【摘要】：能源開(kāi)采與環(huán)境保護(hù)密不可分,擺脫對(duì)石油的單一依賴(lài),重視新能源的發(fā)展才是長(zhǎng)久之計(jì)。煤礦井下車(chē)輛致力于以新能源來(lái)改善動(dòng)力源,但在使用過(guò)程中,蓄電池暴露出過(guò)充電、過(guò)放電、熱失控等情況,從而導(dǎo)致其循環(huán)次數(shù)短、使用效率低等一系列問(wèn)題,造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見(jiàn),研究蓄電池的管理與控制系統(tǒng),對(duì)蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)提供實(shí)時(shí)檢測(cè)和早期預(yù)報(bào),使其能夠合理的充放電,也讓使用者及時(shí)了解到蓄電池的狀態(tài)信息,以便合理健康的使用,降低或杜絕蓄電池事故發(fā)生率具有一定的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文以礦用膠輪車(chē)鉛酸蓄電池為研究對(duì)象,在總結(jié)分析鉛酸蓄電池的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析了礦用鉛酸蓄電池的整車(chē)匹配問(wèn)題,確定蓄電池額定電壓與容量以及蓄電池研究參數(shù)和整車(chē)合理應(yīng)用措施。通過(guò)對(duì)礦用鉛酸蓄電池特性試驗(yàn)分析,從其內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)到充放電特性來(lái)尋找對(duì)容量及循環(huán)次數(shù)的主要影響因素,分析了不同特性參數(shù)是如何影響電池容量與循環(huán)次數(shù),并進(jìn)行電池管理系統(tǒng)的相關(guān)研究。重點(diǎn)研究了蓄電池荷電狀態(tài)的估算,通過(guò)對(duì)常用估算方法的分析,主要應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)蓄電池荷電狀態(tài)的估算建模、采樣訓(xùn)練與仿真。結(jié)合車(chē)輛在煤礦井下應(yīng)用的工況分析,對(duì)其管理與控制系統(tǒng)做出整體方案設(shè)計(jì),以STM32F103C8T6為主控單元,設(shè)計(jì)了電壓、電流與溫度等采集模塊,通過(guò)NRF24LE1內(nèi)嵌2.4GHz GFSK收發(fā)器對(duì)從控單元之間、從控與主控單元間進(jìn)行無(wú)線通訊,通過(guò)CAN總線與整車(chē)控制器、充電機(jī)進(jìn)行通訊;在MDK-arm環(huán)境下進(jìn)行相應(yīng)模塊的軟件開(kāi)發(fā),尤其是蓄電池信息采集與荷電狀態(tài)估算子程序、充電子程序、放電子程序及系統(tǒng)的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)。以礦用WJX-10FB膠輪車(chē)鉛酸蓄電池為例,對(duì)礦用鉛酸蓄電池管理系統(tǒng)進(jìn)行了功能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,本文采用的荷電狀態(tài)估算方法,可將誤差控制在4%左右,不超行業(yè)要求5%;充電控制策略將電壓誤差可控在0.05V以?xún)?nèi),充電電流與電壓波動(dòng)幅度有所減小。本文通過(guò)對(duì)礦用鉛酸蓄電池管理與控制技術(shù)的研究,實(shí)現(xiàn)了蓄電池以更健康的方式運(yùn)行,保持和提升其循環(huán)次數(shù)與綜合使用效率,在一定程度上保證了礦用膠輪車(chē)更加安全可靠長(zhǎng)久的運(yùn)行,也為其他井下車(chē)型的類(lèi)似設(shè)計(jì)提供參考,具有一定的工程應(yīng)用和理論研究?jī)r(jià)值。
【圖文】：

圖 1.1 WJX-10FB 型膠輪車(chē)年的產(chǎn)品測(cè)試、應(yīng)用過(guò)程中，逐漸暴露出該車(chē)使用過(guò)程中的故障是最主要的問(wèn)題，并導(dǎo)致車(chē)輛交貨期嚴(yán)重滯后、大量人損失超過(guò) 200 萬(wàn)元。發(fā)生故障如下：過(guò)度充電，且長(zhǎng)期得不到很好的維護(hù)，使得蓄電池單體爆批 2 組電池裝置使用約 10 個(gè)月，電池性能下降，只能全部更換電池后，改用專(zhuān)業(yè)化電池維護(hù)，使用壽命明顯加長(zhǎng)，但是組礦用鉛酸蓄電池續(xù)航里程較短，堅(jiān)持到 2 年更換蓄電池；池最初開(kāi)始充電時(shí)耗水量較小，隨著使用耗水量不斷加大，高加水量超過(guò) 3000kg。過(guò)程表明，礦用鉛酸蓄電池在充放電維護(hù)不到位的情況下，放電現(xiàn)象。過(guò)充將引起蓄電池耗水嚴(yán)重，導(dǎo)致電池高溫、浪池著火等危險(xiǎn)事故；過(guò)放將導(dǎo)致電池壽命急速下降，經(jīng)統(tǒng)計(jì)

