矿用井下防爆电动车底盘系统及防爆电动车的制作方法

    技术2025-06-22  17


    本发明涉及车底盘系统,具体为矿用井下防爆电动车底盘系统及防爆电动车。


    背景技术:

    1、随着矿山工业的不断发展,井下防爆车辆的使用频率不断增加,运输安全问题也成为了工业界的重要关注点。目前井下防爆车辆大多是由驾驶员操控,操纵车辆实现前进、停车、起步等动作。矿用井下防爆电动车辆的设计和开发需要满足严格的安全技术要求。这些要求包括防爆性能、电气安全、机械安全、火灾防护等多个方面,以确保在煤矿井下这种特殊环境中的安全运行。

    2、现有矿用井下防爆电动车底盘系统不便将各监测模块结合环境数据进行全面的安全状态检查,不便进行统一管理和控制的问题。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明提供了矿用井下防爆电动车底盘系统及防爆电动车,解决了现有矿用井下防爆电动车底盘系统不便将各监测模块结合环境数据进行全面的安全状态检查,不便进行统一管理和控制的问题。

    2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种矿用井下防爆电动车底盘系统,包括井下环境监测模块、防爆电池组监测模块、防爆驱动电机监测模块、防爆电气箱监测模块和底盘综合监测模块,其中:所述井下环境监测模块用于获取矿用防爆电动车在井下所处的位置的环境数据,所述环境数据包括环境温度和环境湿度;所述防爆电池组监测模块用于结合环境数据对电动车的防爆电池组进行安全状态检查,并将电池检查结果发送给底盘综合监测模块,所述电池检查结果包括电池密封箱不合格、电池组温度异常和电池组温度正常;所述防爆驱动电机监测模块用于结合环境数据对电动车的防爆驱动电机进行安全状态检查,并将电机检查结果发送给底盘综合监测模块,所述电机检查结果包括电机气密性不合格、电机温度异常和电机温度正常;所述防爆电气箱监测模块用于结合环境数据对电动车的防爆电气箱进行安全状态检查,并将电气箱检查结果发送给底盘综合监测模块,所述电气箱检查结果包括电气箱气密性不合格、电气箱温度异常和电气箱温度正常;所述底盘综合监测模块用于基于电池检查结果、电机检查结果和电气箱检查结果对电动车进行控制。

    3、进一步地,基于电池检查结果、电机检查结果和电气箱检查结果对电动车进行控制,包括以下步骤:若接收到电池密封箱不合格或电池组温度异常,则向电动车底盘的控制子系统发送制动信号,以通过制动子系统对防爆电动车制动;若接收到电机气密性不合格或电机温度异常,则向电动车底盘的控制子系统发送制动信号,以通过制动子系统对防爆电动车制动;若接收到电气箱气密性不合格或电气箱温度异常,则向电动车底盘的控制子系统发送制动信号,以通过制动子系统对防爆电动车制动;若接收到电池组温度正常且电机温度正常且电气箱温度正常,则获取综合评估数据,所述综合评估数据包括电池组温度系数、电机温度系数和电气箱温度系数;基于综合评估数据对防爆电动车底盘的综合状态进行评估,获得综合评估指数,所述综合评估指数用于表示防爆电动车底盘的综合温度状态。

    4、进一步地,所述综合评估指数的计算公式如下:

    5、zhp=α1*dwx+α2*qwx+α3*xwx;

    6、式中,zhp为综合评估指数,dwx为电池组温度系数,qwx为电机温度系数,xwx为电气箱温度系数,α1为数据库中设定的dwx的权重因子,α2为数据库中设定的qwx的权重因子,α3为数据库中设定的xwx的权重因子。

    7、进一步地,结合环境数据对电动车的防爆电池组进行安全状态检查,包括以下步骤:对防爆电池组的电池密封箱进行气密性检查,判断气密性是否合格:若气密性不合格,则向底盘综合监测模块发送的电池检查结果为电池密封箱不合格;若气密性合格,获取电池组当前状态数据,所述电池组当前状态数据包括当前放电电流和当前电池组散热器风力;基于电池组当前状态数据和环境数据获得电池组温度参考数据,所述电池组温度参考数据包括参定电池平均温度和电池参定温度分布数据,所述电池参定温度分布数据包括电池组各指定位置点的参定温度;获取电池组温度实际数据,并将电池组温度参考数据与电池组温度实际数据进行融合分析,获得电池组温度系数,所述电池组温度实际数据包括实际电池平均温度和电池实际温度分布数据,所述电池实际温度分布数据包括电池组各指定位置点的实际温度;判断电池组温度系数是否大于数据库中存储的电池组温度判定阈值:若大于,则向底盘综合监测模块发送的电池检查结果为电池组温度异常;若不大于,则向底盘综合监测模块发送的电池检查结果为电池组温度正常。

    8、进一步地,所述基于电池组当前状态数据和环境数据获得电池组温度参考数据,包括以下步骤:将电池组当前状态数据和环境数据与数据库中存储的各电池组状态匹配数据进行比对,获得电池比对系数,所述电池组状态匹配数据包括放电匹配电流、电池组散热器匹配风力、环境匹配温度和环境匹配湿度,所述电池比对系数的计算公式为:

    9、σd=e|sa-ca|+|sda-cda|+ln(|hsw-hcw|+|hss-hcs|+1);

    10、式中,σd为电池比对系数,ca为放电匹配电流,cda为电池组散热器匹配风力,hcw为环境匹配温度,hcs为环境匹配湿度,sa为当前放电电流,sda为当前电池组散热器风力,hsw为环境温度,hss为环境湿度,e为自然常数;

    11、获取最小的电池比对系数对应的电池组状态匹配数据在数据库中对应存储的电池组温度参考数据。

    12、进一步地,结合环境数据对电动车的防爆驱动电机进行安全状态检查,包括以下步骤:对防爆驱动电机壳体进行气密性检查,判断气密性是否合格:若气密性不合格,则向底盘综合监测模块发送的电机检查结果为电机气密性不合格;若气密性合格,获取驱动电机当前状态数据,所述驱动电机当前状态数据包括当前电机转速和当前电机散热器风力;基于驱动电机当前状态数据和环境数据获得电机温度参考数据,所述电机温度参考数据包括参定电机平均温度和电机参定温度分布数据,所述电机参定温度分布数据包括电机各指定位置点的参定温度;获取电机温度实际数据,并将电机温度参考数据与电机温度实际数据进行融合分析,获得电机温度系数,所述电机温度实际数据包括实际电机平均温度和电机实际温度分布数据,所述电机实际温度分布数据包括电机各指定位置点的实际温度;判断电机温度系数是否大于数据库中存储的驱动电机温度判定阈值:若大于,则向底盘综合监测模块发送的电机检查结果为电机温度异常;若不大于,则向底盘综合监测模块发送的电机检查结果为电机温度正常。

    13、进一步地,所述基于驱动电机当前状态数据和环境数据获得电机温度参考数据,包括以下步骤:将驱动电机当前状态数据和环境数据与数据库中存储的各电机状态匹配数据进行比对,获得电机比对系数,所述电机状态匹配数据包括电机匹配转速、电机散热器匹配风力、环境匹配温度和环境匹配湿度,所述电机比对系数的计算公式为:

    14、σq=e|sz-cz+|sqa-cqa|+ln(|hsw-hcw|+|hss-hcs|+1);

    15、式中,σq为电机比对系数,cz为电机匹配转速,cqa为电机散热器匹配风力,hcw为环境匹配温度,hcs为环境匹配湿度,sz为当前电机转速,sqa为当前电机散热器风力,hsw为环境温度,hss为环境湿度,e为自然常数;

    16、获取最小的电机比对系数对应的电机状态匹配数据在数据库中对应存储的电机温度参考数据。

    17、进一步地,结合环境数据对电动车的防爆电气箱进行安全状态检查,包括以下步骤:对防爆电气箱的电气箱进行气密性检查,判断气密性是否合格:若气密性不合格,则向底盘综合监测模块发送的电气箱检查结果为电气箱气密性不合格;若气密性合格,获取电气箱当前状态数据,所述电气箱当前状态数据包括当前igbt平均电流和当前电气箱散热器风力;基于电气箱当前状态数据和环境数据获得电气箱温度参考数据,所述电气箱温度参考数据包括参定电气箱平均温度和电气箱参定温度分布数据,所述电气箱参定温度分布数据包括电气箱各指定位置点的参定温度;获取电气箱温度实际数据,并将电气箱温度参考数据与电气箱温度实际数据进行融合分析,获得电气箱温度系数,所述电气箱温度实际数据包括实际电气箱平均温度和电气箱实际温度分布数据,所述电气箱实际温度分布数据包括电气箱各指定位置点的实际温度;判断电气箱温度系数是否大于数据库中存储的电气箱温度判定阈值:若大于,则向底盘综合监测模块发送的电气箱检查结果为电气箱温度异常;若不大于,则向底盘综合监测模块发送的电气箱检查结果为电气箱温度正常。

    18、进一步地,所述基于电气箱当前状态数据和环境数据获得电气箱温度参考数据,包括以下步骤:将电气箱当前状态数据和环境数据与数据库中存储的各电气箱状态匹配数据进行比对,获得电气箱比对系数,所述电池组状态匹配数据包括igbt平均匹配电流、电气箱散热器匹配风力、环境匹配温度和环境匹配湿度,所述电气箱比对系数的计算公式为:

    19、σx=e|sx-cx|+|sxa-cxa|+ln(|hsw-hcw|+|hss-hcs|+1);

    20、式中,σx为电气箱比对系数,cx为igbt平均匹配电流,cxa为电气箱散热器匹配风力,hcw为环境匹配温度,hcs为环境匹配湿度,sx为当前igbt平均电流,sxa为当前电气箱散热器风力,hsw为环境温度,hss为环境湿度,e为自然常数;

