CN115036642A - 一种矿井用车辆电池防爆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种矿井用车辆电池防爆装置，包括：防爆外壳，所述防爆外壳内设置有电池控制系统和电池组，所述电池控制系统与所述电池组相连接，所述电池控制系统外部设置有第一壳体，所述电池组外部设置有第二壳体，所述防爆外壳、所述第一壳体和所述第二壳体上均设置有出气孔；所述电池控制系统包括信息采集模块和控制模块，所述信息采集模块与所述控制模块相连接，所述信息采集模块用于采集所述电池组的状态信息，所述控制模块用于根据所述状态信息调节所述电池组对车辆负载的供电状态。本发明可以及时调节电池组对车辆负载的供电状态，以避免电池组发生爆炸。
Description
技术领域
本说明书涉及矿井设备技术领域，尤其涉及一种矿井用车辆电池防爆装置。
背景技术
目前，矿井中开始广泛采用纯电动车辆作为运输车辆，纯电动车辆采用电池组为车辆提供动力，电池组在给车辆负载供电时，可能会出现异常情况而发生爆炸，造成对人或物的损伤。此处的车辆负载指的是车辆的用电器件如发动机等。
发明内容
为了解决以上问题，本说明书实施例提供了一种矿井用车辆电池防爆装置，在电池组运行状态异常时，可及时停止对车辆负载供电，防止电池组发生爆炸。
本说明书实施例是这样实现的：
一种矿井用车辆电池防爆装置，包括：防爆外壳，所述防爆外壳内设置有电池控制系统和电池组，所述电池控制系统与所述电池组相连接，所述电池控制系统外部设置有第一壳体，所述电池组外部设置有第二壳体，所述防爆外壳、所述第一壳体和所述第二壳体上均设置有出气孔；
所述电池控制系统包括信息采集模块和控制模块，所述信息采集模块与所述控制模块相连接，所述信息采集模块用于采集所述电池组的状态信息，所述控制模块用于根据所述状态信息调节所述电池组对车辆负载的供电状态。
本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本发明的信息采集模块可以采集电池组的状态信息并将状态信息发送给控制模块。当电池组出现自燃、短路或放电出现电火花等情况时，状态信息会变得异常，控制模块在判断状态信息异常时，可以及时调节电池组对车辆负载的供电状态，以避免电池组发生爆炸。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书实施例提供的矿井用车辆电池防爆装置的示意图。
其中，1、防爆外壳；2、第一壳体；3、第二壳体；4、电池组；5、第一风扇；6、第二风扇；7、第一电流传感器；8、第一电压传感器；9、第二电压传感器；10、第二电流传感器；11、控制器；12、开关；13、变阻器；14、计时模块；15、显示屏；16、出气孔；17、第一接线箱；18、第二接线箱；19、第一电缆接线盒；20、第二电缆接线盒；21、防爆电缆；22、信号线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供了一种矿井用车辆电池防爆装置，包括：防爆外壳1，防爆外壳1内设置有电池控制系统和电池组4，电池控制系统与电池组4相连接。电池控制系统外部设置有第一壳体2，电池组4外部设置有第二壳体3，即，电池控制系统设置在第一壳体2内部，电池组4设置在第二壳体3内部。防爆外壳1、第一壳体2和第二壳体3上均设置有出气孔16。
电池控制系统包括信息采集模块和控制模块，信息采集模块与控制模块相连接，信息采集模块用于采集电池组4的状态信息，控制模块用于根据状态信息调节电池组4对车辆负载的供电状态。电池组4的状态信息可以包括电压信息、电流信息等。电池组4对车辆负载的供电状态可以包括对车辆负载供电、对车辆负载断电(停止供电)，对车辆负载供电的总电流的大小等。车辆负载指的是车辆上的用电器件，如发动机等。
本发明的信息采集模块可以采集电池组4的状态信息，如电压和电流信息等。当电池组4出现自燃、短路或放电出现电火花时，状态信息会变得异常，控制模块在判断状态信息异常时，可以及时控制电池组4停止对车辆负载供电。电池组4及时停止工作可以有效避免电池组4发生爆炸。
同时，为了电池控制系统能更稳定地对电池组4进行有效控制，将电池控制系统设置在第一壳体2内，将电池组4设置在第二壳体3内，目的是将电池控制系统和电池组分隔在两个空间，电池组4受到第二壳体3的防护，电池控制系统受到第一壳体2的防护，当电池组4放电出现电火花等异常情况时，电池控制系统可以不受影响，对电池组4进行有效地控制，比如及时减小供电总电流或停止对车辆负载供电等。
其中，防爆外壳1、第一壳体2和第二壳体3，可由带孔的防爆板制作而成。如此，一方面利于通风，增强电池控制系统和电池组4的散热功能，另一方面防止在电池组4发生爆炸时，对外界造成影响。
进一步地，第一壳体2内设置有对电池控制系统进行降温的第一降温装置，第二壳体3内设置有对电池组4进行降温的第二降温装置。第一降温装置可以包括第一风扇5，第二降温装置可以包括第二风扇6。如此，在第一风扇5和第二风扇6的吹拂下，可以及时将电池控系统和电池组4在工作时产生的热量释放出去，营造低温的环境，降低电池组4发生爆炸的风险。
