CN203377619U - 矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蓄电池电源装置，具体涉及一种矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置，尤其适用于作为轨道电机车的动力电源,其特征在于所述蓄电池电源装置包括锂离子蓄电池组，所述锂离子蓄电池组由若干磷酸铁锂电池串联而成。本实用新型的优点是，结构紧凑，充电时间短，使用寿命长，安全性高，放电倍率高，较为环保。

Description

矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置

技术领域

本实用新型涉及蓄电池电源装置，具体涉及一种矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置，尤其适用于作为轨道电机车的动力电源。

背景技术

矿用轨道电机车是煤矿工业的重要运输工具，并且在煤矿中使用的数量越来越多，电机车通常使用蓄电池作为动力电源，目前铅酸蓄电池仍占主导地位。

铅酸蓄电池技术目前在使用中主要存在以下问题：①充电时间较长；②使用寿命短，铅酸蓄电池理论上可使用500个循环，但在实际使用中一般只能达到400个循环；③质量比能量和体积比能量较低；④环境污染大，铅酸蓄电池所采用的原材料为不环保的铅和酸；⑤安全性较低，铅酸蓄电池在使用过程中会产生可燃气体，使用过程中存在较大安全隐患；⑥有损健康，初充电和日常充电对人体危害很大，由于硫酸的挥发性和毒性都很强，产生的刺激性气味对工作人员的身心健康将造成威胁。

铅酸蓄电池因存在以上缺点而在使用中受到限制，因此本领域技术人员已经开始逐步弃用铅酸蓄电池，改而寻求其他性能更好的蓄电池。由于锂离子电池没有记忆效应，并且锂离子蓄电池的质量比能量和体积比能量均远高于铅酸蓄电池，所以锂离子蓄电池将成为取代铅酸蓄电池的最佳选择。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置，该蓄电池电源装置通过采用锂离子蓄电池组、电池管理系统和本质安全型电路，取代现有技术中所采用的铅酸蓄电池，以实现对轨道电机车的供电。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置，其特征在于所述蓄电池电源装置包括锂离子蓄电池组，所述锂离子蓄电池组由若干磷酸铁锂电池串联而成。

所述蓄电池电源装置包括电池管理系统，所述电池管理系统包括数据采集部分、数据分析处理部分以及数据显示控制部分，各部分均与所述锂离子蓄电池组的输出电路相连接以获得供电；     所述数据采集部分由电池模块管理单元构成，所述电池模块管理单元与所述锂离子蓄电池组连接，以对所述锂离子蓄电池组内的电压和温度数据进行采集；     所述数据分析处理部分由电池簇管理单元构成，所述电池簇管理单元与所述电池模块管理单元经CAN总线相连接，以接收所述电池模块管理单元所采集的数据并对其进行分析处理；     所述数据显示控制部分由电池阵列管理单元、LCD显示屏、电压转换模块、熔断器、电流传感器以及强电控制盒构成，所述电池阵列管理单元与所述电池簇管理单元经CAN总线相连接，以接收显示所述电池簇管理单元所分析处理的数据并发送控制指令。

所述蓄电池电源装置包括本质安全型电路，所述本质安全型电路由顺次电连接的矿用防爆型主令开关、输出本质安全型电源以及本安CAN中继器构成，所述矿用防爆型主令开关与所述锂离子蓄电池组的输出电路相连接，所述本安CAN中继器与所述电池管理系统相连接。

本实用新型的优点是，①由于锂离子蓄电池的质量比能量和体积比能量均远高于铅酸蓄电池，所以使用相同容量和电压规格的锂离子蓄电池，对于电机车需要提供的电池安装空间要求明显降低，在一定程度上能够减轻电机车的自重；②在充电时间上，缩短至3～4个小时；③使用寿命长；④安全性高，锂离子蓄电池在充放电过程中无析气现象，在井下相对密闭的环境充电，不会带来安全隐患，也不会对操作人员造成伤害；⑤锂离子蓄电池允许放电倍率较高，因此应用锂离子蓄电池的电机车加速性能和爬坡性能明显优于使用铅酸蓄电池的电机车；⑥锂离子蓄电池相对较环保。

