【摘要】：能源開采與環(huán)境保護密不可分,擺脫對石油的單一依賴,重視新能源的發(fā)展才是長久之計。煤礦井下車輛致力于以新能源來改善動力源,但在使用過程中,蓄電池暴露出過充電、過放電、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題,造成了較大的經(jīng)濟損失。由此可見,研究蓄電池的管理與控制系統(tǒng),對蓄電池的運行狀態(tài)提供實時檢測和早期預(yù)報,使其能夠合理的充放電,也讓使用者及時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價值和現(xiàn)實意義。本文以礦用膠輪車鉛酸蓄電池為研究對象,在總結(jié)分析鉛酸蓄電池的國內(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匹配問題,確定蓄電池額定電壓與容量以及蓄電池研究參數(shù)和整車合理應(yīng)用措施。通過對礦用鉛酸蓄電池特性試驗分析,從其內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)到充放電特性來尋找對容量及循環(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),并進行電池管理系統(tǒng)的相關(guān)研究。重點研究了蓄電池荷電狀態(tài)的估算,通過對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)合車輛在煤礦井下應(yīng)用的工況分析,對其管理與控制系統(tǒng)做出整體方案設(shè)計,以STM32F103C8T6為主控單元,設(shè)計了電壓、電流與溫度等采集模塊,通過NRF24LE1內(nèi)嵌2.4GHz GFSK收發(fā)器對從控單元之間、從控與主控單元間進行無線通訊,通過CAN總線與整車控制器、充電機進行通訊;在MDK-arm環(huán)境下進行相應(yīng)模塊的軟件開發(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)的人機交互界面設(shè)計。以礦用WJX-10FB膠輪車鉛酸蓄電池為例,對礦用鉛酸蓄電池管理系統(tǒng)進行了功能試驗,試驗結(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以內(nèi),充電電流與電壓波動幅度有所減小。本文通過對礦用鉛酸蓄電池管理與控制技術(shù)的研究,實現(xiàn)了蓄電池以更健康的方式運行,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更加安全可靠長久的運行,也為其他井下車型的類似設(shè)計提供參考,具有一定的工程應(yīng)用和理論研究價值。
【圖文】：

圖 1.1 WJX-10FB 型膠輪車年的產(chǎn)品測試、應(yīng)用過程中，逐漸暴露出該車使用過程中的故障是最主要的問題，并導(dǎo)致車輛交貨期嚴重滯后、大量人損失超過 200 萬元。發(fā)生故障如下：過度充電，且長期得不到很好的維護，使得蓄電池單體爆批 2 組電池裝置使用約 10 個月，電池性能下降，只能全部更換電池后，改用專業(yè)化電池維護，使用壽命明顯加長，但是組礦用鉛酸蓄電池續(xù)航里程較短，堅持到 2 年更換蓄電池；池最初開始充電時耗水量較小，隨著使用耗水量不斷加大，高加水量超過 3000kg。過程表明，礦用鉛酸蓄電池在充放電維護不到位的情況下，放電現(xiàn)象。過充將引起蓄電池耗水嚴重，導(dǎo)致電池高溫、浪池著火等危險事故；過放將導(dǎo)致電池壽命急速下降，經(jīng)統(tǒng)計

1 緒論性能。在礦用膠輪車鉛酸蓄電池中，除了對其荷電狀態(tài)的監(jiān)測，蓄電池的充放電性能池組及整車性能都影響巨大，，因此在對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)備作為電機車使用中必不可助設(shè)備，對蓄電池組或是整車都至關(guān)重要，但常常電機車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與充電裝置的匹配問題，若是能從蓄電池制單元直接對其充電電壓及電流進行調(diào)節(jié)，便可有效解決匹配問題，更智能的調(diào)池組充電。國內(nèi)外對于電池管理系統(tǒng)的研究均投入了巨大的人力物力，近些年煤車輛也開始投入對礦用蓄電池管理系統(tǒng)的研究開發(fā)當(dāng)中，但由于行業(yè)特殊，所受素較多，研究人數(shù)相對較少，可供參考文獻也非常少。BMS 簡單分布式拓補結(jié)構(gòu) 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM912;TD634

【參考文獻】

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本文編號：2697008