信息采集模块包括用于检测电池组4对车辆负载供电的总电流的第一电流传感器7、测量电池组4的总电压的第一电压传感器8和测量电池组4的各个单体电池的分电压的第二电压传感器9。当总电流不在第一预设范围、总电压不在第二预设范围和分电压不在第三预设范围中至少一者发生时，控制模块控制电池组4停止对车辆负载供电。其中，第一预设范围、第二预设范围、第三预设范围不作具体限定，可根据各车辆的实际情况设置。
也就是说电池组4的状态信息可以包括，总电流、总电压和分电压。当总电流、总电压和分电压至少一者发生异常不在各自的预设的范围内时，即停止对车辆负载供电。以防止电池组4继续工作而发生爆炸。当电池组4出现短路时，总电流会发生变化，电池组4由多个单体电池构成，当单个电池电压异常时或者当电池组4的总电压异常时，会发生爆炸的风险，当控制模块判断信息采集模块采集到的这些信息中的任意一者发生异常时，会控制电池组4及时停止对车辆负载进行供电。
信息采集模块还包括与电池组4形成检测回路的检测负载和测量检测回路的电流的第二电流传感器10，检测负载可以为电阻等电器件。当检测回路的电流在第四预设范围内、总电压在第五预设范围内且各个分电压均在第六预设范围内时，控制模块控制电池组4对车辆负载供电。其中，第四预设范围、第五预设范围、第六预设范围不作具体限定，可根据各车辆的实际情况设置。
增加检测回路，可以在电池组4对车辆负载进行供电之前，预先对电池组4进行检测。电池组4与检测负载形成检测回路，第二电流传感器10用于检测检测回路中的电流，当检测回路中的电流、电池组4的总电压、电池组4的各个单体电池的分电压均在各自的预设范围内时，表明电池组4本身的状态是正常的，可以对车辆负载供电。预先检测合格后，再开始对车辆负载进行供电，可以进一步防止电池组4在对车辆负载供电时发生爆炸的可能性。
控制模块包括控制器11和连接在电池组4和车辆负载之间的开关12，控制器11与信息采集模块相连接，控制器11根据状态信息控制开关12的工作状态，以便控制电池组4对车辆负载的供电状态。
当电池组4的状态信息异常时，信息采集模块将采集到的状态信息发送给控制器11，控制器11判断状态信息异常，控制开关12断开，以使电池组4对车辆负载断电，也就是使电池组4停止对车辆负载供电，防止电池组4在发生故障时继续工作而发生爆炸。当控制器11控制开关12闭合时，可以使电池组4对车辆负载供电。
控制模块还包括变阻器13，变阻器13与车辆负载串联，控制器11根据状态信息控制变阻器13的阻值以调节电池组4对车辆负载的供电总电流。
比如，当电池组4在供电过程中出现过流时，控制器11可以控制变阻器13的阻值变大，来减小供电总电流，当供电过程中出现欠流时，可调节变阻器13的阻值变小，来增大供电总电流。
电池控制系统还包括计时模块14，计时模块14与控制器11相连接，计时模块14用于记录状态信息对应的时间信息，时间信息用于表示电池组处于状态信息表示的状态的时刻或时长信息。
增加计时模块14，可记录状态信息对应的时间信息，如此可以得知，电池组4在各个时刻的状态信息。可以将电池组4的状态信息与时间对应起来，比如电池组4发生故障的时间，电池组4开始给车辆负载供电的时刻等。如此，可以统计电池组4一次正常工作的持续时间，为后续对电池组4的使用和改进提供依据。比如，经过统计，当电池组4在持续工作时间为N个小时后容易发生故障，可以提醒车辆使用者在电池组4达到该工作时间时，停止使用该车辆，让车辆休息一定时间后再继续使用。或者，绘制横坐标为时间，状态信息为纵坐标的状态信息变化图，来分析电池组4在发生故障之前一段时间的各状态信息的变化趋势，并以此来作为后续判断电池组4将要发生故障的判断条件等。
矿井用车辆电池防爆装置还包括防爆电缆21；第一壳体2上设置有第一电缆接线盒19，电池控制系统与第一电缆接线盒19相连接，第二壳体3设置有第二电缆接线盒20，电池组4与第二电缆接线盒20相连接，第一电缆接线盒19与第二电缆接线盒20通过防爆电缆21相连接。
采用防爆电缆21对第一电缆接线盒19与第二电缆接线盒20进行连接，在发生短路或出现电火花时，也不会点燃周围的易燃易爆气体，增加安全性，防止发生爆炸。
防爆外壳1外部设置有显示屏15，显示屏15与控制模块相连接，控制模块控制显示屏15显示状态信息。
如此，工作人员可以通过显示屏15观察电池组4的状态信息，根据状态信息作出自己的判断。以便及时采取相应的应急措施。
最后参照图1对本发明的一个实施例进行具体介绍。矿井用车辆电池防爆装置包括防爆外壳1，防爆外壳1内设置有第一壳体2和第二壳体3，防爆外壳1、第一壳体2和第二壳体3均设置有出气孔16。第一壳体2内设置有电池控制系统和第一风扇5，第二壳体3内设置有电池组4和第二风扇6。电池控制系统包括控制模块和信息采集模块。信息采集模块包括第一电流传感器7、第一电压传感器8、第二电压传感器9，第二电流传感器10，检测负载，检测负载与电池组4形成检测回路。控制模块包括控制器11、开关12和变阻器13，开关12和变阻器13均连接在电池组4和车辆负载形成的回路的总干路上，以便控制总干路的通断和调节总电流，变阻器13与车辆负载相串联。具体地，第一电流传感器7、第一电压传感器8、第二电压传感器9、第二电流传感器10、检测负载、控制器11、开关12和变阻器13通过信号线22可连接在第一接线箱17上，以达到电路连接的目的。第一壳体2上设置有第一电缆接线盒19，第一接线箱17通过信号线22与第一电缆接线盒19相连接。第二壳体3内设置有第二接线箱18，电池组4通过信号线22连接在第二接线箱18上，第二接线箱18通过信号线22与第二电缆接线盒20相连接，第一电缆接线盒19和第二电缆接线盒20通过防爆电缆21相连接。第一接线箱17还通过信号线22连接有计时模块14和显示屏15，以使计时模块14与控制器11相连接，显示屏15和控制器11相连接。电池组4与车辆负载的连接在图中未示出。
