矿用车载型锂离子电源管理系统设计

针对大容量锂离子电池电源开始在煤矿推广和应用的发展趋势,设计出一种适于矿用机车电控系统的车载锂离子电源管理系统。在CAN总线上实现对各单体电源的分布式控制管理和保护,依据相关锂离子蓄电池电源矿用安全标准暂行规定及锂离子电池本身使用需要,进行过流、过载、温度及过充和过放保护,确保锂离子电池电源在煤矿井下环境的安全使用,并通过智能及人工控制实现锂离子电池的健康充电和快速充电,提高车载电源的实用性。同时,通过采用主动均衡的方式,对电压较低的单体电池进行均衡充电,使整组锂离子电池性能一致。试验和工业应用结果表明：该系统的应用,可以更好地保障锂离子电源有效容量并有效延长锂离子电源的使用寿命。     

一种新型矿用隔爆兼本质安全型电源的设计

针对目前煤矿井下本质安全型电源体积和质量偏大、带载能力较差、后备电池的带载时间较短等局限性问题,提出了一种新型矿用隔爆兼本质安全型多路电源的设计方案。该新型本质安全型电源采用高性能宽范围AC/DC开关电源替代原有的变压器加开关电源的方式,采用并联式双重过流过压保护电路,提高了电源的本质安全型过流保护值,增强了电源的带载能力,选用大容量的镍氢电池,满足后备电池长时间带载能力的要求,并增加了电源管理信息功能。该电源已投入井下使用,达到了设计要求,取得了良好的使用效果。     

基于LTC6804-2煤矿后备电源电池管理系统的设计与实现

基于锂离子电池在煤矿后备电源应用领域的普遍性和实用性,给出了应用LTC6804-2芯片的电池管理系统硬件及软件设计、实现方案,并且给出了该系统在实际应用中的实验数据,数据表明本系统在精确性、稳定性方面表现突出。     

矿用大规模锂电池应急电源电池管理系统的设计

以矿用大规模锂电池应急电源为基础,对100节锂电池串联构成的大规模电池组的电池管理系统进行了设计。给出了该电池管理系统的整体方案,主要设计了系统中的充电电路、电池电压采集及均衡电路、SPI通信电路。并在设计电流测量及时钟电路的基础上,采用安时积分法,给出了SOC估算的流程。设计内容有利于多节大容量锂电池应急电源的应用推广。     

矿用锂离子电池安全性能试验要求变化分析

锂离子电池作为可靠的能源已经广泛的应用于很多设备,但由于锂离子电池存在的安全问题,使其在煤矿领域的应用受到很大限制。大容量锂离子电池在煤矿井下应用的安全性问题更是重中之重。为把好锂离子电池产品在该领域的准入关,国家相继制定新相关要求,来严格生产和检验。阐述了锂离子电池安全性能试验要求的几点变化,分析了变化的原因和考核针对物质。     

基于人体动能的井下后备电源应急充电系统研究

为了避险系统在紧急启用后,最大限度地延长井下后备电源的运行时间,研究了基于人体动能的井下后备电源应急充电系统。该系统能够将人体动能转化为电能,实现向后备电源的应急充电。设计了该充电系统中的升降压稳压电路、恒流恒压充电电路、电池管理系统。在设计电路的基础上,通过实验测试验证了该设计的可行性。     

煤矿在用大容量锂离子蓄电池 安全性分析及管理措施

针对锂电池安全性能时间劣化问题,现场采集并分析煤矿监测通信系统后备电源及辅助运输设备动力电源管理使用数据和运行信息,开展在用大容量锂电池的容量衰减分析、EIS交流阻抗图谱分析、热失控扩展与安全性测试、挤压试验分析和电源管理系统精度测试等比对试验。试验结果显示:在用锂电池电性能、电池管理系统检测精度发生衰减,使用安全性下降。基于现场数据分析与试验结果,提出煤矿井下大容量锂电池安全管理针对性对策措施。     

塔山煤矿KDW17电源后备电池远程控制维护研究

KDW17电源是塔山煤矿较为常用的一种电源,目前主要用于矿井监控系统的供电。本文针对塔山煤矿KDW17电源后备电池日常维护困难的问题,同时为提高后备电源的性能和延长蓄电池的使用寿命,介绍了通过改接KDW17电源控制部分接线方式,使操作人员在操作站发送控制指令就可实现对井下电池进行定时放电操作,达到电池远程控制放电维护的目的,更重要的是对于使用KDW17电源的监控系统稳定可靠运行具有重要的意义。     

井下大容量应急后备电源系统的设计及实现

井下大容量应急后备电源系统是在煤矿发生突发断电情况下井下紧急避险系统监控及生命保证设备持续运行的最后保证,也可以对事故救援中使用的煤电钻等较大功率的设备提供电源。设计了一种高性能、高可靠性的井下大容量应急后备电源系统,并对其原理、组成结构、实现方式进行了介绍。     

