矿用防爆锂离子电池电源安全设计影响因素研究

锂离子电池潜在的热失控风险及其可能引发的叠加效应对大型锂离子电池电源的安全设计提出了巨大挑战,因此在某些特殊应用领域,如煤矿井下爆炸性环境,大容量锂离子电池电源的使用依然存在诸多限制,难以普及。根据现有针对锂离子电池热失控行为的研究结论,在不进行充分的气体热力学和动力学分析的前提下,仅采用传统隔爆外壳对大容量锂离子电池电源进行防爆保护,存在隔爆外壳内部压力积聚的安全隐患。在分析现有研究工作的基础上,选用不同电池制造商生产的容量在72~280 A·h范围内的磷酸铁锂电池进行了热失控试验研究,全面分析了锂离子电池热失控过程中电池表面以及释放气体的温度、气体释放速度、释放气体在容器内产生的压力和释放气体的成分等相关参数。在此基础上,根据气体动力学和热力学特性,系统阐述了适用于煤矿井下爆炸性环境用可移动设备和后备电源等设备的锂离子电池电源在设计和制造过程中需要重点考虑的2个因素:①锂离子电池电源外壳内部的自由空间,②锂离子电池电源内部单体电池发生热失控事故时针对所释放气体的处理方法,并提出了必要的设计依据。本研究成果有望对爆炸性特殊环境用锂离子电池电源的防爆保护设计和安全完整性评估提供新的重要参考依据。

链条张紧计算及矫治措施

链条的张紧,在机械设计中可以说是一个十分普遍的现象,但在一些特殊的情况下必须采取特别的措施,尤其是大型成套多级机械体和多节链条传动的机械设备中,作用更为重大。本文就国内第一台货架式自动化托库的链条张紧矫治作一介绍。

矿灯保护器过电流安全保护局限性的研究

矿灯保护器主要的作用是,当电源输出外电路发生过电流故障时,它能立刻切断故障电流,使电源得到安全保护,现行保护器在过电流故障保护中存在局限性。通过理论与实验分析,解析矿灯保护器在过电流保护中存在问题的实质和潜在的危险性,研究应对措施。

Ma级本质安全型矿灯设计与制造

以爆炸性环境相关标准规定作为Ma级本质安全型矿灯设计的理论基础,分析了现行矿灯存在的差距,确立了Ma级矿灯电源的三级保护方案和对系统保护参数进行了优化设计,同时对罕见的电源故障也采取了应对措施。它将使我国矿灯的防爆类型由特殊型(ExsI Mb)提升到本质安全型(ExiaI Ma)。

矿灯本质安全电源串联限流器的研制

由于矿灯保护器在过电流安全保护中存在局限性,所以矿灯在正常使用中存在潜在的安全隐患。以本质安全电源电路理论为指导,通过分析矿灯电路中串联限流器件后对LED光源工作性能的影响程度,选定限流方式,研究设计限流器件的结构原理,优化确定限流电路的工作参数,研制出实用、高能、可靠的理想限流电路,该电路保护等级达到"ia"。