一种矿用隔爆磷酸铁锂电机车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用隔爆磷酸铁锂电机车，包括车架，所述车架的下部安装有行走装置和驱动装置，所述车架安装有磷酸铁锂电池组，磷酸铁锂电池组与驱动装置之间电连接，本实用新型专利技术使用寿命长，可循环充放电2000次，相同容量下磷酸铁锂电池组的体积更小重量更轻，可大电流放电，电机车动力更充足，使用更方便，可靠性高，维修成本低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种矿用电机车，具体的说涉及一种用于井下运输大巷和地面长距离运输的矿用隔爆磷酸铁锂电机车，属于矿用运输机械

技术介绍
目前，我国煤矿用蓄电池电机车有2. 5吨、5吨8吨、12吨、18吨及更高吨位的型号，对应的蓄电池组有48V、60V、80V、90V、110V、132V、140V、192V、256V甚至更高的直流电压等级，主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输，它相当于铁路运输中的电机车头，牵引着由矿车或人车组成的列车在轨道上行走，完成对煤炭、矸石、材料、设备、人员的运送。但是目前应用的铅酸蓄电池电机车存在如下缺点循环寿命短仅有500次，充电周期长一般6小时以上，放电电流小、电机车动力不足，含金属元素污染环境，可能爆炸存在潜在危险，需定期维护，使用不便，且价格也在逐年攀升。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种动力充足、使用方便、可靠性高且维修成本低、电池组利用率高的矿用隔爆磷酸铁锂电机车。为了解决上述问题，本技术采用以下技术方案一种矿用隔爆磷酸铁锂电机车，包括车架，所述车架的下部安装有行走装置和驱动装置，所述车架安装有磷酸铁锂电池组，磷酸铁锂电池组与驱动装置之间电连接。进一步，所述驱动装置包括安装在车架上的牵引电动机，牵引电动机与行走装置传动连接、与磷酸铁锂电池组电连接。进一步，所述磷酸铁锂电池组包括若干个并联的电池支路，每个电池支路包括若干节串联的电池，每节电池均有一个电池控制板，电池控制板上集成电压检测电路、温度检测电路以及性能均衡电路。进一步，所述车架安装有隔爆插销和斩波控制箱，磷酸铁锂电池组与牵引电动机之间通过隔爆插销和斩波控制箱电连接。进一步，所述斩波控制箱上设有一个方向控制开关和一个司机操作把柄。 进一步，所述车架的上部安装有顶棚，所述顶棚内安装有人机交互显示器，人机交互显示器与磷酸铁锂电池组电连接。进一步，所述人机交互显示器采用TFT液晶显示器。进一步，所述行走装置包括安装在车架下部的车轮，所述车轮与车架之间安装有减震弹簧。进一步，所述车架的前后两端分别设有缓冲器。进一步，所述车架上设有制动装置和撒沙装置，在电气制动力不足或紧急情况下 本技术采用上述方案，其工作过程是磷酸铁锂电池组提供直流电源，经隔爆插销、斩波控制箱后、进入牵引电动机，驱动电动机运转，电动机通过行走装置带动车轮转动，从而牵引电机车行驶。本技术的有益效果1)与架线式电机车相比，本技术运行无火花，更安全，可使用于瓦斯浓度较高的环境中；与柴油电机车相比，本技术无污染、更环保，使用成本更经济；与铅酸电机车相比，本技术充电速度快，充电40分钟可充满；本技术使用寿命长，可循环充放电2000次，相同容量下磷酸铁锂电池组的体积更小重量更轻，可大电流放电，电机车动力更充足，使用更方便，可靠性高，维修成本低。2)本技术控制采用最新的斩波控制方案，去掉了串电阻电机车中的电阻箱和切换开关，取而代之的是斩波控制箱，斩波控制箱上有一个方向控制开关和一个司机操作把柄，方向控制开关用于控制向前行驶或向后行驶，司机操作把柄用于调节行驶速度或制动速度，根据司机操作把柄的摆角，斩波控制箱内的核心电路产生脉宽调制的PWM信号，作用在可控IGBT功率模块上，调节牵引电动机两端的电压，实现调压起动和调压调速，调节过程中的能量不再消耗在电阻上，提高了电池组的能源利用率。