CN111063848A - 一种矿用隔爆电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种矿用隔爆电源装置，包括：内胆箱体，内部放置锂离子电池组，设有密封性接口；内胆箱盖，将所述锂离子电池组封于内胆箱体内；密封件，位于内胆箱体与内胆箱盖之间，使得内胆箱体内形成IP67及以上的防水防尘密闭空间；隔爆箱，安装固定有控制连接所述内胆箱体的电气组件对锂离子电池组进行管理及控制，以及连接所述密封性接口与电气组件的连接线，箱体上还设有对外接口的接线口；灭火探测器、灭火装置及灭火控制器组成自动灭火系统，可及时上报火情及抑制火情；系统控制箱，可协调多个电源箱串并联工作，达到更高电压和更大电量的电池系统。

Description

一种矿用隔爆电源装置
技术领域
本发明涉及一种矿用隔爆电源装置。
背景技术
当前我国矿用井下运输设备绝大多数使用隔爆柴油机车，只有少数使用进口的隔爆蓄电池车辆；随着大量隔爆柴油机车在矿井下的应用，有害气体和噪声严重超标，对井下人员职业健康形成危害；因此，矿用井下运输设备的电动化势在必行，矿用隔爆电源作为车辆的动力来源显得尤为重要；同时，矿井下工作环境十分恶劣,周围经常充斥着易燃气体或易燃粉尘；因此，矿用电源必须采取完善的隔爆措施，目前行业设计的电源箱基本都要求满足1.5MPa以上的隔爆性能；但由于矿井下通常也都是高湿多尘的环境，而普通的隔爆电源箱并不具有防尘防水功能；普通隔爆电源箱在高湿多尘环境下使用，可能导致：一、电源箱内产生冷凝水或进水，会加快内部高压连接、金属结构件的腐蚀和老化，造成绝缘性能下降甚至高压打火或电子元器件失效，最终导致电池系统失效甚至起火爆炸；二、灰尘进入电源箱，沉积在电芯上，对电芯的金属结构件进行腐蚀老化，增大电阻，发热严重导致电池系统温度高甚至起火爆炸；若发生起火爆炸，虽说有隔爆箱保护，但也存在泄露出来的可能，从而导致井下其他设备受损，影响井下设备及人员的安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿用隔爆电源装置，以解决背景技术中提出的矿用井下运输设备电动化需求以及所带来的绝缘安全防护和起火爆炸问题，提高井下空气环境质量及矿用隔爆电源的安全性。
本发明采用以下技术方案：
一种矿用隔爆电源装置，包括：内胆箱体，内部放置锂离子电池组，设有密封性接口；内胆箱盖，将所述锂离子电池组封于内胆箱体内；密封件，位于内胆箱体与内胆箱盖之间，使得内胆箱体内形成IP67及以上的防水防尘密闭空间；隔爆箱，内部安装固定所述内胆箱体及内胆箱盖，还安装固定有控制连接所述内胆箱体的电气组件对锂离子电池组进行管理及控制，以及连接所述密封性接口与电气件的连接线，箱体上还设有对外接口的接线口；隔爆箱箱盖，用于封闭所述隔爆箱；灭火探测器，放置于所述内胆箱体内，用于检测气体或温度异常并对异常信息进行传输；灭火装置，固定安装于所述内胆箱体内；系统控制箱，内部放置包括灭火控制器在内的集成控制电气件，设有控制接线柱；所述灭火控制器用于接收所述灭火探测器的信号，并控制所述灭火装置的启动。
优选的，所述隔爆箱，设有底板、两长侧板、两短侧板、隔爆横隔板与隔爆竖隔板；所述底板、两长侧板与两短侧板共同组成容置空间；所述隔爆横隔板与隔爆竖隔板将所述隔爆箱分为三个腔，分别为电池腔、电气腔和接线腔；所述电池腔，用于放置所述内胆箱体；所述电气腔，用于放置控制连接所述内胆箱体的电气件；所述接线腔，用于放置所述内胆箱体通讯口与隔爆箱电气件对外接线，还设有所述对外接口的接线口；所述的隔爆箱箱盖，分为电池腔盖，电气件腔盖与接线腔盖；所述电池腔盖用于封闭所述的电池腔；所述电气件腔盖用于封闭所述的电气件腔；所述的接线腔盖用于封闭所述的接线腔。
优选的，所述密封件，环绕安装固定于所述内胆箱体四壁的上方。
所述灭火装置，内置无色无味无毒的气体灭火剂，启动后不会对其他电芯及零部件产生影响，无需特殊清理。
优选的，所述隔爆箱由符合高性能的钢材制成。
优选的，所述电气组件，包含电池管理系统、继电器、熔断器、电流传感器等，可对电池电压、温度、电流等参数进行监控，并根据参数实现过压、欠压、高温、低温、过流、绝缘故障、短路等保护功能。
优选的，所述的内胆箱和隔爆箱，形成一种双层防护结构，使得此矿用隔爆电源箱既有隔爆性能又具备防尘防水功能。
