[發(fā)明專利]一種礦用井下防爆電動無軌膠輪車

在審

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• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104129315A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔東山;章自成
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州佳山重工科技有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 李海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦井下用車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種礦用井下防爆電動無軌膠輪車。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的煤礦井下用車，大部分是柴油防爆井下用車，其防爆的主要措施是水過濾，采用的技術(shù)方案是將發(fā)動機(jī)的排氣口直接通過密封的管道通入密封的水箱，通過水箱中存放的水消除火星并降溫，從而達(dá)到防爆目的。但是，燃油燃燒產(chǎn)生的尾氣，以氣泡的形式通過水箱過濾，并以煙霧的形式排入巷道。其缺點(diǎn)是只能消除火星，而燃燒產(chǎn)生的尾氣含有很多有害氣體，直接排入巷道，這些有害氣體難以排除，對巷道的環(huán)境造成嚴(yán)重污染，影響礦井工人的工作環(huán)境。此外，用內(nèi)燃機(jī)作為動力單元，需要使用復(fù)雜的機(jī)械傳動，其效率較低，功耗較大，噪音污染也很大，特別是在封閉的巷道環(huán)境下，噪音不易散發(fā)。

由于柴油防爆井下用車存在以上缺點(diǎn)，因而出現(xiàn)了井下防爆電動車，其動力源為鉛酸蓄電池或者是鋰電池。鉛酸蓄電池的不足之處在于它充電時間長、循環(huán)壽命短、放電能力小，因此采用鉛酸蓄電池電機(jī)車必須專門配備充電裝備；為了滿足生產(chǎn)就必須將配備的機(jī)車數(shù)量翻倍或多配備電池組，從而使得投資增加。此外，頻繁更換電池導(dǎo)致鉛酸蓄電池電機(jī)車的運(yùn)行維護(hù)成本高，極不經(jīng)濟(jì)；電池加酸補(bǔ)液和報(bào)廢還會給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。因此使用鉛酸蓄電池作為動力源的井下防爆電動車，難以得到廣泛使用。而鋰離子電池的比能量高，充電接受能力好，在手提式電氣設(shè)備中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是鋰電池的工作溫度范圍窄，且在使用過程中必須嚴(yán)格控制充、放電電壓，電池組的總?cè)萘恳残枰右韵拗疲⑶忆囯姵厥褂煤罂赡茚尫趴扇細(xì)怏w，存在安全隱患，安全性能不足限制了鋰電池在井下的使用。

超級電容是近年來被深入研究和開發(fā)的一種新型高密度貯能裝置。超級電容一般采用對稱結(jié)構(gòu)，即正負(fù)極采用相同的炭材料，電解液由銨鹽和高電導(dǎo)率的有機(jī)溶液組成。此外，也有采用非對稱結(jié)構(gòu)的，正極為活性炭、負(fù)極為鈦酸鋰或者正極為鋰離子嵌入化合物、負(fù)極為多孔炭材料與石墨混合物。超級電容的顯著特點(diǎn)是電池的功率密度高，達(dá)1000W/kg～3000W/kg，充電時間短至0.3s～15min，循環(huán)使用壽命長達(dá)10萬次以上，并且清潔環(huán)保、用電成本低，工作溫度范圍寬（-50℃～+70℃），性能穩(wěn)定。雖然超級電容已經(jīng)作為電動車儲能裝置初步得到應(yīng)用，但是在作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、防爆要求高的礦山井下的應(yīng)用尚未得到有效開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種適用于井下、安全環(huán)保、使用性能好的礦用井下防爆電動無軌膠輪車，進(jìn)一步拓寬超級電容的應(yīng)用領(lǐng)域，也使井下指揮車更加清潔、環(huán)保、安全、可靠。

本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種礦用井下防爆電動無軌膠輪車，其貯能裝置為超級電容。超級電容由18個超級電容單元構(gòu)成，每個超級電容單元由12個超級電容單體構(gòu)成。超級電容單體均采用非對稱結(jié)構(gòu)，正極是鉭，負(fù)極是活性炭，電解液是以丙烯碳酸酯為基礎(chǔ)溶劑的有機(jī)電解液。

超級電容通過電池均衡管理系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控每個超級電容單體的充、放電情況，并將超級電容單體的溫度、電壓、電流控制在合理區(qū)間，實(shí)現(xiàn)每個超級電容單體的充、放電均衡。

對整個超級電容采用隔爆箱隔爆，隔爆箱外殼為高強(qiáng)度鐵板；隔爆箱內(nèi)部分三層，一層放置超級電容，一層放置電池均衡管理系統(tǒng)，一層放置接線端子、進(jìn)出線裝置。

超級電容分別向主牽引電機(jī)、DC/DC電源模塊供電，DC/DC電源模塊再向助力轉(zhuǎn)向電機(jī)、真空助力泵電機(jī)和本安電源供電，并提供外部接口。

作為一種優(yōu)選方案，所述超級電容置于車內(nèi)后備箱處的隔爆箱內(nèi)，以有效利用空間。

本發(fā)明的有益效果是：采用超級電容作為貯能裝置為車輛提供動力，具有充電速度快，功率密度大，使用壽命長，轉(zhuǎn)換效率高，無記憶效應(yīng)，免維護(hù)，工作溫限寬，安全性能好等特點(diǎn)，無污染，綠色環(huán)保。

經(jīng)過有效的防爆隔爆處理，本發(fā)明的安全性能高，符合煤礦井下使用條件，符合國家煤礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。與現(xiàn)有的井下電動車相比更加安全可靠。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-超級電容，2-電池均衡管理系統(tǒng)，3-隔爆箱，4-主牽引電機(jī)，5-高壓配電柜，6-助力轉(zhuǎn)向電機(jī)，7-真空助力泵電機(jī)，8-DC/DC電源模塊，9-整車控制器。

具體實(shí)施方式

選用SUV高級越野車為本體，使用原車的底盤系統(tǒng)、車身，增加后懸架彈簧剛度。