以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
控制器可以按任何适当的方式实现，可以为PLC或单片机等，也可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone LabsC8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
Claims (10)
1.一种矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，包括：防爆外壳(1)，所述防爆外壳(1)内设置有电池控制系统和电池组(4)，所述电池控制系统与所述电池组(4)相连接，所述电池控制系统外部设置有第一壳体(2)，所述电池组(4)外部设置有第二壳体(3)，所述防爆外壳(1)、所述第一壳体(2)和所述第二壳体(3)上均设置有出气孔(16)；
所述电池控制系统包括信息采集模块和控制模块，所述信息采集模块与所述控制模块相连接，所述信息采集模块用于采集所述电池组(4)的状态信息，所述控制模块用于根据所述状态信息调节所述电池组(4)对车辆负载的供电状态。
2.根据权利要求1所述的矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，所述第一壳体(2)内设置有对所述电池控制系统进行降温的第一降温装置，所述第二壳体(3)内设置有对所述电池组(4)进行降温的第二降温装置。
3.根据权利要求1所述的矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，所述信息采集模块包括用于检测所述电池组(4)对所述车辆负载供电的总电流的第一电流传感器(7)、测量所述电池组(4)的总电压的第一电压传感器(8)和测量所述电池组(4)的各个单体电池的分电压的第二电压传感器(9)；当所述总电流不在第一预设范围、所述总电压不在第二预设范围和所述分电压不在第三预设范围中至少一者发生时，所述控制模块控制所述电池组(4)停止对所述车辆负载供电。
4.根据权利要求3所述的矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，所述信息采集模块还包括与所述电池组(4)形成检测回路的检测负载和测量所述检测回路的电流的第二电流传感器(10)；当所述检测回路的电流在第四预设范围内、所述总电压在第五预设范围内且各个所述分电压均在第六预设范围内时，所述控制模块控制所述电池组(4)对所述车辆负载供电。
5.根据权利要求1所述的矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，所述控制模块包括控制器(11)和连接在所述电池组(4)和所述车辆负载之间的开关(12)，所述控制器(11)根据所述状态信息控制所述开关(12)的工作状态，以便控制所述电池组(4)对所述车辆负载的供电状态。
6.根据权利要求5所述的矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，所述控制模块还包括变阻器(13)，所述变阻器(13)与所述车辆负载串联，所述控制器(11)根据所述状态信息控制所述变阻器(13)的阻值以调节所述电池组(4)对所述车辆负载的供电总电流。
7.根据权利要求5所述的矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，所述电池控制系统还包括计时模块(14)，所述计时模块(14)与所述控制器(11)相连接，所述计时模块(14)用于记录所述状态信息对应的时间信息，所述时间信息为用于表示所述电池组处于所述状态信息表示的状态的时刻或时长信息。
8.根据权利要求1所述的矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，所述矿井用车辆电池防爆装置还包括防爆电缆(21)；所述第一壳体(2)上设置有第一电缆接线盒(19)，所述电池控制系统与所述第一电缆接线盒(19)相连接，所述第二壳体(3)设置有第二电缆接线盒(20)，所述电池组(4)与所述第二电缆接线盒(20)相连接，所述第一电缆接线盒(19)与所述第二电缆接线盒(20)通过所述防爆电缆(21)相连接。
9.根据权利要求1所述的矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，所述防爆外壳(1)外部设置有显示屏(15)，所述显示屏(15)与所述控制模块相连接，所述控制模块控制所述显示屏(15)显示所述状态信息。
10.根据权利要求2所述的矿井用车辆电池防爆装置，其特征在于，所述第一降温装置包括第一风扇(5)，所述第二降温装置包括第二风扇(6)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220909 |