优选的，所述灭火探测器、灭火控制器及灭火装置形成一种自动灭火系统，采用温敏感温线，测温面广且速度快，当灭火探测器检测到温度或气体有异常时，灭火控制器可上报报警信息，并启动灭火装置，达到自动灭火降温的效果。
优选的，所述系统控制箱内含灭火控制器及电池管理系统控制器等集成组件，为当多个电源箱串联、并联或混联使用时，系统控制箱可协调好各个电源箱之间的配合使用，达到更大容量或更高电压的电源系统参数要求。
本发明的有益效果为：本发明制作的一种矿用隔爆电源装置的双层防护结构首次应用在矿用隔爆电源领域；内胆箱体和内胆箱盖，通过密封件的作用，达到IP67级或以上的防水防尘等级；通过隔爆箱和内胆箱体的双层结构防护，使得电池的绝缘安全防护及失效控制性能大幅提升；同时，电气组件包含电池管理系统、继电器、熔断器、电流传感器等，可对电池电压、温度、电流等参数进行监控，并根据参数实现过压、欠压、高温、低温、过流、绝缘故障、短路等保护功能；并且，在隔爆箱内设置灭火探测器和灭火装置，当锂离子电池组热失控、热量升高使得电芯温度升高时，温度检测仪检测检测到温度异常升高，将信号传导至灭火控制器，灭火控制器控制灭火装置进行工作；这使得电池在发生失控时，提前就做出灭火动作，防止热失控进一步扩散而造成严重后果，而加入气体检测仪进一步加强检测效果；另外，系统控制箱的存在，可为达到更大容量或更高电压的电源系统参数要求提供解决办法。
附图说明
图1是本发明的整体示意图。
图2是本发明的隔爆箱整体示意图。
图3是本发明隔爆箱分解示意图。
图4是本发明内胆箱体的示意图。
图5是本发明隔爆箱的箱体示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步说明：
如图1～图5所示的一种矿用隔爆电源装置，包括内胆箱体1，内部放置锂离子电池组2，设有通讯口11及高压口16，所述通讯口11及高压口16均为密封性接口；内胆箱盖13，将所述锂离子电池组2封于内胆箱体1内；密封件12，位于内胆箱体1与内胆箱盖13之间，使得内胆箱体1内形成防水防尘密闭空间；隔爆箱4，呈方形，设有底板41、两长侧板42、两短侧板43、隔爆横隔板44与隔爆竖隔板45；所述底板41、两长侧板42与两短侧板43共同组成容置空间；所述隔爆横隔板44与隔爆竖隔板45将所述隔爆箱4分为三个腔，分别为电池腔5、电气腔6和接线腔7；所述电池腔5，用于放置所述内胆箱体1；所述电气腔6，用于放置控制连接所述内胆箱体1的电气组件；所述接线腔7，用于放置所述内胆箱体通讯口11、高压口16与隔爆箱电气件对外接线，还设有所述对外接口的接线口72；隔爆箱箱盖，用于封闭所述隔爆箱4；灭火探测器14，放置于所述内胆箱体1内，用于检测气体或温度异常并对异常信息进行传输；灭火装置15，固定安装于所述内胆箱体1内；系统控制箱3，固定安装于所述隔爆箱箱盖上方，内部放置包括灭火控制器在内的集成控制电气件31，设有控制接线柱32；所述灭火控制器用于接收所述灭火探测器的信号，并控制所述灭火装置15的开关；所述控制接线柱32与接线口72对接；本发明内胆箱体、隔爆箱与其他电气件的连接为本行业技术人员常规连接方法，这里不做累述。
所述密封件12，为硅胶条，环绕安装固定于内胆箱体1的四壁上方；内胆箱盖13下压作用于密封件12，并通过螺栓固定于内胆箱体1上方，使得内胆箱体1形成一密闭空间，达到防尘防水的效果。
隔爆箱箱盖，用于封闭所述隔爆箱，分为电池腔盖51，电气件腔盖61与接线腔盖71；所述电池腔盖51用于封闭所述的电池腔5；所述电气件腔盖61用于封闭所述的电气件腔6；所述的接线腔盖71用于封闭所述的接线腔7。
优选的，所述密封件12为橡胶圈、发泡胶、硅胶等材质。
优选的，所述隔爆箱4由符合隔爆工艺的阻燃性材料制成。
优选的，所述灭火探测器14为气体检测仪或气体温度一体检测器。
优选的，所述系统控制箱内含系统控制组件及灭火控制器，可协调多个电源箱联合使用时的正常工作。
本发明的有益效果为：本发明制作的一种矿用隔爆电源装置的双层防护结构首次应用在矿用隔爆电源领域；内胆箱体和内胆箱盖，通过密封件的作用，达到IP67或以上的防水防尘等级；通过隔爆箱和内胆箱体的双层结构防护，使得电池的绝缘安全防护及失效控制性能大幅提升；同时，电气组件包含电池管理系统、继电器、熔断器、电流传感器等，可对电池电压、温度、电流等参数进行监控，并根据参数实现过压、欠压、高温、低温、过流、绝缘故障、短路等保护功能；并且，在隔爆箱内设置灭火探测器和灭火装置，当锂离子电池组热失控、热量升高使得电芯温度升高时，温度检测仪检测检测到温度异常升高，将信号传导至灭火控制器，灭火控制器控制灭火装置进行工作；这使得电池在发生失控时，提前就做出灭火动作，防止热失控进一步扩散而造成严重后果，而加入气体检测仪进一步加强检测效果；另外，系统控制箱的存在，可为达到更大容量或更高电压的电源系统参数要求提供解决办法。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种矿用隔爆电源装置，其特征在于，包括：
