矿井救生舱48V400AH磷酸铁锂电池开发方案.pptx

1 矿井救生舱48V400AH 磷酸铁锂电池开发方案二一一年二月TEL:18660103216前前 言言 中宇锂电能源股份有限公司（以下简称中宇锂电）是一家由新中宇集团发起成立的，拥有中宇锂电能源股份有限公司（以下简称中宇锂电）是一家由新中宇集团发起成立的，拥有自主知识产权核心技术的，专业从事锂离子电池技术研发、生产和销售的股份制高新技术企业，自主知识产权核心技术的，专业从事锂离子电池技术研发、生产和销售的股份制高新技术企业，取得了国家多项发明专利和实用新型专利。公司研发的磷酸铁锂方形电池生产线是国内第一条取得了国家多项发明专利和实用新型专利。公司研发的磷酸铁锂方形电池生产线是国内第一条喷涂式涂布纯水性大容量锂电池流水线，并已成功获得北京喷涂式涂布纯水性大容量锂电池流水线，并已成功获得北京201201所和天津所和天津1818所认证。所认证。“矿用救生舱备用电源矿用救生舱备用电源”项目作为国家十一五重大科技支撑计划项目作为国家十一五重大科技支撑计划“遇险人员快速救护关键遇险人员快速救护关键技术与装备研究技术与装备研究”项目的一个子项，科研主旨就是用来研究解决矿山企业的重大灾害应急救援项目的一个子项，科研主旨就是用来研究解决矿山企业的重大灾害应急救援的一系列关键技术，为矿工在灾变环境下提供稳定可靠、保障齐全的维生空间，把灾害的损失的一系列关键技术，为矿工在灾变环境下提供稳定可靠、保障齐全的维生空间，把灾害的损失降到最低。降到最低。矿用救生舱备用电源一般用铅酸电池组，而铅酸电池充电时，电解硫酸铅会析出氢离子，矿用救生舱备用电源一般用铅酸电池组，而铅酸电池充电时，电解硫酸铅会析出氢离子，造成潜在的安全隐患。根据造成潜在的安全隐患。根据GB3836.2-2010GB3836.2-2010爆炸性环境爆炸性环境 第第2 2部分：由隔爆外壳部分：由隔爆外壳“d”d”保护的设保护的设备中明确禁止池在隔爆外壳内使用。为满足目前煤矿装备的迫切需要，中宇锂电设计了高可备中明确禁止池在隔爆外壳内使用。为满足目前煤矿装备的迫切需要，中宇锂电设计了高可靠性、技术先进、节能环保、使用方便的靠性、技术先进、节能环保、使用方便的48V/48V/240240AhAh新型磷酸铁锂电池组电源方案。新型磷酸铁锂电池组电源方案。2TEL:[phone]一、概述一、概述本产品设计适合于组合磷酸铁锂电池，该方案适用于矿用救生舱供电系统。本部分是中宇锂电为矿用救生舱电源供电的磷酸铁锂电池开发方案。本方案严格遵守、执行了国内、国际有关磷酸铁锂电池标准中所涉及的所有技术规范和技术要求，并符合矿用防爆锂离子蓄电池电源安全技术要求(第三次征求意见稿)等相关要求。二、客户需求及相关工作参数二、客户需求及相关工作参数1、采用救生舱用电源供电；一次性充满电后持续供电不低于72小时。2、采用BMS管理系统保护方式。3、充电时交流输入电压127V，充电电流不超过30A。4、单组电源为48V/100AH,共6组并联，总容量采用48V/400AH。5、充电时间约10小时。TEL:[phone]、单体电池规格参数 三、方案组成详细介绍三、方案组成详细介绍 1、电池组共6组，每组选用16只40AH方形单体电池串联，容量为48V/40AH，各组在防爆箱外通过管理系统实现关联，最终实现48V/240AH供电电源。项目项目标准标准备注备注标称容量标称容量100Ah100Ah0.2C rate discharge 0.2C rate discharge capacitycapacity交流内阻交流内阻0.80.8m m标称电压标称电压3.2V3.2V电芯重量电芯重量3200g3200g2 20g0g标准放电方法标准放电方法恒流恒流8 8A A截止电压截止电压2.52.5V V标准充电方式标准充电方式恒流恒流8 8A A充电电压充电电压3.65V3.65V脉冲放电电流脉冲放电电流500500A A循环寿命循环寿命2000 times2000 times80%DOD80%DOD操作温度操作温度充电温度充电温度0 04545电池表面温度不超过电池表面温度不超过7070。放电温度放电温度-2-20 06565电池表面温度不超过电池表面温度不超过7070。