礦用電機車的製作方法
2023-07-18 08:40:06 1
專利名稱：礦用電機車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及礦山運輸的牽引設備，特別涉及一種礦用電機車。
背景技術：
礦用電機車作為重要的煤礦機電運輸裝備，一直在我國煤礦發展中起到重要地位，一般礦用電機車分為架線電機車和蓄電池電機車兩大類。目前蓄電池式電機車是由鉛酸蓄電池組作為動力電池。我國《煤礦安全規程》規定，在高瓦斯礦井進風的主要運輸巷道和瓦斯礦井的主要迴風巷及採區進、迴風巷內，應使用礦用防爆特殊型蓄電 池電機車，再加上蓄電池電機車具有機動、靈活、供電成本低、無火花可防爆等優點，因此，作為機車電源的蓄電池在20世紀得到了廣泛的應用。但目前的電機車一般採用鉛酸蓄電池作為電源，這種電池存在以下缺點由於鉛酸蓄電池能量密度低，使用壽命短，深度循環壽命只有300次左右，以至於需要經常維護，維護成本高，導致電機車用電效率低，運輸費用較高。廢舊鉛酸蓄電池回收困難，全壽命成本高於磷酸鐵鋰電池，並且嚴重汙染土壤和水源，對空氣、生態平衡也會造成破壞，影響人的身體健康。在現有技術條件下，該類型電機車的市場推廣受到了一定製約。更嚴重的是作為礦用電機車的動力電池，鉛酸電池在充電時，電解硫酸鉛會析出氫離子，造成潛在的安全隱患。另外鉛酸蓄電池提供的直流電經插銷連接器、控制器、電阻箱進入電動機，驅動電動機運轉，電動機通過傳動裝置帶動車輪轉動，從而牽引列車行駛，沒有保護電路，不能保證蓄電池的安全使用。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種安全、環保，運營成本低的礦用電機車。本實用新型所述的礦用電機車，包括走行裝置和蓄電池，蓄電池給走行裝置上的直流電機供電，所述蓄電池為磷酸鐵鋰蓄電池，它連接有一個保護所述電池的集成電路。本實用新型採用磷酸鐵鋰蓄電池作為礦用電機車的動力電源，磷酸鐵鋰電池是一種正極材料為磷酸亞鐵鋰(LiFePCM)的新型蓄電池，單體容量大，可以做到500AH甚至更高。磷酸鐵鋰電池與傳統鉛酸蓄電池相比，其特性和優點都很突出1、壽命長，相對於深度循環壽命在300左右，最高也就在500次以內的鉛酸蓄電池來說，磷酸鐵鋰動力電池在室溫下IC充放電深度循環可達2000次，容量保持率80%以上，是鉛酸電池的5倍，鎳氫電池的4倍，是鈷酸鋰電池4倍，是錳酸鋰電池4-5倍左右；2、安全性高，磷酸根化學鍵的結合力比傳統的過渡金屬氧化物結構化學鍵強，所以結構更加穩定，並且不易釋放氧氣。磷酸鐵鋰電池在高溫下的穩定性可達40°C以上，保證了電池內在的高安全性，不會因過充、溫度過高、短路、撞擊而產生爆炸或燃燒；環保性優越，磷酸鐵鋰電池不僅環保，而且製作上不需要加入稀有金屬。磷酸鐵鋰不含任何(鋰之外)重金屬或者稀有金屬，無毒(SGS認證通過)，無汙染，符合歐洲RoHS規定，為環保電池；充、放電優勢強，磷酸鐵鋰電池充電速度快，自放電少，無記憶效應，磷酸鐵鋰電池可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，2C充電30分鐘內即可使電池充滿95%，起動電流可達2C，而鉛酸電池現在無此性能；3、體積小、重量輕，商品設計可輕量化，體積是相同容量鉛酸電池的2/3，也較鎳氫電池體積小，重量是相同容量鉛酸電池的1/3，鎳氫電池的2/3左右，這樣的優勢，使得磷酸鐵鋰電池能夠在小體積、大容量的工作需要中起到重大貢獻；4、單體電池電壓高，放電平臺平穩，電池單體標稱電壓為
3.2V，串聯少，電池組可靠性高，可作大電流高功率充放電，高倍率放電特性10C充放電效率達到96%以上，容量保持率90%以上。磷酸鐵鋰電池連接有對其起保護作用的保護電路，能保證電池的安全使用，包括安全充、放電，解決了現有技術的安全隱患，大大減少了對環境的汙染，改善了電機車的供電質量。