内胆箱体，内部放置锂离子电池组，设有密封性接口；
内胆箱盖，将所述锂离子电池组封于内胆箱体内；
密封件，位于内胆箱体与内胆箱盖之间，使得内胆箱体内形成IP67级以上的防水防尘密闭空间；
隔爆箱，内部安装固定所述内胆箱体及内胆箱盖，还安装固定有控制连接所述内胆箱体的电气组件对锂离子电池组进行管理及控制，以及连接所述密封性接口与电气组件的连接线，箱体上还设有对外接口的接线口；
隔爆箱箱盖，用于封闭所述隔爆箱，达到隔爆效果；
灭火探测器，放置于所述内胆箱体内，可检测CO、温度和烟雾等参数，并采用温感热敏线，均匀布置在电池组上方，测温面广且速度快；
灭火装置，内置灭火剂。
系统控制箱，用于协调多个电源箱串并联工作，达到更高电压和更大电量的电池系统；
灭火控制器，用于接收所述灭火探测器的信号，并控制所述灭火装置的启动。
2.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆电源装置，其特征在于：
所述隔爆箱，设有底板、两长侧板、两短侧板、隔爆横隔板与隔爆竖隔板；
所述底板、两长侧板与两短侧板共同组成放置空间；所述隔爆横隔板与隔爆竖隔板将所述隔爆箱分为三个腔，分别为电池腔、电气腔和接线腔；
所述电池腔，用于放置所述内胆箱体；
所述电气腔，用于放置控制连接所述内胆箱体的电气组件；
所述接线腔，用于放置所述内胆箱体密封性接口与隔爆箱电气件对外接线，还设有所述对外接口的接线口；
所述的隔爆箱箱盖，分为电池腔盖，电气腔盖与接线腔盖；
所述电池腔盖用于封闭所述的电池腔；
所述电气腔盖用于封闭所述的电气腔；
所述的接线腔盖用于封闭所述的接线腔。
3.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆电源装置，其特征在于：
所述密封件，环绕安装固定于所述内胆箱体四壁的上方。
4.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆电源装置，其特征在于：
所述灭火装置，内置无色无味无毒的气体灭火剂，启动后不会对其他电芯及零部件产生影响，无需特殊清理。
5.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆电源装置，其特征在于：
所述隔爆箱由符合高性能的钢材制成，与隔爆箱盖配合达到隔爆要求。
6.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆电源装置，其特征在于：
所述电气组件，包含电池管理系统、继电器、熔断器、电流传感器等，可对电池电压、温度、电流等参数进行监控，并根据参数实现过压、欠压、高温、低温、过流、绝缘故障、短路等保护功能。
7.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆电源装置，其特征在于：
所述的内胆箱和隔爆箱，形成一种双层防护结构，使得此矿用隔爆电源箱既有隔爆性能又具备防尘防水功能。
8.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆电源装置，其特征在于：
所述灭火探测器、灭火控制器及灭火装置形成一种自动灭火系统，采用温敏感温线，测温面广且速度快，当灭火探测器检测到温度或气体有异常时，灭火控制器可上报报警信息，并启动灭火装置，达到自动灭火降温的效果。
9.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆电源装置，其特征在于：
所述系统控制箱内含灭火控制器及电池管理系统控制器等集成组件，为当多个电源箱串联、并联或混联使用时，系统控制箱可协调好各个电源箱之间的配合使用，达到更大容量或更高电压的电源系统参数要求。
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