存储温度存储温度-2-20 06565TEL:[phone]、48V/240AH电池组规格参数电池组规格参数序号序号项目项目单位单位规格参数规格参数1额定容量Ah240.02标称电压V48.03充电方式/恒流/恒压4充电限制电压V59.25放电终止电压V406充电电流A30.07充电时间h109重量kg16010内阻m1211尺寸(长宽高）mm400 x260 x195（单组）12工作温度-206513储存温度-2065储存大气压力KPa86106储存相对湿度/90%单组电池实物图TEL:1866010321664、管理系统实现功能及参数、管理系统实现功能及参数4.1 整个管理系统主要由模块管理层（BMS）和总成管理层（ABMS），两层管 理体系构成。采用每8串一个BMS。4.2 BMS负责采集本支路单体电压，温度等信息，并带有均衡和热管理功能，并可根据并联支路电压温度信息进行充放电控制；同时，BMS还通过总线 将这些信息上传到ABMS和LCD上。4.3 ABMS集中所有电池组的信息，并可以与显示屏、监控系统等进行通讯；同 时接收相应指令，根据电池状态调整充放电功率。4.4 BMS功能简介功能描述单体电压检测对单体电池电压进行实时检测单体温度检测在电池箱体内部放置多个温度传感器，可对每节电芯温度进行实时检测模块电流检测检测单体电池串联组成的电池箱体模块的充放电电流通讯通过CAN总线将电池信息上传给ABMS均衡管理提高单体电池电压的一致性，并设置温度，均衡失效等多重保护，确保均衡的稳定可靠充放电控制过充、过放、过热、过流、短路等异常状态下断开故障模块充放电，实现每模块的故障就地隔离，减小故障影响范围防倒灌充电、放电接口串联二极管，防止不同电压的电池并联后产生环流显示与报警配有小LCD屏(根据用户需求可选），可显示本支路电池电压，温度以及故障信息74.5 ABMS功能简介功能描述显示与报警将所有电池组的信息（电压，电流，SOC，故障）通过LCD屏显示出来通讯外带多路CAN接口，可实现与ABMS，后台监控系统进行通讯数据存储ABMS可将电池阵列的电压，温度，每次的充放电量，充放电次数等记录下来无线传输ABMS自带DTU模块，可实现远程监控系统自检系统上电后，可对各支路ABMS、BMS工作状况进行检测，保证系统自身工作正常项目规格备注管理层级两级最大支持串数256最大支持节数1440电压采集范围05V单体电压采集精度2总压精度2电流采集精度1%SOC 精度6%估算方法实验室精度3%温度采集数目与电芯数目相同温度采集精度1温度采集范围-40125均衡电流平均2A，最大6A可同时开启3路均衡均衡类型主动式无损均衡数据存储容量最大支持8G可存储8年的电池信息与故障信息外部通信类型CAN2.0/485/USB2.0等内部通信类型CAN2.0工作输入电压DC 12V/24V工作温度-2570存储温度-451254.6 BMS系统参数 5 5、充电器功能、充电器功能 1）充电机内部集成有源功率因数校正（PFC），可以实现对电网零污染，避免大电流冲击电网。2）输入电压范围非常宽，AC85VAC265V，适合世界任何地区的电压等级，对于电网波动以及车辆出口具有很大的便利性。3）整机效率非常高，可以达到95%以上，传统的充电机只能达到80%左右。4）充电过程的智能温度补偿处理功能，可避免蓄电池出现过充或者欠充等原因引起的损坏，大大延长了蓄电池的使用寿命。5）整个充电机是一个全密封、防水设计，防护等级可以达到IP46。充电机内部做了抗震处理，抗震等级可达到SAEJ1378，完全达到汽车电器的使用标准。6）适合铅酸、锂电池等各种蓄电池充电。充电模式灵活、可编程，预置了可选择的10条充电曲线。大电流充电时具有CAN通信接口，可以和带CAN总线的BMS实现实时通信。7）磷酸铁锂电池专用充电器具有如下保护特性：过热保护、短路保护、反接保护、输入低压和过压保护。TEL:[phone]、充电器技术参数、充电器技术参数 充电器的技术指标充电器的技术指标 选用2.2KW充电机，输出电压48V，输出电压最大值59.2V，输出电流最大值45A 充电时间约10小时 额定输入电压：AC180VAC264V 额定频率：4763Hz 满载效率95%防护等级：IP46 工作温度-40+55 存储温度：-40+100 充电控制：通过CAN总线控制 尺寸：330170115mm（长宽高）净重：8kg充电机实物图TEL:18660103216序号方案组成模块单位数量备注148V/100Ah组616只/组2一级管理系统（BMS）个61只/组3二级主控器（ABMS）个143.5英寸触摸显示屏 台6每组一台55.7英寸触摸显示屏 台1二组管理系统显示6电流传感器个17继电器个2充、放电各一个848-45型充电机台1 8 8、方案结构组成、方案结构组成