锂离子动力电池在煤矿中的应用 锂离子动力电池在煤矿中的应用 摘 要锂离子电池以其优异的性能在各行业备受青睐，针对锂离子动力电池在煤矿井下的应用以及对煤矿井下防爆应用的特点，研究适合于锂离子动力电池的智能化充电器，论文主要阐述系统的总体设计、控制系统的设计，这将为动力锂离子电池取代铅酸蓄电池充电器提供重要的指导作用，推动动力锂离子电池应用范围的不断扩大，既符合现代社会的发展理念，又在高端、智能化的电池管理系统上开拓新的经济增长点。【Key】锂离子动力电池 充电器锂离子电池是20世纪末研发成功的...
摘 要
锂离子电池以其优异的性能在各行业备受青睐，针对锂离子动力电池在煤矿井下的应用以及对煤矿井下防爆应用的特点，研究适合于锂离子动力电池的智能化充电器， 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 主要阐述系统的总体 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、控制系统的设计，这将为动力锂离子电池取代铅酸蓄电池充电器提供重要的指导作用，推动动力锂离子电池应用范围的不断扩大，既符合现代社会的发展理念，又在高端、智能化的电池 管理系统 工资管理系统慧云智能化管理系统免费考勤管理系统员工工资计算excel病人信息管理系统 上开拓新的经济增长点。
【Key】锂离子动力电池 充电器
锂离子电池是20世纪末研发成功的新型高能电池，而锂离子动力电池是指容量在3Ah以上的锂离子电池。近年来，锂离子动力电池相对于铅酸、镍氢电池等，就能量、体积、寿命、环保等多方面，其具有无可比拟的优势，并且国内外纷纷掀起研究锂离子动力电池管理系统的热潮并取得了一定的成果，但在煤矿机电装备上至今还未使用。如今，矿用重要运输设备，例如矿用电机车的能量提供主要还是依靠传统的铅酸蓄电池，它存在着体积大，重量重，工作效率低，可靠性差，充电时间长等一系列缺点，而锂离子动力电池则可以完全克服这些缺点，所以在煤矿设备上推广应用锂离子动力电池优势明显、潜力巨大。论文以矿用铅酸蓄电池充电器为研究对象，并根据矿用电机车的实际应用环境和特点，借鉴过去的设计理念及设计经验，进行技术移植、改进和创新，其研究目标是推广动力锂离子电池充电器取代传统的矿用铅酸蓄电池充电器，设计出符合煤矿下电机车充电的锂离子电池充电器。论文具体介绍了锂离子电池充电器系统的总体设计、控制系统系统设计以及电池管理系统的设计，系统地介绍了信号采集电路的设计、SOC估算以及电池均衡电路的设计。此设计将为动力锂离子电池取代铅酸蓄电池充电器提供重要的指导作用，推动锂离子动力电池在煤矿上应用范围的不断扩大。
1 系统整体设计
锂离子动力电池充电充电系统由充电器主电路、保护电路、驱动控制电路、采样电路、锂离子动力电池组和电池管理系统组成，系统整体设计延续了之前的矿用铅酸蓄电池充电器的模块化设计模式，便于系统的再次开发和维修检查。充电器以380V/50Hz三相交流电为系统的输入电源，为了实现系统设计的成本减小、设备的小型化、轻量化以及便于维修，锂电池充电器主电路采用前后两级电力变换的设计，即前级部分是三相工频整流和高频单相逆变，后级部分是高频整流滤波，中间采用高频变压器（20KHz）连接前后两级电路，实现变压和隔离。系统选用型号为FF300R17ME4的IGBT单相逆变器作为电子开关部分，通过PWM控制方式来控制其导通和关断的频率来改变输出脉冲的占空比，进而改变输出电压值和输出电流值。控制系统以DSPIC30F6010A为控制核心，实时采集主电路和电池管理系统的相关信号（电压、电流、温度等），然后针对采集的信号进行一系列控制算法处理，一方面产生相应的PWM控制信号，通过驱動控制控制电路来调节IGBT的导通脉冲占空比，实现稳定直流充电电压的目的，另一方面通过检测信号来保护主电路，同时主电路还加入了预充电电路和指示电路来保护整个系统有效安全的工作。为了保证锂离子电池组安全稳定的运行，设计出具有矿用特色的电池管理系统，主要由电池保护板和通信模块组成，选用ST公司的STM32F103RBT6为保护板。动力锂离子电池组是由32节SE60AHA型磷酸铁锂锂离子单体电池串联组合而成，可提供120V的供电电压。
2 控制系统设计
本动力锂离子充电器采用高频双极性PWM控制 技术，不仅解决了电路输出的谐波问题，高频PWM控制有效的减少输出电压的谐波含量，保证电路输出的精准稳定，同时高频的加入也简化了滤波电路，进而凸显出充电器小型化、轻量化的设计优势。控制系统以DSP为控制核心单元，外加数据采集单元、驱动控制单元和人机接口单元组成，其工作原理为：数据采集电路对主电路中有关点的电压、电流及功率器件温度等参数进行实时数据采集，同时接受电池管理系统传送的数据信息，DSP根据预先设定的程序和控制策略进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和计算，一方面针对不同的充电状态，给出相对应的PWM数字信号波，再将此信号传送给移相脉冲控制单元，形成脉冲驱动信号，经过驱动电路控制IGBT的占空比，实现蓄电池的智能化充电且保证输出电压有较高的精度，另一方面根据检测值判断电路是否出现异常，进行故障处理，停止输出，有效防止事故的发生。同时主控部分也将相关采集信号通过CAN通信模块传送至人机接口模块，使相关参数在显示屏上得以显示，便于数据的记录和分析。控制系统以TI公司的DSPIC30F6010A为核心，负责控制系统的统一管理和信息处理，同时控制电池组的充放电，确保整个系统的有序工作。移相脉冲控制电路由UCC3895芯片为核心组成，实现系统的PI控制及保护功能。电池管理系统采用STM32F103RBT6 作为控制器，通过双总线通信与ADI公司生产的AD7280A锂离子电池监控芯片功能模块连接在一起，完成信号检测、数据处理、功能调用、数据存储、数据通信等功能，并把数据传送给DSPIC30F6010A进行检测，实现信号的显示及相应保护。人机接模块以STC12C5A60S2芯片为核心，确保和单片机的有效数据传输。控制系统通过模块化的设计模式保证系统各组成部分之间资源分配合理，实时交换数据和信息、综合设定值和反馈值，保证高质量的输出电压波形和较完善的系统控制性能，确保控制的准确性、实时性和可靠性。
3 小结
文章首先介绍了系统的总体设计以及控制系统系统设计，针对动力锂离子电池在矿下电机车上的应用进行研究就是想借鉴以往的设计经验，把过去的设计理念与原则针对矿用电机车的实际应用环境和特点，进行技术移植、改进和在创新，其研究目标是推广动力锂离子电池充电器取代传统的矿用铅酸蓄电池充电器，设计出符合矿下电机车充电的锂离子电池充电器。
Reference
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作者简介
许明艳（1988-），女，安徽省安庆市人。硕士研究生。主要研究方向为煤矿电气设备的研制。
作者单位
江苏省扬州技师学院 江苏省扬州市 225009endprint
-全文完-
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