1 緒論性能。在礦用膠輪車(chē)鉛酸蓄電池中，除了對(duì)其荷電狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，蓄電池的充放電性能池組及整車(chē)性能都影響巨大，，因此在對(duì)其管理中最重要的部分之一就是控制蓄電充放電電壓及電流�？焖俪潆姌痘蚴歉咝实某潆娫O(shè)備作為電機(jī)車(chē)使用中必不可助設(shè)備，對(duì)蓄電池組或是整車(chē)都至關(guān)重要，但常常電機(jī)車(chē)廠家與電池及充電樁廠是同一生產(chǎn)商，因此這里面還存在整車(chē)與充電裝置的匹配問(wèn)題，若是能從蓄電池制單元直接對(duì)其充電電壓及電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，便可有效解決匹配問(wèn)題，更智能的調(diào)池組充電。國(guó)內(nèi)外對(duì)于電池管理系統(tǒng)的研究均投入了巨大的人力物力，近些年煤車(chē)輛也開(kāi)始投入對(duì)礦用蓄電池管理系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)當(dāng)中，但由于行業(yè)特殊，所受素較多，研究人數(shù)相對(duì)較少，可供參考文獻(xiàn)也非常少。BMS 簡(jiǎn)單分布式拓補(bǔ)結(jié)構(gòu) 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM912;TD634

【參考文獻(xiàn)】

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1 王步康;金江;袁曉明;;礦用電動(dòng)無(wú)軌運(yùn)輸車(chē)輛發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2015年01期

2 王琪;孫玉坤;黃永紅;;一種蓄電池-超級(jí)電容器復(fù)合電源型混合動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)力分配策略研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2014年S1期

3 任麗紅;門(mén)秀華;;基于超級(jí)電容與蓄電池復(fù)合動(dòng)力電源的研究[J];電源技術(shù);2014年12期

4 郭文娟;;煤礦井下蓄電池?zé)o軌輔助運(yùn)輸車(chē)輛技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];中國(guó)煤炭;2013年11期

5 夏正鵬;汪興興;倪紅軍;袁銀男;廖萍;;電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)研究進(jìn)展[J];電源技術(shù);2012年07期

6 劉文珍;范兵;;電池管理系統(tǒng)專(zhuān)利布局分析[J];中國(guó)集成電路;2011年10期

7 牛文斌;張艷偉;;防爆特殊型蓄電池單軌吊車(chē)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J];科技與企業(yè);2011年10期

8 張亞軍;楊盼盼;;純電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)的建模與仿真[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年15期

9 崔伯雄;隋欣;趙景煥;常力;李璐;;電池管理系統(tǒng)重點(diǎn)專(zhuān)利技術(shù)分布——適用于純電動(dòng)汽車(chē)[J];電子知識(shí)產(chǎn)權(quán);2010年06期

10 錢(qián)江;凌朝東;;智能型的鉛酸蓄電池管理系統(tǒng)[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2009年01期

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2 李林陽(yáng);電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池管理系統(tǒng)研究[D];西安科技大學(xué);2018年

3 王玉斐;基于模型的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測(cè)方法[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

4 王通;電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)SOC估算及均衡控制研究[D];昆明理工大學(xué);2017年

5 韋毅;基于電池循環(huán)壽命的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)控制策略研究[D];華南理工大學(xué);2017年

6 李文英;混合儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)研究[D];湖南大學(xué);2015年

7 許明艷;礦用鉛酸蓄電池充電器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2014年

8 李玉嬋;中美新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力比較研究[D];華中科技大學(xué);2011年

9 吳佐民;城市軌道交通高頻充電機(jī)研制[D];北京交通大學(xué);2011年

10 馮勇;電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)研究[D];湖南大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2697008