發(fā)布時(shí)間：2020-10-21 18:51

　　 礦用電機(jī)車作為煤炭生產(chǎn)的主要輔助運(yùn)輸設(shè)備,承擔(dān)著人員、設(shè)備的運(yùn)輸任務(wù),它的運(yùn)行性能影響著煤礦的產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益。蓄電池式電機(jī)車的動(dòng)力來源為蓄電池組,鉛酸電池具有安全性高、技術(shù)成熟、成本低等優(yōu)點(diǎn),作為動(dòng)力裝置在蓄電池式電機(jī)車中應(yīng)用普遍,但鉛酸電池在使用中存在循環(huán)壽命短、充電效率低等問題。因此,在電機(jī)車工作過程中需要引入電池管理技術(shù)來克服蓄電池自身的不足,這對提高電機(jī)車運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。論文以蓄電池電機(jī)車的蓄電池組為研究對象,首先對蓄電池工作機(jī)理、礦用電機(jī)車運(yùn)行工況的動(dòng)力需求進(jìn)行了深入分析,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的電池組充電電路拓?fù)浜统浞烹娍刂撇呗�。電池組充電過程分為串聯(lián)恒流階段和并聯(lián)恒壓階段,根據(jù)單體電池的電荷量,通過開關(guān)器件改變電池組的充電結(jié)構(gòu),在充電過程中電池單體間能量能實(shí)現(xiàn)自均衡,并在SOC估算方法上考慮了電池溫度的影響,使用安時(shí)積分法和開路電壓法相結(jié)合的估算方法對蓄電池進(jìn)行SOC估算�？紤]到蓄電池充放電電流對蓄電池的影響,論文采用了雙向DC-DC功率變換電路對蓄電池組充放電進(jìn)行控制,設(shè)計(jì)了基于PI控制的蓄電池組充放電控制器,蓄電池組充電過程中,電流閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)恒流充電,電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)恒壓充電;蓄電池組放電過程中,使用雙閉環(huán)實(shí)現(xiàn)電池組放電電壓的穩(wěn)定,并對放電電流進(jìn)行限制。在Matlab環(huán)境下建立了蓄電池組充放電的仿真模型,仿真結(jié)果驗(yàn)證了電池組結(jié)構(gòu)和控制策略的正確性和可行性。最后,完成了電池管理系統(tǒng)測試平臺(tái)的設(shè)計(jì),包含硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì),并分別進(jìn)行了電池單體電壓測試、電流測試、充電均衡測試和電池組放電測試。測試結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的礦用電機(jī)車電池管理系統(tǒng)能使蓄電池組在充電過程中具有較好的均衡性,并在蓄電池組放電過程中有效緩解蓄電池的放電電流。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM912;TD634
【部分圖文】：

礦用電機(jī)車實(shí)物圖

圖 1.2 礦用電機(jī)車蓄電池箱體理學(xué)家普蘭特發(fā)明了鉛酸電池，鉛酸電池在中國和安全性好的優(yōu)點(diǎn)，在交通、電力、通訊、軍事的應(yīng)用[9]。目前，大部分礦用電機(jī)車仍然采用鉛于便攜式小型電子設(shè)備，隨著電池技術(shù)的進(jìn)步，成功。在《礦用防爆鋰離子蓄電池電源安全技術(shù)安全性控制和生產(chǎn)工藝中還存在諸多問題，電池礦用電機(jī)車長時(shí)間大電流放電的要求，在電機(jī)的發(fā)展前景。鉛酸電池與鋰電池的性能參數(shù)如表表 1.2 儲(chǔ)能元件參數(shù)數(shù) 鉛酸電池 鋰電池Wh/kg) 30 200 60 130Wh/kg) 100 170 200命/次 0 500 600 2000

指電池容量低于額定容量的 80%且不能恢復(fù)時(shí)，其充壽命決定了蓄電池的循環(huán)壽命，影響蓄電池循環(huán)壽電池使用壽命影響很大，由于蓄電池的正極活性物質(zhì)程中，PbO2轉(zhuǎn)換為 PbSO4；充電過程中，PbSO4轉(zhuǎn)化4小，蓄電池在進(jìn)行充放電過程中，活性物質(zhì)不斷地進(jìn)互結(jié)合就變得越來越松散，極易脫落。蓄電池在大電較大，大尺寸的 PbSO4在充電時(shí)不容易被還原，迫使影響蓄電池的壽命[40,41]。池循環(huán)壽命的關(guān)系，如圖 2.9 所示，25%放電深度時(shí)；100%放電深度，電池的循環(huán)壽命最高可達(dá) 200 次環(huán)壽命越短，若要延長蓄電池循環(huán)壽命，在使用中在一個(gè)合理的放電深度[43]。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2850472