[发明专利]煤矿防爆电动车下井前充电电量计算方法

权利要求书

1.一种煤矿防爆电动车下井前充电电量计算方法，其特征在于：依托防爆电动车具有的电池管理系统实施，包括以下步骤：

步骤一，根据煤矿辅运斜井坡道长度和角度以及防爆电动车的出厂参数，人工计算新出厂并抵达煤矿辅运斜井井口车库的防爆电动车第一次下井前首次充电所需的充电量；

步骤二，在电池管理系统内，设置下井运行过程中电池组电流由正变负后的负电流持续时间判断阈值T_-，以及电流由负变为正后的正电流持续时间判断阈值T₊；

步骤三，防爆电动车从第一次下井运行开始，每次下井运行过程中执行以下动作：

①车辆运行过程中电池管理系统实时监测电池组电流，每当监测到电池组电流由正变负直至电池组电流再由负变正的时刻止，记为一次电池组制动充电，设本次下井运行过程中电池组制动充电总次数为n次，n为大于1的自然数，电池管理系统按照以下步骤分次累计并更新本次下井运行有效制动电量Q_s(z)：

Ⅰ、电池管理系统下井前将有效制动电量的初始值Q_s(0)置为0；

Ⅱ、电池管理系统从下坡第1次制动充电直至驶出坡道前的第n次制动充电，均按式(5)计算每次制动充入电池组的制动电量Q_－(x)，单位为Ah，并按式(6)计算相邻2次制动充电期间电池组驱动输出电量Q_+(y)，单位为Ah，

式中，i_x(t)为由电流传感器测得的当次实时制动充电电流，单位为A，Tx为电池管理系统监测的当次制动充电电流的持续时间，单位为s；i_y(t)为由电流传感器测得的当次放电电流，单位为A，Ty为电池管理系统监测的当次放电电流持续时间，单位为s；系数用于将单位A·s转换为A·h；x＝1，2，……，n；y＝1，2，……，n-1；

Ⅲ、电池管理系统将每次制动充电电流的持续时间Tx以及放电电流持续时间Ty相应与负电流持续时间判断阈值T_-和正电流持续时间判断阈值T₊进行比较，并在每次充电状态转放电状态时按式(7)、放电状态转充电状态时按式(8)累计并更新本次下井运行有效制动电量Q_s(z)：

式中，Q_-(x)为第x次制动充电量；Q_+(y)为第y次驱动放电量；Q_s(z-1)为第z-1次充电、放电状态变化时累计的有效制动电量；Q_s(z)为第z次充电、放电状态变化时累计的有效制动电量，z＝1，2，……，n；

IV、第n次充电结束后，本次下井运行有效总制动电量Q_s＝Q_s(n)；

②电池管理系统存储有效总制动电量Q_s，并将本次运行所得的有效总制动电量Q_s置为下次充电时的预留空电量Q_r并记录；

③电池管理系统更新并保存最近5次的预留空电量Q_r作为历史数据；

④电池管理系统根据本次下井为第m次下井运行，相应确定是否根据保存的预留空电量Q_r历史数据，对预留空电量Q_r进行修正：

若m＜5，则令：

Q′_r＝Q_r (9)

若m≥5，则令：

Q′_r＝x₁×Q_r[1]+x₂×Q_r[2]+x₃×Q_r[3]+x₄×Q_r[4]+x₅×Q_r[5] (10)

式中，Q′_r为本次下井所得预留空电量Q_r的修正值，x₁～x₅为权值，各权值可根据实际工况相应确定；

步骤四，防爆电动车从第一次下井运行结束后，在第一次充电之前，电池管理系统根据电池组的标称数据，计算电池组当前实际容量Q_a；

步骤五，防爆电动车从第一次下井运行结束后的第一次充电开始的各次充电，按以下具体步骤实施：

①电池管理系统按式(13)计算电池组本次充电所需充入电量Q_in：

Q_in＝Q_a×p-Q_L-Q'_r (13)

式中，Q_a为由步骤四所得的电池组当前实际容量；p为电池组标称的SOC使用窗口上限；Q_L为本次充电前由电池管理系统记录的电池组剩余的电量；Q′_r为预留空电量Q_r的修正值，其取值根据本次充电为第几次下井后的充电，按照所述步骤三的具体步骤④相应确定；

②防爆电动车充电时，电池管理系统实时累计由井口车库内的充电机向电池组充入的电量Q_c，当Q_c＝Q_in时，结束充电。