(51)接触为棘爪(51)提供预紧力,压簧支架(39 )为棘齿扳手(35 )限位。
2.根据权利要求1所述的48V矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源,其特征在于:所述主控箱接线腔(2)的侧壁上设有第二连接装置(3);电源接线腔(23)的侧壁上设有第一连接装置(19),所述连接蓄电池电源接线端子(17)和主控箱接线端子(14)的导线分别穿过第一连接装置(19)和第二连接装置(3)。
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