一种可控震源电驱动力系统总成

本发明是一种可控震源电驱动力系统总成，涉及石油勘探领域。

背景技术：

随着我国国民经济的高速发展，国家对油气资源的需求急剧增加，2020年国内原油产量为1.95亿吨，对外依存度为73.5％，严重威胁到我国能源安全。因此，必须要加大我国油气资源的勘探力度，确保国家能源安全。

目前石油勘探的环境特殊且恶劣、路况复杂，这对勘探设备的要求也越来越高。可控震源是石油勘探过程中的主要装备，采用柴油进行驱动，勘探过程中产生了大量的尾气和噪声，环境污染严重，操作人员的健康安全也受到影响。随着社会环护意识的不断加强，目前以柴油为驱动系统的可控震源在勘探过程中的阻力越来越大，因此采用新的动力系统是目前急需解决的问题。

电驱动力系统无尾气排放、噪声低、效率高等特点，是油气勘探装备动力驱动系统发展的必然趋势。目前没有适合于可控震源的大功率、大容量、噪声低且适合野外勘探作业的电驱动力系统，因此急需设计一种可控震源电驱动力系统，满足目前的石油勘探需求。

技术实现要素：

本发明提供了一种可控震源电驱动力系统总成，其目的是解决可控震源柴油动力系统噪声与尾气排放问题，满足国家石油勘探需求。

本发明所采用的技术方案是：

本发明是一种可控震源电驱动力系统总成，由电动机、电机控制箱、蓄放能系统、电池管理系统、电池温控系统、模块化动力保持架组成，所述模块化动力保持架由底架、电池架、电机架、支撑板组成；

所述模块化动力保持架，其特征在于，电机架焊接在底架底部的中间位置，电池架焊接在底架两侧，底架左上方焊接有两个支撑板，底架中上方焊接有两个支撑板，底架右上方焊接有三个支撑板；

所述电动机为可控震源大功率三相永磁同步特种电机，其放置于电机架上，且与电机控制箱相连接，电机控制箱位于模块化动力保持架中上方的两个支撑板之上，电动机输入端与蓄放能系统的正负极相连接，蓄放能系统位于模块化动力保持架两侧的电池架上，电池管理系统位于模块化动力保持架左上方的支撑板之上，电池温控系统位于模块化动力保持架右上方的支撑板之上。

所述蓄放能系统共有360块单体方形磷酸铁锂电池，单体电池被分为a、b、c、d四组，其中a、b、c三组各由96个单体电池并联而成，d组由72个单体电池并联而成，再将a、b、c、d四个电池组进行串联构成蓄放能系统；其中a、b两组放置于模块化动力保持架右侧的电池架上且右侧b组的正负极与电池温控系统相连接，c、d两组放置于模块化动力保持架左侧的电池架上且左侧c组的正负极与电池管理系统相连接。

所述电池温控系统由热敏电阻、指示灯、报警装置、换热器以及ltc360-2型芯片组成，热敏电阻型号为ayn-mf56-103j-3950fb，热敏电阻与芯片ltc360-2的5路模拟通道gpio口连接。

所述电池管理系统由mc9s12g360型单片机芯片、系统供电电路、电流采集电路、电压采集电路、通讯与控制电路、can通讯与均衡电路构成，mc9s12g360型单片机芯片与两个ltc360-2型采集芯片相连。

本发明与可控震源柴油动力系统相比，具有以下优点：1.所述的可控震源大功率三相永磁同步特种电机功率密度大、响应快、效率高、噪声低且无尾气排放；2.电机控制箱能够控制电动机的启停、调整电动机的速度并在电动机发生故障时发出警报，进行紧急制动，避免发生事故；3.蓄放能系统由电池组构成，其体积小、比能高、续航时间长；4.电池管理系统以及电池温控系统能够实时检测蓄放能系统的各项指标，使其安全性大大提高；5.模块化动力保持架能够稳定承载动力系统(包括电动机、蓄放能系统、电机控制系统、电池管理系统、电池温控系统)，且能与可控震源后车架相连，其稳定性强、空间适配性及减震抗冲击性好。