圖I是本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型的電源輸出電路連接示意圖。圖3為圖2中保護電路板上集成電路的示意圖。圖4為現有技術的電源輸出電路連接示意圖。
具體實施方式
如圖I、圖2所示，本實用新型所述的電機車，它包括磷酸鐵鋰蓄電池I、車架裝置
2、走行裝置3、保護電路板4、制動裝置5、插銷連接器6、斬波調速器7、緩衝裝置8。走行裝置3包括直流電機31、傳動裝置32和車輪33。由磷酸鐵鋰蓄電池I提供的直流電首先經過保護電路板4上的保護電路，再經插銷連接器6、斬波調速器7，進入走行裝置3的直流電機31，驅動直流電機31運轉，直流電機31通過傳動裝置32帶動車輪33轉動，從而牽引列車行駛。斬波調速器7調節加在走行裝置3的直流電機31兩端的電壓，實現對直流電機31的調速，從而調節列車的行駛速度。直流電機31輸出的扭矩經過減速器放大帶動車架裝置2運動，牽引連接在緩衝裝置8上的礦車組，從而實現牽引過程。保護電路板4中的集成電路，如圖3所示，該集成電路可以分別檢測串聯電池組中每隻電池的電壓和電流,控制電池組的充放電過程。電池組中每隻電池的電壓均在過充檢測電壓和過放檢測電壓之間，並且輸出無短路現象時，MOS管導通，P+、P-輸出電池組電壓，允許電池組進行充放電操作。該電路主要由鋰電池保護專用集成電路CONTROL 1C，充、放電控制MOSFET等部分組成，單體鋰電池接在B +和B —之間，電池組從P +和P —輸出電壓。充電時充電器輸出電壓接在P +和P —之間，電流從P +到單體電池的B +和B —，再經過充電控制MOSFET到P —。在充電過程中，當電池組電壓超過58. 4V (單體電池3. 65V )時，集成電路CONTROL IC的CO腳輸出信號使充電控制MOSFET關斷，鋰電池立即停止充電，從而防止鋰電池因過充電而損壞。放電過程中，當電池組電壓降到40V(單體電池2. 5V)時，CONTROL IC的DO腳輸出信號使放電控制MOSFET關斷，鋰電池立即停止放電，從而防止鋰電池因過放電而損壞，CONTROL IC的多個BALANCE腳為電流檢測腳，輸出短路時，充放電控制MOSFET的導通壓降劇增，BALANCE腳電壓迅速升高，CONTROL IC輸出信號使充放電控制MOSFET迅速關斷，從而實現過電流或短路保護。現有技術的鉛酸蓄電池9提供的直流電直接經插銷連接器輸出，沒有保護電路，如圖4所示。
權利要求1.一種礦用電機車，包括走行裝置和蓄電池，蓄電池給走行裝置上的直流電機供電，其特徵在於所述蓄電池為磷酸鐵鋰蓄電池，它連接有一個保護所述電池的集成電路。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用電機車，包括走行裝置和磷酸鐵鋰蓄電池，磷酸鐵鋰蓄電池連接有一個集成電路保護其安全使用。磷酸鐵鋰蓄電池提供的直流電首先經過保護電路，再經斬波調速器後輸出給走行裝置上的直流電機，直流電機通過傳動裝置帶動車輪轉動牽引列車行駛。本實用新型採用磷酸鐵鋰蓄電池為機車牽引電源，它具有壽命長，安全性高；充、放電優勢強；體積小、重量輕；單體電池電壓高，放電平臺平穩的優勢。解決了現有技術的安全隱患，大大減少了對環境的汙染，改善了電機車的供電質量。
文檔編號H01M2/34GK202480898SQ20122013936
公開日2012年10月10日 申請日期2012年4月5日 優先權日2012年4月5日
發明者代澤奇, 周羽中, 周運順, 崔先友, 徐建恆, 金穎川, 黃啟富, 黃生日 申請人:湖南時代礦山機械製造有限責任公司