基于镍氢电池的后备电源管理系统设计

针对矿井下隔爆型设备的后备电源,普遍采用锂电池和镍镉电池作为备用电池,存在安全性低和环保性差的缺点,设计一种基于镍氢电池的矿用隔爆型设备后备电源管理系统。该系统依据镍氢电池的特性而设计,详细分析充电管理电路设计原理、以及充电管理部分的充电管理算法和软件流程设计过程,最后,对比、分析了系统运行测试数据。实际应用表明该系统运行安全可靠,具有可靠性高、智能化高的特点。     

矿用隔爆型EPS系统的电池保护设计

为提高煤矿某些特殊场合供电可靠性,研制了大容量隔爆型EPS电源。主要是基于单片机微处理技术与智能化集成芯片,利用MAX11068、DS18B20芯片分别实现对电池电压、工作温度的实时数据采集,以单片机为核心组成电池管理与保护系统,使系统具有结构简单、可靠性高、安全性等特点,适合于实现现场智能控制的要求。     

镍锌电池特性及储能技术的分析与研究

针对镍锌电池相比铅酸电池具有的技术优势,分析了不同种类镍锌电池的性能特点和用途,指出铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池、水系金属离子电池、超级电容及混合电容具有的技术优势和缺点,并对镍锌电池储能技术特性进行了论述。通过分析容量特性、内阻特性、温度特性、开路电压、充电效率及能量效率,对镍锌电池SOC进行了估算;通过容量修正算法,实现电池放电过程中温度、放电倍率、放电循环次数的修正,使得电池在恒流放电工况中具有良好的应用效果。研究为镍锌电池在储能系统中的应用提供了理论基础。     

蓄电池剩余放电时间综合分析模型研究

介绍了蓄电池剩余容量的综合分析模型。该模型首先建立在大量蓄电池历史监测数据的基础上,采用Levenberg-Marquardt优化的BP神经网络。通过在线监测设备获取电池电压、电阻、电流等实时数据输入模型计算,综合分析预测电池的健康状况,以及使用蓄电池相关信息来进行修正;在蓄电池组放电时,结合放电电压及所预测的蓄电池健康状况,进行模糊分类以及自适应求解,可以实时准确预测后备蓄电池在断电情况下的供电能力。     

避难硐室监控系统小功率备用电源设计

根据国家要求,常规煤矿安全监控系统要求在交流停电后能够保证不低于2 h的备用时间,避难硐室监控系统在无交流电的情况下需保证96 h的备用时间,对备用电源提出了更长时间的要求。国家防爆标准GB3836允许在隔爆腔内使用的电池种类只有镍镉和镍氢2种蓄电池,存在单体电压低、容量小等缺点,不适用于硐室监控系统。根据监控系统设备分布式的特点,提出分布式备用电源供电结构,设计出一种小功率的本安后备电源,安装在现有本安电源输出端到本安设备之间,为本安监测设备提供长时间的备用电源。测试结果表明,该后备电源具有电池利用效率高、体积小、质量轻、价格便宜等特点,可为避难硐室监控系统提供可靠的安全供电。     

基于LTC6803-3救生舱电池保护板的设计

阐述了救生舱电池保护板在电池管理系统的的重要性和特点,介绍了电池管理芯片LTC6803-3的功能特点,给出了电池保护板在救生舱电池管理系统中的实际应用,并且给出了相应的实验结论。     

井下大容量备用电源电池管理系统的设计

介绍了解决煤矿井下大容量镍氢电池的管理系统。本电池管理系统通过1个电控箱管理4个电池箱充放电,电控箱运用RS485总线和4个电池箱通讯,采集电池箱的状态参数。为煤矿井下紧急避险系统提供直流12V电源。     

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。     

切割废硅粉球磨制备锂离子电池负极材料

硅碳复合材料被认为是最具潜力的下一代高能量密度锂离子电池负极材料。然而,当前锂离子电池负极用高品质硅碳材料的制备过程复杂、硅源成本高造成其价格高昂,严重阻碍了硅碳复合材料在锂离子电池领域的规模化应用。采用低成本的切割废硅粉为硅源、人造石墨为碳源,采用简单的高能球磨法一步制备废硅粉-石墨复合材料（WSi-G）。系统研究了废硅粉的属性特征和硅碳复合材料的微观结构,所制备硅碳复合微粉的电化学性能。结果表明,微米尺寸的废硅粉直接用于锂离子电池时的负极循环性能快速衰减,采用球磨法制备的硅碳复合材料用于锂离子电池负极时展现出优异的循环稳定性,在0.5 A g-1电流密度下循环160圈后其可逆比容量仍然可以稳定在428 mA·h/g以上。     

锂专刊高比能锂离子电池的预锂化技术研究进展

由于电动车和电子设备等技术的快速发展,高能量密度锂离子电池的需求不断增加。作为提高电池能量密度的重要措施之一,高比容量负极材料的应用也受到越来越多的关注。然而,高比容量负极材料与传统石墨基材料相比具有较大的初始不可逆容量和较低的循环稳定性,严重影响了电池的能量密度和使用寿命。因此,对于高容量负极的实际应用,迫切需要开发商业上可用的预锂化技术来补偿其初始及循环过程中的不可逆容量损失。本文从电池电极改进的角度系统地总结和分析了各种预锂化方法的优势和挑战,可为锂离子电池的预锂化技术开发和高比能量电池的性能优化提供重要的参考价值。