基于磷酸铁锂电池电源装置在煤矿蓄电池电机车中的研究与应用.pdfVIP

2015年第2期 煤 矿 机 电 ·51· 基于磷酸铁锂 电池 电源装置在煤矿蓄电池 电机车中的研究与应用 苏云 (上海科技管理学校 ，上海 200433) 摘 要： 煤矿蓄电池电机车采用铅酸蓄电池作为动力电源，该铅酸蓄电池的应用导致了高成本和 高污染 问题，为此提出一种基于磷酸铁锂电池作为蓄电池电机车的动力电源展开方案的研究，重点 设计了锂 电池 电源装置的充电系统和放电系统。新设计的磷酸铁锂电池在矿用蓄电池电机车中应 用近两年，总体系统稳定，取得 了预期的效果。 关键词： 蓄电池电机车；磷酸铁锂 电池；电池管理系统(BMS) 中图分类号 ：TD642；TM912．9 文献标识码：B 文章编号 ：1001—0874(2015)02—0051—03 TheResearchandApplicationofLithium IronPhosphateBattery PowerSupplyDeviceinBattery Locomotive n (ShanghaiScienceandTechnologyManagementSchool，Shanghai200433，China) Abstract： Thetraditionalcoalminebatterylocomotiveusedlead-acidbattery aspowersupply，highcostandhigh pollutionlead—acid battery isnotsustainable development．Thispaperpresentsalithium iron phosphatebattery basedonamotorvehiclebatteriespowersupply，launchedaprogram ofreasearch，andthedesignofsystem and dischargesystem oflithium battery powersupply chargingdevice．Finallyused intheminebattery locomotive． Expectedresultswereobtainedinthefield． Keywords： batteryelectricvehicles；LithiumIronPhosphatebattery；batterymanagementsystem(BMS) 有如下特点和优势 ¨ ： 0 引言 1)寿命长。传统的铅酸蓄电池的循环寿命一 目前，蓄电池 电机车是国内煤矿辅助运输系统 般不超过500次，而磷酸铁锂 电池一般达到 2000 运输的主要工具，其使用的动力 电源主要采用铅酸 次以上 ，甚至能达到 3000次以上。 蓄电池，驱动装置采用直流电动机 以及斩波式调速 2)支持大电流充放电。在常温下，磷酸铁锂电 器 。蓄电池 电机车用铅酸蓄电池主要分为两类 ：铅 池在 1C充放 电循环在 2000次 以上 ，容量保持率在 酸开 口(维护)蓄电池和阀控式密封蓄电池。这两 95％以上，是铅酸蓄电池8倍，镍氢电池的3倍，钴 种动力用铅酸蓄电池都对环境污染严重，且成本高、 酸锂电池4倍 ，锰酸锂电池4～5倍左右，可以大大 寿命短等弊端，已成为煤矿技术升级的瓶颈，故寻找 缩短充电时间，提高电池的利用率。 替代的动力 电源迫在眉睫。 3)能量密度高。磷酸铁锂电池的能量密度是 铅酸电池的3～4倍 ，镍镉电池的2～3倍，可减轻电 1