矿用纯电动防爆车辆续驶里程提升技术研究

为解决纯电动防爆车辆在煤矿井下实际运用时续驶里程不足的问题,通过分析纯电动防爆车辆的系统构型,研究了限制其续驶里程的主要影响因子。从降低车辆整备质量和提高系统工作效率2个方面,分别介绍了防爆圆筒薄壁蓄电池箱技术、空气弹簧悬架技术、新型多功能驱动桥技术及节能液压制动技术的特点及使用效果。上述技术在车辆设计中的实际应用使纯电动防爆车辆成本降低约9万元的同时,实现其续驶里程平均提升15%,有效推动了纯电动车型在煤矿生产中的推广应用,顺应了绿色矿山的发展趋势。     

防爆锂电池对纯电动防爆车续驶里程的影响

针对续驶里程严重制约纯电动防爆车辆推广应用的现状,从放电电流、环境温度、单体电压等参数以及电池管理系统(BMS)进行了分析,提出了如何从防爆锂电池着手最大限度地提升该类车辆续驶里程的措施和方法。基于VehSpy3平台搭建了纯电动防爆车辆续驶里程测试系统,按照王家岭辅助运输大巷工况,完成了某型号纯电动防爆车辆优化前后各影响因素及续驶里程的测试分析。结果表明:该方法能够有效提升续驶里程。     

纯电动防爆车辆续驶里程影响因素研究

针对续驶里程严重制约纯电动防爆车辆推广应用的现状,研究了整车参数、防爆动力电池、防爆驱动电动机控制系统以及传动型式等因素对续驶里程的影响,提出能够使纯电动防爆车辆在当前防爆动力电池比能量较低的情况下,最大限度地提升续驶里程的措施和方法。基于Veh Spy3平台搭建了纯电动防爆车辆续驶里程测试系统,按照等速行驶工况和王家岭辅助运输大巷工况,完成了某型号纯电动防爆车辆优化前后各影响因素及续驶里程的测试分析。研究结果表明:优化后的各影响因素均得到不同程度的改善,等速行驶工况增加约10 km,矿井多工况续驶里程增加7.1 km。通过采取以上措施,可有效提升纯电动防爆车辆续驶里程,为纯电动防爆车辆的开发研制和普及推广提供了理论基础。     

矿用纯电动防爆车辆续驶里程影响因素研究

文章着重分析了整车参数、防爆动力电池、防爆驱动系统以及传动型式对矿用纯电动防爆车辆续驶里程的影响,提出了能够使矿用纯电动防爆车辆在当前防爆动力电池比能量较低的情况下,最大限度地提升该类车辆续驶里程的措施和方法,同时基于某型号防爆纯电动防爆车辆,完成了整车试验台与VehSpy3上位机综合性能测试,计算出等速行驶工况和王家岭辅助运输大巷多工况续驶里程的大小。结果表明:该方法能够有效提升续驶里程,为矿用纯电动防爆车辆的开发研制和普及推广提供了理论基础。     

矿用纯电动轻型防爆胶轮车动力传动系统参数匹配

根据动力性及续驶里程设计要求,对煤矿井下纯电动防爆无轨胶轮车动力传动系统参数进行了匹配设计。建立了动力传动系统综合效率模型,并在此基础上针对所确定的两挡变速器,制定了经济性换挡策略。在确保动力性的前提下,对变速器速比进行了以循环工况能耗最小为目标的参数优化。仿真结果表明,所匹配的传动系统参数能够满足设计要求,与初选结果相比,优化后的传动系统使得整车工况续驶里程延长3%。     

防爆动力电池对纯电动防爆车辆续驶里程的影响分析

分析了防爆动力电池对矿用纯电动防爆车辆续驶里程的影响,提出了能够使矿用纯电动防爆车辆在当前防爆动力电池比能量较低的情况下,最大限度地提升该类车辆续驶里程的措施和方法,同时基于某型号防爆纯电动防爆车辆,完成了整车试验台与VehSpy3上位机综合性能测试。结果表明该方法能够有效提升续驶里程。     

