專利名稱：一種礦井作業電車電源系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦井作業電車動力電源系統，屬于電氣儲能裝置技術領域。
背景技術：
很多礦產特別是煤礦的開采由于受到諸多苛刻環境條件的限制，有的地方只能采用井 下電車進行作業，有的工序段雖然可以采用其它形式進行作業，但采用井下電車作業的安 全性和效率卻比較高。
然而， 一直沒有找到一種理想的電車動力電源。大多數礦井作業電車均采用電池特別 是鉛酸電池裝置作為動力電源，這種動力電源系統使用壽命短，平均一套系統的連續使用 時間不超過八個月，即使是特殊制備的蓄電池，連續使用時間也就一年左右；另外，由于 電池的充電速度很慢，為了使電車能連續作業， 一般一臺電車必須平均配三組動力電源系 統， 一組在車上使用， 一組充好電待用，第三組處在維護或充電當中，不但一次性投入成 本高，而且必須頻繁進行拆卸和安裝，維護成本高；再次，電池的充放電效率底，造成極 大的能源浪費；最后，由于蓄電池重量大，電車在行進過程中由蓄電池動力電源系統自身 消耗的能量就要占很大比例，造成能量利用效率低。
超級電容器是一種新型儲能元件，性能介于蓄電池和傳統物理電容器之間，它主要是 利用電極/電解質界面電荷分離所形成的雙電層，或借助電極表面快速的氧化還原反應所產 生的法拉第"準電容"來實現電荷和能量的儲存的。具有良好的大功率充放電性能、能量 轉換效率高、溫度特性好、循環使用壽命長、重量輕和綠色環保等優點，是新型機械設備 一種理想的動力或輔助動力電源。利用了超級電容器的這些特點，可以制作這種井下作業 電車的動力電源系統。
發明內容
本實用新型的目的解決現有技術中礦井作業電車動力電源系統使用壽命短、充電速度 慢和維護成本高的缺陷，公開一種礦井作業電車動力電源系統，動力電源采用超級電容器， 實現井下就地快速充電，不需進行拆卸維護和頻繁更換。
本實用新型是這樣實現的 一種礦井作業電車電源系統，由儲能元件1、散熱片2、 安裝支架3、內部安裝箱4、電路轉接板5、外部防爆箱6和防爆接插頭7組合而成，
其特征在于儲能元件1采用的是若干個超級電容器單體；每兩個或多個超級電容器單體 之間添加有散熱片2，電容器正負極之間安裝一套控制器，超級電容器單體在工作中產生 的熱量依次傳到散熱片2、安裝支架3、內部安裝箱4和外部防爆箱6而實現自動散熱； 通過電路轉接板5來實現超級電容器組件若干個單體串聯組成電路的任意連接。所述的超 級電容器為無機電解質水溶液體系超級電容器、有機電解質體系超級電容器和聚合物電解 質體系超級電容器中的任意一種，每個單體的容量在2000 300000法拉之間。所述的散 熱片2 —部分被擠壓在超級電容器單體與單體之間，另一部分與安裝支架3相連。散熱 片2由鋁、銅或其它金屬加工而成。所述的內部安裝支架3.由金屬材料加工而成。所述 的內部安裝箱4由鋼板加工而成。所述的電路轉接板5由絕緣板和導電銅條組成。所述 的外部防爆箱6由箱體和上蓋組成，相互裝配后成密閉結構，箱體和上蓋均由鋼板加工而 成。所述的防爆接插頭7可安裝于外部防爆箱6的上蓋上表面，也可安裝于外部防爆箱6 的箱體側面。
本實用新型的有益效果是主要利用了超級電容器充電速度快、能量轉換效率高、重 量輕、壽命長和安全可靠的特點，并且可以實現井下就地快速充電， 一輛作業車只需配裝 一套超級電容器動力電源系統，不需進行拆卸維護和頻繁更換。與常規使用的電池動力電 源系統相比，具有一次性投入成本低、節省電能、維護成本低、作業效率高和使用壽命長 等優點。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖l是本實用新型結構俯視圖； 圖2是本實用新型結構正視圖。
在圖中1、儲能元件；2、散熱片；3、安裝支架；4、內部安裝箱；5、電路轉接 板；6、外部防爆箱；7、防爆接插頭。
具體實施方式
根據附圖1、 2，整個系統由儲能元件1、散熱片2、安裝支架3、內部安裝箱4、電 路轉接板5、外部防爆箱6和防爆接插頭7組合而成。儲能元件1采用的是若干個超級 電容器單體；每兩個或多個超級電容器單體之間添加有散熱片2 ;每一個或多個超級電容
器單體正負極之間安裝一套控制器，可以對電壓進行均衡；通過電路轉接板5來實現超級
電容器組件電路的任意連接。
實施例1:
根據附圖1，選用34個容量為150000法拉的無機電解質水溶液體系超級電容器單 體分兩列放置，單體之間添加"丄"形鋁散熱片，用拉桿使所有超級電容器和散熱片相互 擠緊，用連接條串聯組成一個超級電容器組件，每兩個超級電容器單體正負極之間安裝一 套電壓均衡器，每個超級電容器單體正負極上都安裝一套控制器。根據附圖2，將電路轉 接板安裝在內部安裝箱中后再將8個超級電容器組件安裝于第一層安裝支架上，將第一層 安裝支架吊裝入內部安裝箱中并將超級電容器組件的正負極與電路轉接板上相應位置的銅 條連接。用相同的方法完成第二和第三層安裝。電路連接為每3個超級電容器組件串聯后 再8路并聯，總共剛好24個超級電容器組件。整體一起吊裝于外部防爆箱的下箱體中， 將電路轉接板的總線與防爆接插頭相連，最后安裝外部防爆箱的上蓋。即得到一個最高使 用電壓為150V、容量為11760F、有效儲能達21.8kWh的動力電源系統。礦井作業電車 配裝一套本實用新型動力電源系統，實現井下就地快速充電。
實施例2:
根據附圖1,選用30個容量為100000法拉的無機電解質水溶液體系混合型超級電 容器單體分兩列放置，單體之間添加"丄"形鋁散熱片，用拉桿使所有超級電容器和散熱 片相互擠緊，用連接條串聯組成一個超級電容器組件。每一個超級電容器單體正負極之間 安裝一套控制器。將電路轉接板安裝在內部安裝箱中后再將IO個超級電容器組件安裝于第 一層安裝支架上，將第一層安裝支架吊裝入內部安裝箱中并將超級電容器組件的正負極與 電路轉接板上相應位置的銅條連接。用相同的方法完成第二和第三層安裝。電路連接為每5 個超級電容器組件串聯后再6路并聯，總共剛好30個超級電容器組件。整體一起吊裝于 外部防爆箱的下箱體中，將電路轉接板的總線與防爆接插頭相連，最后安裝外部防爆箱的 上蓋。即得到一個最高使用電壓為225V、容量為4000F、有效儲能達16.8kWh的動力電 源裝置，裝配于礦井作業電車使用。
權利要求1.一種礦井作業電車電源系統，由儲能元件(1)、散熱片(2)、安裝支架(3)、內部安裝箱(4)、電路轉接板(5)、外部防爆箱(6)和防爆接插頭(7)組合而成，其特征在于儲能元件(1)采用的是若干個超級電容器單體；每兩個或多個超級電容器單體之間添加有散熱片(2)，電容器正負極之間安裝一套控制器，超級電容器單體在工作中產生的熱量依次傳到散熱片(2)、安裝支架(3)、內部安裝箱(4)和外部防爆箱(6)而實現自動散熱；通過電路轉接板(5)來實現超級電容器組件若干個單體串聯組成電路的任意連接。
2. 根據權利要求1所述的一種礦井作業電車電源系統，其特征在于所述的超級電容器為 無機電解質水溶液體系超級電容器、有機電解質體系超級電容器和聚合物電解質體系超 級電容器中的任意一種，每個單體的容量在2000 300000法拉之間。
3. 根據權利要求1所述的一種礦井作業電車電源系統，其特征在于所述的散熱片(2) 一部分被擠壓在超級電容器單體與單體之間，另一部分與安裝支架(3)相連，散熱片(2) 由鋁、銅或其它金屬加工而成。
4. 根據權利要求1所述的一種礦井作業電車電源系統，其特征在于所述的內部安裝支架(3)由金屬材料加工而成。
5. 根據權利要求l所述的一種礦井作業電車電源系統，其特征在于所述的內部安裝箱(4) 由鋼板加工而成。
6. 根據權利要求1所述的一種礦井作業電車電源系統，其特征在于所述的電路轉接板(5)由絕緣板和導電銅條組成。
7. 根據權利要求1所述的一種礦井作業電車電源系統，其特征在于所述的外部防爆箱(6)由箱體和上蓋組成，相互裝配后成密閉結構，箱體和上蓋均由鋼板加工而成。
8. 根據權利要求1所述的一種礦井作業電車電源系統，其特征在于所述的防爆接插頭(7)可安裝于外部防爆箱(6)的上蓋上表面，也可安裝于外部防爆箱(6)的箱體側面。
專利摘要本實用新型為一種礦井作業電車電源系統，由儲能元件、散熱片、安裝支架、內部安裝箱、電路轉接板、外部防爆箱和防爆接插頭組合而成，其特征在于儲能元件采用若干個超級電容器單體；每兩個或多個超級電容器單體之間添加有散熱片，電容器正負極之間安裝一套控制器。本實用新型在一輛作業電車只需配裝一套超級電容器動力電源系統，不需進行拆卸維護和頻繁更換，具有充電速度快、能量轉換效率高、重量輕、壽命長和安全可靠的特點，還具有一次性投入成本低、節省電能、維護成本低、作業效率高和使用壽命長等優點。
文檔編號H01G9/00GK201001053SQ20072006708
公開日2008年1月2日 申請日期2007年2月6日 優先權日2007年2月6日
發明者黎 華, 熊廷玉 申請人:上海奧威科技開發有限公司