一种煤矿矿车用本安型移动电源箱论文和设计

全文摘要

一种煤矿矿车用本安型移动电源箱，涉及一种矿用电源箱，包括电源箱壳体，电源箱壳体内安装有电池组和电源管理模块，电源箱壳体外部安装有总开关按钮、声光报警器、充放电接口和线圈接口；电源管理模块包括相互连接的硬件管理模块和单片机软件管理模块，线圈接口、电池组和充放电接口分别连接到硬件管理模块上，单片机软件管理模块端子上分别连接有电量指示灯、报警信息上传接口和声光报警器，电池组到连接单片机软件管理模块，线圈接口连接有磁感应线圈。本电源箱采用双重管理和保护，具有智能充放电、智能监控、声光报警、等多种功能，可以实时检测矿车状态，自动进行供\/停电，能减少充电次数，增加电池寿命，减少工人工作量，提高生产效率。

主设计要求

1.一种煤矿矿车用本安型移动电源箱，其特征是，包括电源箱壳体（4），所述的电源箱壳体（4）内安装有电池组（7）和电源管理模块（5），电源箱壳体（4）外部安装有控制开关的总开关按钮（1）、具有报警功能的声光报警器（20）、充放电接口（3）和线圈接口（8）；所述的电源管理模块（5）包括通过信号线相互连接的硬件管理模块（9）和单片机软件管理模块（10），所述的线圈接口（8）、电池组（7）和充放电接口（3）分别连接到硬件管理模块（9）的端子上，单片机软件管理模块（10）端子上分别连接有电量指示灯（18）、报警信息上传接口（19）和声光报警器（20），电池组（7）通过检测线缆连接单片机软件管理模块（10），所述的线圈接口（8）连接有磁感应线圈（6）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的煤矿矿车用本安型移动电源箱，其特征是，所述的硬件管理模块（9）包括启停检测电路（11）、放电启动电路（12）、输出短路保护电路（13）、放电过流保护电路（14）、充电过流保护电路（15）、温度采样电路（16）和充电反接保护电路（17）。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿用电源箱，具体的说是一种煤矿矿车用本安型移动电源箱。

背景技术

绞车是一种简洁、高效的煤矿井下辅助运输工具，在绞车矿车或梭车很多安装了脱轨检测装置、移动视频摄像机等保护监视用设备。例如，在绞车矿车安装了移动视频，绞车操控人员通过监视器实时动态的查看绞车矿车沿途的视频图像信息，直观监视巷道情况，车辆状态等运行情况，使得绞车运输的安全性大大提高。这些设备都是由移动电源箱供电，因此移动电源箱的保护特性、稳定性、安全性、使用寿命、单次充电使用时间等性能参数尤为重要。但是现在大多数绞车普遍存在一个问题，一部绞车可能每天就运行的次数不多，绝大数时间都处在停止状态，这样移动电源箱大部分电量都浪费在绞车停止状态，导致有的电源箱每个班都需要进行电源箱的更换和充电，不仅增加了工人的工作量，而且制约了生产效率。

实用新型内容

为解决现今矿用移动电源箱电量浪费严重、充电次数多、电源箱寿命短和工人工作量增加、生产效率低下的问题，本实用新型提供了一种煤矿矿车用本安型移动电源箱。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的。

一种煤矿矿车用本安型移动电源箱，其特征是，包括电源箱壳体，所述的电源箱壳体内安装有电池组和电源管理模块，电源箱壳体外部安装有控制开关的总开关按钮、具有报警功能的声光报警器、充放电接口和线圈接口；所述的电源管理模块包括通过信号线相互连接的硬件管理模块和单片机软件管理模块，所述的线圈接口、电池组和充放电接口分别连接到硬件管理模块的端子上，单片机软件管理模块端子上分别连接有电量指示灯、报警信息上传接口和声光报警器，电池组通过检测线缆连接单片机软件管理模块，所述的线圈接口连接有磁感应线圈。

所述的煤矿矿车用本安型移动电源箱，其中，所述的硬件管理模块包括启停检测电路、放电启动电路、输出短路保护电路、放电过流保护电路、充电过流保护电路、温度采样电路和充电反接保护电路。