矿用防爆锂电池无轨胶轮车安全性能技术分析

针对目前矿用防爆锂电池无轨胶轮车暂无针对性的国家、行业标准,装备设计、检测与认证依据缺乏的现状,在充分考虑现有相关标准规定、煤矿井下车辆运行的恶劣环境以及复杂工况的基础上,以锂电池、底盘、车身等防爆锂电池无轨胶轮车关键结构与部件为主要对象,研究提出锂电池优选与安全使用、底盘与车身结构合理设计、自动保护监控系统优化配置等方面的安全要求,该要求在6家企业的20多台锂电池无轨胶轮车设计、检测中进行了应用验证,结果表明,锂电池无轨胶轮车相比防爆柴油机无轨胶轮车,运行成本降低3/4以上,出勤率提高近30%。     

矿用防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车在煤矿井下应用的环保性与经济性

习近平总书记在海南博鳌召开的2019世界新能源汽车大会上指出:“当前随着新一轮科技革命和产业变革孕育兴起,新能源汽车产业正进入加速发展的新阶段,不仅为各国经济增长注入强劲新动能,也有助于减少温室气体排放,应对气候变化挑战,改善全球生态环境”。在此背景下,煤矿井下也开始引入矿用防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车。通过介绍项目研究背景与目标,以传统的矿用防爆柴油机无轨胶轮车为参比对象展开讨论,得出煤矿井下使用的矿用防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车在尾气排放、噪声、百公里油耗及电耗方面都有优势。随着蓄电池技术发展,矿用防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车的续航里程、使用环境也会有更大的突破。     

防爆锂离子蓄电池车辆整车控制系统设计

为能较好地满足防爆锂离子蓄电池车辆的性能需求,实现车辆信息的人车交互,设计了一种防爆锂离子蓄电池车辆整车控制系统。详细介绍了整车控制系统、防爆驱动电动机控制子系统和防爆锂离子蓄电池管理系统。基于Veh Spy3平台集成的Graphical Panel工具箱,设计了煤矿用防爆锂离子蓄电池车辆控制系统信息采集系统,完成了对车辆控制系统的实车验证,取得了良好的效果。     

煤矿智能无轨辅助运输装备关键技术研究与应用

介绍了煤矿无轨辅助运输技术与装备的发展背景以及当前无轨辅助运输产业政策，针对井下无轨辅助运输技术与装备应用现状，简要地对我国防爆柴油机动力和防爆蓄电池动力辅运车辆的发展现状进行了系统梳理，详细阐述了清洁动力、高效传动匹配、车辆驱动控制和安全制动等防爆柴油动力无轨辅助运输装备的关键技术及其发展趋势，以及防爆蓄电池动力、牵引逆变交流变频调速、分布式多轮驱动转矩协同控制等关键技术；同时，分析了智能化技术在无轨辅助运输中的应用。指出，柴油机降排、新能源车辆续航里程、井下安全驾驶和行业标准体系不足是现存无轨辅助运输发展的技术难点。对未来煤矿无轨辅助运输技术与装备的发展方向进行了展望，认为绿色安全和高效智能是煤矿辅助运输的发展方向。     

蓄电池矿用无轨胶轮车获专利

由冀中能源石煤机公司设计研制的防爆蓄电池矿用无轨胶轮车获得国家实用新型专利授权,成为国内首台采用锂离子蓄电池为动力的胶轮车。选用锂离子蓄电池可摈弃铅酸蓄电池成本高、寿命短的缺点,驱动装置采用锂     

矿用隔爆锂离子电源箱轻量化设计

针对矿用隔爆锂离子电源箱重量较大、影响矿用防爆电动无轨胶轮车续航里程的问题,对矿用隔爆锂离子电源箱进行轻量化设计。该电源箱使用强度高、加工性能好的Q420钢,且采用薄板配合加强肋的结构设计。通过薄板应力理论计算,确定壁厚以及加强肋间距,并通过静力学仿真分析验证。结果表明,该电源箱轻量化设计在满足防爆要求的同时,能有效减轻外壳重量,为降低矿用防爆无轨电动胶轮车整车重量以及增加续航里程打下良好基础。     

煤矿井下无轨胶轮电动车再生制动建模与仿真

以永磁直流电机为研究对象,进行了煤矿井下无轨胶轮电动车再生制动主回路设计,以二象限型DC-DC直流斩波器为结构,建立了完整的再生制动数学模型,并进行了再生制动过程中蓄电池充电电流和电机电枢电流的仿真研究,仿真结果表明,再生制动过程中可以产生很大的电机电枢电流和蓄电池充电电流,可回收能量,提高煤矿井下无轨胶轮电动车的续驶里程。     