    21、获取最小的电气箱比对系数对应的电池组状态匹配数据在数据库中对应存储的电气箱温度参考数据。

    22、防爆电动车,包括电动车底盘和设置在电动车底盘上的车厢,所述电动车底盘包括底盘架、供电系统、驱动系统、电气系统、控制系统和刹车系统,所述供电系统、驱动系统、电气系统、控制系统和刹车系统均安装在底盘架上;所述控制系统包括井下环境监测子系统、防爆电池组监测子系统、防爆驱动电机监测子系统、防爆电气箱监测子系统和底盘综合监测子系统,其中:所述井下环境监测子系统用于获取矿用防爆电动车在井下所处的位置的环境数据,所述环境数据包括环境温度和环境湿度;所述防爆电池组监测子系统用于结合环境数据对供电系统的防爆电池组进行安全状态检查,并将电池检查结果发送给底盘综合监测子系统,所述电池检查结果包括电池密封箱不合格、电池组温度异常和电池组温度正常;所述防爆驱动电机监测子系统用于结合环境数据对驱动系统的防爆驱动电机进行安全状态检查,并将电机检查结果发送给底盘综合监测子系统,所述电机检查结果包括电机气密性不合格、电机温度异常和电机温度正常;所述防爆电气箱监测子系统用于结合环境数据对电气系统的防爆电气箱进行安全状态检查,并将电气箱检查结果发送给底盘综合监测子系统,所述电气箱检查结果包括电气箱气密性不合格、电气箱温度异常和电气箱温度正常;所述底盘综合监测子系统用于基于电池检查结果、电机检查结果和电气箱检查结果对电动车进行控制。

    23、本发明具有以下有益效果:

    24、该矿用井下防爆电动车底盘系统及防爆电动车,通过井下环境监测模块实时获取环境温度和湿度数据,各监测模块结合环境数据对防爆电池组、防爆驱动电机和防爆电气箱进行全面的安全状态检查,并将检查结果发送给底盘综合监测模块进行统一管理和控制,不仅能预防电池、驱动电机和电气箱在极端环境条件下可能出现的故障,还能够快速响应异常状况,确保电动车的安全运行,提升井下作业的整体安全性,可以有效解决电动车在井下复杂环境中的安全性问题。

    25、当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。


    技术特征:

    1.矿用井下防爆电动车底盘系统,其特征在于,包括井下环境监测模块、防爆电池组监测模块、防爆驱动电机监测模块、防爆电气箱监测模块和底盘综合监测模块,其中:

    2.根据权利要求1所述的矿用井下防爆电动车底盘系统,其特征在于,基于电池检查结果、电机检查结果和电气箱检查结果对电动车进行控制,包括以下步骤:

    3.根据权利要求2所述的矿用井下防爆电动车底盘系统,其特征在于,所述综合评估指数的计算公式如下:

    4.根据权利要求2所述的矿用井下防爆电动车底盘系统,其特征在于,结合环境数据对电动车的防爆电池组进行安全状态检查,包括以下步骤:

    5.根据权利要求4所述的矿用井下防爆电动车底盘系统,其特征在于,所述基于电池组当前状态数据和环境数据获得电池组温度参考数据,包括以下步骤:

    6.根据权利要求2所述的矿用井下防爆电动车底盘系统,其特征在于,结合环境数据对电动车的防爆驱动电机进行安全状态检查,包括以下步骤:

    7.根据权利要求6所述的矿用井下防爆电动车底盘系统,其特征在于,所述基于驱动电机当前状态数据和环境数据获得电机温度参考数据,包括以下步骤:

    8.根据权利要求2所述的矿用井下防爆电动车底盘系统,其特征在于,结合环境数据对电动车的防爆电气箱进行安全状态检查,包括以下步骤:

    9.根据权利要求8所述的矿用井下防爆电动车底盘系统,其特征在于,所述基于电气箱当前状态数据和环境数据获得电气箱温度参考数据,包括以下步骤:

    10.防爆电动车,其特征在于,包括电动车底盘(2)和设置在电动车底盘(2)上的车厢(1),所述电动车底盘(2)包括底盘架(201)、供电系统(202)、驱动系统(203)、电气系统(204)、控制系统(205)和刹车系统(206),所述供电系统(202)、驱动系统(203)、电气系统(204)、控制系统(205)和刹车系统(206)均安装在底盘架(201)上;


    技术总结
    本发明公开了矿用井下防爆电动车底盘系统及防爆电动车,涉及车底盘系统技术领域。该矿用井下防爆电动车底盘系统,通过井下环境监测模块实时获取环境温度和湿度数据,各监测模块结合环境数据对防爆电池组、防爆驱动电机和防爆电气箱进行全面的安全状态检查,并将检查结果发送给底盘综合监测模块进行统一管理和控制,不仅能预防电池、驱动电机和电气箱在极端环境条件下可能出现的故障,还能够快速响应异常状况,确保电动车的安全运行,提升井下作业的整体安全性,可以有效解决电动车在井下复杂环境中的安全性问题。

    技术研发人员:徐传洪,刘颖,赵东霄,王瑾,邵训磊,陈义品,颜强,邵明宁,晏月欣
    受保护的技术使用者:山东宏路重工股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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