本实用新型的有益效果是：1、采用硬件管理和单片机软件管理双重管理和保护，具有智能充放电管理、智能监控、声光报警、保护及报警信号上传多种功能；2、能对每只单体电池进行独立监控、管理和保护；3、可以实时检测矿车运行和停止状态，根据矿车运行状态自动进行供电或停电，极大延长电池组单次充电使用的有效时间，减少电池组充电次数，增加电池的使用寿命，减少工人的工作量，提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理系统框图。

附图中：1、总开关按钮，2、声光报警器，3、充放电接口，4、电源箱壳体，5、电源管理模块，6、磁感应线圈，7、电池组，8、线圈接口，9、硬件管理模块，10、单片机软件管理模块，11、启停检测电路，12、放电启动电路，13、输出短路保护电路，14、放电过流保护电路，15、充电过流保护电路，16、温度采样电路，17充电反接保护电路，18、电量指示灯，19、报警信息上传接口，20、声光报警器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

如附图所示，一种煤矿矿车用本安型移动电源箱，包括电源箱壳体4，所述的电源箱壳体4内安装有电池组7和电源管理模块5，电源箱壳体4外部安装有控制开关的总开关按钮1、具有报警功能的声光报警器20、充放电接口3和线圈接口8；所述的电源管理模块5包括通过信号线相互连接的硬件管理模块9和单片机软件管理模块10，所述的线圈接口8、电池组7和充放电接口3分别连接到硬件管理模块9的端子上，单片机软件管理模块10端子上分别连接有电量指示灯18、报警信息上传接口19和声光报警器20，电池组7通过检测线缆连接单片机软件管理模块10，所述的线圈接口8连接有磁感应线圈6，所述的硬件管理模块9包括启停检测电路11、放电启动电路12、输出短路保护电路13、放电过流保护电路14、充电过流保护电路15、温度采样电路16和充电反接保护电路17。

本煤矿矿车用本安型移动电源箱为本质安全型，输出短路保护电路13和放电过流保护电路14的实现：通过在电池组7的总负端串联的MOS管及在电池组7的总正端串联的MOS管的关闭实现二级保护，当负载出现短路的时候，管理系统将立刻停止电池放电，实现输出短路保护，以避免对电池造成损坏，当外接负载工作电流超过系统设定的最大放电电流时，管理系统将终止放电，实现放电过流保护。充电过流保护电路15的实现：当充电电流过大，流过电阻的电压增高，通过放大电路放大后，经过比较电路比较，当充电电流超过系统设定阀值时，MOS管关断，充电终止。在矿车运行时，磁感应线圈6感应到矿车移动，把感应的电流通过线圈接口8传输给启停检测电路11，启停检测电路11对矿车运行停止状态进行检测，放电启动电路12控制当检测到矿车处于运行状态瞬时供电，检测到矿车由运行转为停止状态，经过设定时间延时断电，极大延长电池组7的单次充电使用的有效时间，增加了电池组7的使用寿命。通过充放电接口3与外部供电设备或充电器连接，电池组7在充电\/放电过程中，当温度采样电路16中的温度传感器检测到的电池组7温度高于系统设定的最高温度值时，温度采样电路16将立刻终止充电\/放放电，实现温度保护。

单片机软件管理模块10实现单体电池保护：由单片机CPU控制电路使输入单体电池电压衰减若干倍后，射随到差分电路，经过阻抗变换到CPU的AD端口，CPU采样到时AD值后，经过一系列的运算处理得到实际单体电池电压，充电时，当检测到有任意一只单体电池的电压高于系统设定值时，CPU给出间隔通\/断信号，使充电进入到脉动浮充电状态，放电时，当检测到有任意一只单体电池的电压低于系统设定值时，CPU给出关断信号，使放电终止。电池组7在充电\/放电过程中，如系统检测到内部有单体失效（如：单体电池短路、单体电池电压过低、单体电池正负反极），以及系统检测检测到有监测单体电池的监测线开路，管理系统将终止充电\/放电，通过声光报警器20发出声光报警信号，并通过报警信息上传接口19进行报警信号上传，实现单体电池检测保护上传和声光报警。

本煤矿矿车用本安型移动电源箱，采用硬件管理和单片机软件管理双重管理和保护，具有智能充放电管理、智能监控、声光报警、保护及报警信号上传等多种功能，并能对每只单体电池进行独立监控、管理和保护，可以实时检测矿车运行和停止状态，根据矿车运行状态自动进行供电或停电，极大延长电池组单次充电使用的有效时间，减少电池组充电次数，增加电池的使用寿命，减少工人的工作量，提高生产效率。

设计图

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