煤矿电动无轨运输车辆的关键技术研究

介绍了国内外煤矿电动无轨运输车辆的现状,通过相关产品的对比及整车设计计算和分析,阐述了煤矿电动无轨运输车辆设计中防爆蓄电池技术、牵引电机技术和整机轻量化设计技术3个关键技术的研究情况。结果表明:发展煤矿电动无轨辅助运输车辆的最关键技术是防爆高比能量电池技术的研究;只有使用新型高比能量防爆电池,整车设计才具有实际应用意义。     

井下防爆锂离子蓄电池车辆的关键技术研究

根据现阶段国内外井下防爆锂离子蓄电池车辆现状,阐述了整车设计中防爆蓄电池技术、变频牵引技术和整车轻量化设计三个关键技术研究情况,并对现阶段具体产品进行了分析,这对于井下防爆锂离子蓄电池整车设计有指导作用,可提高整车设计的实际应用价值。     

防爆电驱车辆并联双驱动力变速系统研究

煤矿重型电驱防爆胶轮车传动系统一般采用低速电机搭配减速器的传动形式，由于车辆作业负载差异大、载重大、各种工况驱动速度差异大，因此，驱动系统装机功率大、效率低、能量损耗大。针对上述问题论文基于驱动电流闭环反馈控制策略，开发了一种煤矿重型电驱防爆胶轮车并联双驱动力混合驱动系统，并对并联双驱动力变速系统进行仿真测试和试验验证。结果表明：并联双驱动力变速系统全工况条件下相比于电机单驱系统综合能耗可降低约11.3%,考虑到并联双驱系统导致整车质量增加的影响，并联双驱动力变速系统全工况条件下相比于电机单驱系统综合能耗可降低约10%,其他条件不变整车续驶里程可提升10%,仿真与试验结论基本一致。     

防爆锂离子蓄电池车辆整车控制系统研究

文章对煤矿用防爆锂离子蓄电池车辆整车控制系统进行分析,详细介绍了整车控制系统、防爆驱动电机控制系统和防爆锂离子蓄电池管理系统,设计了基于一主多从交互机制的多节点加管理控制的系统架构;定义了各控制节点的运行状态及状态切换时节点间的交互控制逻辑;参照SAE J1939通信协议标准,制定了整车通信协议;基于Veh Spy3平台集成的Graphical Panel工具箱,设计了煤矿用防爆锂离子蓄电池车辆控制系统信息采集系统,并对车辆控制系统进行了实车验证。     

矿用防爆电驱车多档位变速节能技术研究

针对矿用纯电动防爆车辆当前无法有效解决有限体积防爆动力电池比能量低、整车质量大、效率低等严重制约了车辆续航里程提升，困扰矿用电动车辆发展和推广的技术瓶颈问题，提出了多档位变速系统等节能技术有效解决提升矿用电动车辆续航的关键技术方法。文章对某矿用车辆配置多档位变速系统进行研究，研究表明：在防爆动力电池性能短期内无法大幅提升的现状下，采用多档位变速系统使得整车综合效率有效提高8.3%，平均续航里程增加20%，为设计研发安全高效的矿用电动车辆提供理论基础，促进了煤矿绿色、高效辅助运输行业的发展。     

国内首台锂电池单轨吊问世

<正>国内首台采用清洁能源锂离子蓄电池为动力的电动单轨吊在冀中装备集团石煤机公司下线。该公司依托自主创新的矿用锂离子蓄电池成组应用技术和防爆技术,在内燃机和钢丝绳牵引单轨吊的基础上开发了铅酸蓄电池单轨吊和锂电池单轨吊。其中,DL系列防爆锂电池单轨吊机车可运送材料、人员和设备,并能完成简单的提升、吊装等作业,是一种高     

矿用井下防爆无轨胶轮车运输安全技术分析及发展趋势

矿用井下防爆无轨胶轮车是一种经济实用、安全高效的巷道运输车辆,它的使用简化了采矿过程,增加了采矿的产能和作业的安全性,对于煤矿井下作业有着十分重要的意义。文章对矿用井下防爆无轨胶轮车在应用中的安全技术进行分析,经过工业性试验得出矿用井下防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车具有效率高、无污染、可靠性高、温升低、重量轻、操控简单、维护使用成本低等优点,市场应用前景极其广泛。因此,矿用井下防爆无轨胶轮车的电动化已成为近几年煤矿井下辅助运输装备的发展趋势。