3)本技术采用高能效的磷酸铁锂电池组进行供电，且磷酸铁锂电池组满足隔爆要求。4)磷酸铁锂电池组配有完善的电池管理系统，每节电池均有一个电池控制板，电池控制板上集成电压检测电路、温度检测电路以及性能均衡电路，所有的电池控制板通过4 芯CAN总线受电池管理系统集中控制，可实现对电压、电流的自动均衡，可完成过压、欠压、 超温、过载时的自动保护。5)所述人机交互显示器采用TFT液晶显示器，循环显示每节电池的电压和温度， 电池组的总电压和平均温度，每条支路的充放电电流，以及电池组的总充放电电流，若有故障电池，则显示故障电池编号，提醒更换，若有电压过高、温度过高、电流超载报警，则显示相应的报警信息，方便处理，若有电压过低，则显示相应的报警信息，提醒及时充电。6)本技术的牵引电机根据要求的不同，或为直流串励电机，或为直流他励电机，或为直流双电机，或为开关磁阻电机，这些电机受斩波控制箱的控制，在下坡运输的过程中，可工作在电气制动模式，能将机械能转变成的电能回充到磷酸铁锂电池组中。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图。图2为本技术实施例中车架的俯视图。具体实施方式下面结合图1、图2对本技术进行详细说明一种矿用隔爆磷酸铁锂电机车，包括车架1，所述车架1的下部安装有行走装置5 和驱动装置，所述驱动装置包括安装在车架1上的牵引电动机14，牵引电动机14与走装置 5传动连接，所述车架1安装有磷酸铁锂电池组10，磷酸铁锂电池组10与牵引电动机14之间电连接。 所述磷酸铁锂电池组包括若干个并联的电池支路，每个电池支路包括若干节串联的电池，每节电池均有一个电池控制板，电池控制板上集成电压检测电路、温度检测电路以及性能均衡电路，所有的电池控制板通过4芯CAN总线受电池管理系统集中控制，可实现对电压、电流的自动均衡，可完成过压、欠压、超温、过载时的自动保护。按照磷酸铁锂单体电池的电压为3. 2V，煤矿限定单体最大容量为lOOAh，则串并联后电池组的电压为3. 2*n，最大容量为100*mAh，通过隔爆插销可连接AC380V恒流恒压充电机进行充电。所述车架1安装有隔爆插销12和斩波控制箱15，磷酸铁锂电池组10与牵引电动机14之间通过隔爆插销12和斩波控制箱15电连接。斩波控制箱15上设有一个方向控制开关和一个司机操作把柄，方向控制开关用于控制向前行驶或向后行驶，司机操作把柄用于调节行驶速度或制动速度，根据司机操作把柄的摆角，斩波控制箱内的核心电路产生脉宽调制的PWM信号，作用在可控IGBT功率模块上，调节牵引电动机两端的电压，实现调压起动和调压调速，调节过程中的能量不再消耗在电阻上，提高了电池组的能源利用率。车架1的外部设有盖板支架9，车架1的上部安装有顶棚2，顶棚2上安装有警铃 8和照明灯11，所述顶棚2内安装有人机交互显示器13，人机交互显示器13与磷酸铁锂电池组10电连接。所述人机交互显示器13采用TFT液晶显示器，循环显示每节电池的电压和温度， 电池组的总电压和平均温度，每条支路的充放电电流，以及电池组的总充放电电流，若有故障电池，则显示故障电池编号，提醒更换，若有电压过高、温度过高、电流超载报警，则显示相应的报警信息，方便处理，若有电压过低，则显示相应的报警信息，提醒及时充电。所述行走装置5包括安装在车架1下部的车轮14，所述车轮14与车架1之间安装有减震弹簧4。所述车架1的前后两端分别设有缓冲器7。所述车架1上设有制动装置3和撒沙装置6，在电气制动力不足或紧急情况下备用。与架线式电机车相比，本技术运行无火花，更安全，可使用于瓦斯浓度较高的环境中；与柴油电机车相比，本技术无污染、更环保，使用成本更经济；与铅酸电机车相比，本技术充电速度快，充电40分钟可充满；本技术使用寿命长，可循环充放电2000次，相同容量下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖林京，于志豪，孙传余，朱绪力，刘伟，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：实用新型
国别省市：