附图说明

图1为本实用新型的电气原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1，图中标记1-13分别为：锂离子蓄电池组1、电池模块管理单元2、电压转换模块3、电池簇管理单元4、电池阵列管理单元5、强电控制盒6、电流传感器7、LCD显示屏8、矿用防爆开关9、矿用防爆型主令开关10、输出本质安全型电源11、熔断器12、本安CAN中继器13。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置，其标称容量为100AH，常用于对矿用轨道电机车进行供电。在防爆腔内，该蓄电池电源装置由顺次电连接的锂离子蓄电池组1、电池管理系统和本质安全型电路组成，锂离子蓄电池组1的输出电路与电机车动力装置连接以实现对其供电，电池管理系统对锂离子蓄电池组1及其输出电路进行全面管理，以实现对锂离子蓄电池组1信息的检测和保护，此外，通过本质安全型电路实现与外部开关的连接和内外信号的传输。

锂离子蓄电池组1由四个电池模块串联构成，每个电池模块具体由25节磷酸铁锂电池串联而成。

电池管理系统主要包括数据采集部分、数据分析处理部分以及数据显示控制部分，各部分均与锂离子蓄电池组1的输出电路相连接以获得电能；①数据采集部分的主体为电池模块管理单元2，其与锂离子蓄电池组1相连接，通过电压表以及设置在锂离子蓄电池组1内的温度传感器，以对锂离子蓄电池组1内的电压和温度数据进行采集并发送给数据分析处理部分；②数据分析处理部分的主体为电池簇管理单元4，电池簇管理单元4与电池模块管理单元2之间通过CAN总线连接，以接收电池模块管理单元2所采集到的数据并进行分析处理；③数据显示控制部分主要包括LCD显示屏8、电池阵列管理单元5、电压转换模块3、矿用防爆开关9、熔断器12、电流传感器7以及强电控制盒6，电池阵列管理单元5与电池簇管理单元4之间经CAN总线连接，以接收电池簇管理单元4所分析处理的数据，通过LCD显示屏8显示并发送控制指令，其中熔断器12、电流传感器7和强电控制盒6具体设置于锂离子蓄电池组1的输出电路中，熔断器12用于防止输出电路中电流值过大以及时断开电路，电流传感器7用于检测输出电路中的电流值并发送给电池阵列管理单元5以供处理显示。

本质安全型电路由顺次电连接的矿用防爆型主令开关10、输出本质安全型电源11以及本安CAN中继器13构成，输出本质安全型电源11与锂离子蓄电池组1的输出电路相连接以获取电能，同时本安CAN中继器13经CAN总线与电池阵列管理单元5连接，以使电池管理系统通过本质安全型电路实现与外部开关的连接和内外信号的传输。

如图1所示，以下为采用该种矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置的工作原理：锂离子蓄电池组1通过熔断器12和电流传感器7连接到强电控制盒6，输出给电机车供电；强电控制盒6通过电池簇管理单元4控制通断；电池模块管理单元2将对锂离子蓄电池组1的电压和温度数据进行采集，采集的数据送到电池簇管理单元4，电池簇管理单元4对采集的数据进行分析处理，并通过电池阵列管理单元5来实现对电路的控制，同时通过LCD显示屏8显示采集数据和控制信息。

Claims (2)

1.一种矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置，其特征在于所述蓄电池电源装置包括锂离子蓄电池组，所述锂离子蓄电池组由若干磷酸铁锂电池串联而成，所述蓄电池电源装置包括电池管理系统，所述电池管理系统包括数据采集部分、数据分析处理部分以及数据显示控制部分，各部分均与所述锂离子蓄电池组的输出电路相连接以获得供电；所述数据采集部分由电池模块管理单元构成，所述电池模块管理单元与所述锂离子蓄电池组连接，以对所述锂离子蓄电池组内的电压和温度数据进行采集；所述数据分析处理部分由电池簇管理单元构成，所述电池簇管理单元与所述电池模块管理单元经CAN总线相连接，以接收所述电池模块管理单元所采集的数据并对其进行分析处理；所述数据显示控制部分由电池阵列管理单元、LCD显示屏、电压转换模块、熔断器、电流传感器以及强电控制盒构成，所述电池阵列管理单元与所述电池簇管理单元经CAN总线相连接，以接收显示所述电池簇管理单元所分析处理的数据并发送控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型锂离子蓄电池电源装置，其特征在于所述蓄电池电源装置包括本质安全型电路，所述本质安全型电路由顺次电连接的矿用防爆型主令开关、输出本质安全型电源以及本安CAN中继器构成，所述矿用防爆型主令开关与所述锂离子蓄电池组的输出电路相连接，所述本安CAN中继器与所述电池管理系统相连接。