防爆锂离子蓄电池车辆整车控制系统研究

文章对煤矿用防爆锂离子蓄电池车辆整车控制系统进行分析,详细介绍了整车控制系统、防爆驱动电机控制系统和防爆锂离子蓄电池管理系统,设计了基于一主多从交互机制的多节点加管理控制的系统架构;定义了各控制节点的运行状态及状态切换时节点间的交互控制逻辑;参照SAE J1939通信协议标准,制定了整车通信协议;基于Veh Spy3平台集成的Graphical Panel工具箱,设计了煤矿用防爆锂离子蓄电池车辆控制系统信息采集系统,并对车辆控制系统进行了实车验证。

防爆动力电池对纯电动防爆车辆续驶里程的影响分析

分析了防爆动力电池对矿用纯电动防爆车辆续驶里程的影响,提出了能够使矿用纯电动防爆车辆在当前防爆动力电池比能量较低的情况下,最大限度地提升该类车辆续驶里程的措施和方法,同时基于某型号防爆纯电动防爆车辆,完成了整车试验台与VehSpy3上位机综合性能测试。结果表明该方法能够有效提升续驶里程。

矿用防爆电驱车辆动力电池技术研究

根据适用车型的不同,矿用动力电池主要有煤矿用特殊型铅酸蓄电池和隔爆型锂离子蓄电池。通过分析两种技术的适用范围及主要特点,分别介绍了两种技术在各自典型车型上的应用方案。研究结果表明:煤矿用特殊型铅酸蓄电池技术较长时间内仍将是井下重型作业车型的主要能源系统解决方案,而隔爆型锂离子蓄电池技术因增加隔爆外壳后重量增加明显,造成其能量密度高的特点难以充分发挥,当前只适用于小吨位运输车型,有效增加隔爆后电池组的比能量和提高电池管理系统的可靠性是该技术的主要发展方向。

矿用纯电动防爆车辆续驶里程影响因素研究

文章着重分析了整车参数、防爆动力电池、防爆驱动系统以及传动型式对矿用纯电动防爆车辆续驶里程的影响,提出了能够使矿用纯电动防爆车辆在当前防爆动力电池比能量较低的情况下,最大限度地提升该类车辆续驶里程的措施和方法,同时基于某型号防爆纯电动防爆车辆,完成了整车试验台与VehSpy3上位机综合性能测试,计算出等速行驶工况和王家岭辅助运输大巷多工况续驶里程的大小。结果表明:该方法能够有效提升续驶里程,为矿用纯电动防爆车辆的开发研制和普及推广提供了理论基础。

矿用防爆车辆锂离子蓄电池安全性能分析

从锂离子电池材料和生产工艺两个方面分析导致磷酸铁锂电池不安全行为的发生机制,并进一步分析了锂离子电池组安全性的关键问题以及降低安全风险的主要途径,同时通过某型号的纯电动防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车对锂离子电池组的SOC估算、主动均衡等技术指标进行了验证。结果表明:通过电池管理系统的优化完善,能够有效降低因单体电池不一致性导致的电池组安全风险,延长电池组的使用寿命。

矿用锂离子蓄电池无轨胶轮车隔爆兼本安型主控箱的研制及应用

文章介绍了针对矿用纯电动无轨胶轮车研制的一款隔爆兼本安型主控箱。对主控箱的电气系统硬件设计和软件设计,确保主控箱的功能完善,重量小,故障率低,方便后期维护;并通过多种方式进行质量检验,确保主控箱的功能完善并符合国家的安全标准要求。目前,主控箱已经成功使用于WLR-19矿用防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车,车辆性能稳定,达成设计目标。

防爆锂电池车主从分布式电池管理系统的研究

针对防爆锂离子蓄电池车辆应用工况以及煤矿相关标准,设计了一款采用主从分布式方案、适用于防爆锂离子蓄电池车辆的电池管理系统。硬件电路主要包括:电压、温度采集电路,供电电路和通信电路;软件主要包括:电压、温度采集,主动均衡控制和电池荷电状态(SOC)估计;建立了人机交互界面,进行了模拟工况实验。结果表明,该系统均衡效果明显、测量误差小、SOC估算准确。

基于超级电容的混合动力防爆无轨胶轮车的仿真分析

目前,为了降低煤矿井下柴油机无轨胶轮车的尾气排放和噪音污染,正在逐步引进防爆电驱动无轨胶轮车。针对防爆电驱动无轨胶轮车普遍存在的车身重、续航里程短、适应性差的问题,采用超级电容与防爆锂离子蓄电池并联混合作为防爆无轨胶轮车的动力源,对影响防爆车辆燃油经济性和动力性的关键因素进行了研究。结果表明,采用超级电容与防爆锂离子蓄电池并联混合动力后,与原先采用柴油机时相比,防爆胶轮车的燃油经济性提高了 21.8%,动力性提高了23.3%。

防爆锂离子蓄电池车辆整车控制系统设计

为能较好地满足防爆锂离子蓄电池车辆的性能需求,实现车辆信息的人车交互,设计了一种防爆锂离子蓄电池车辆整车控制系统。详细介绍了整车控制系统、防爆驱动电动机控制子系统和防爆锂离子蓄电池管理系统。基于Veh Spy3平台集成的Graphical Panel工具箱,设计了煤矿用防爆锂离子蓄电池车辆控制系统信息采集系统,完成了对车辆控制系统的实车验证,取得了良好的效果。

随机振动对矿用车载隔爆型锂离子蓄电池的影响分析

目前矿用锂离子蓄电池正弦振动试验方法无法全面反映蓄电池结构疲劳寿命、可靠性及其内部结构振动响应和激励状态下的振动特性.针对上述问题,采用随机振动中常用的虚拟激励法对矿用车载隔爆型锂离子蓄电池进行振动响应分析,从加速度响应、接触电阻、温度和隔爆腔体间隙变化4个方面分析了锂离子蓄电池在振动工况下可能产生的防爆性能和电气性能变化:被测锂离子蓄电池经过8 h的振动试验,隔爆腔体和壳盖处的隔爆间隙虽然还满足I类防爆电气设备的要求,但隔爆间隙显著增大,在该工况下长期使用存在隔爆失效(传爆)的风险;蓄电池正极接线柱由于工艺、材质或紧固期间装配的原因,接触电阻变大,导致局部发热量明显增加,如果温度持续上升可导致锂离子蓄电池薄膜融化,存在燃烧甚至爆炸风险.分析结果表明:随机振动试验方法可以充分暴露产品结构设计缺陷,可为车载锂离子蓄电池整体结构、应力变化、工作稳定性分析及疲劳寿命预测提供有效的数据支持.