附图说明

图1是本发明一种可控震源电驱动力系统总成的三维立体图；

图2是本发明一种可控震源电驱动力系统总成的三维俯视图；

图3是本发明一种可控震源电驱动力系统总成的模块化动力保持架的三维立体图；

图4是本发明一种可控震源电驱动力系统总成的电池组三维示意图；

图5是本发明一种可控震源电驱动力系统总成的电池组串并联关系示意图；

图6是本发明一种可控震源电驱动力系统总成的电池温控系统示意图；

图7是本发明一种可控震源电驱动力系统总成的电池管理系统示意图；

图中：1.电动机；2.电机控制箱；3.蓄放能系统；4.电池管理系统；5.电池温控系统；6.模块化动力保持架；7.底架；8.电池架；9.电机架；10.支撑板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1、图2、图3所示，本发明是一种可控震源电驱动力系统总成，由电动机1、电机控制箱2、蓄放能系统3、电池管理系统4、电池温控系统5、模块化动力保持架6组成，所述模块化动力保持架6由底架7、电池架8、电机架9、支撑板10组成；

如图3所示，所述模块化动力保持架6，其特征在于，电机架9焊接在底架7底部的中间位置，电池架8焊接在底架7两侧，底架7左上方焊接有两个支撑板10，底架7中上方焊接有两个支撑板10，底架7右上方焊接有三个支撑板10；

如图1、图2所示，所述电动机1为可控震源大功率三相永磁同步特种电机，其放置于电机架9上，且与电机控制箱2相连接，电机控制箱2位于模块化动力保持架6中上方的两个支撑板10之上，电动机1输入端与蓄放能系统3的正负极相连接，蓄放能系统3位于模块化动力保持架6两侧的电池架8之上，电池管理系统4位于模块化动力保持架6左上方的支撑板10之上，电池温控系统5位于模块化动力保持架6右上方的支撑板10之上。

如图4、图5所示，所述蓄放能系统3共有360块单体方形磷酸铁锂电池，单体电池被分为a、b、c、d四组，其中a、b、c三组各由96个单体电池并联而成，d组由72个单体电池并联而成，再将a、b、c、d四个电池组进行串联构成蓄放能系统3；其中a、b两组放置于模块化动力保持架6右侧的电池架8上且右侧b组的正负极与电池温控系统5相连接，c、d两组放置于模块化动力保持架6左侧的电池架8上且左侧c组的正负极与电池管理系统4相连接。

如图6所示，所述电池温控系统5由热敏电阻、指示灯、报警装置、换热器以及ltc360-2型芯片组成，热敏电阻型号为ayn-mf56-103j-3950fb，热敏电阻与芯片ltc360-2的5路模拟通道gpio口连接。

电池温控系统5采用热敏电阻对温度进行测量，精度为±5％，并且进行了抗干扰设计，能方便的得到热敏电阻电压从而求得阻值，具有高可靠性、采集的点位多等优点，能够很好地对温度信息进行监测；当温度过高或过低时，电池温控系统5能够控制换热器对蓄放能系统3进行散热或加热处理，使蓄放能系统3的温度恒定在一定范围内，大大增加了其安全性。

如图7所示，所述电池管理系统4由mc9s12g360型单片机芯片、系统供电电路、电流采集电路、电压采集电路、通讯与控制电路、can通讯与均衡电路构成，mc9s12g360型单片机芯片与两个ltc360-2型采集芯片相连。

电池管理系统4对蓄放能系统3进行实时监测及均衡管理，电池管理系统4中的采集芯片将采集到的各项数据传输给单片机，单片机输出相应的的控制信号，对电池组进行均衡管理；电池管理系统4可以实时监测蓄放能系统的各项参数并作出反应，增强其续航能力和寿命。

其工作原理为：

本系统为可控震源电驱动力系统，是一种大功率、低噪音、无尾气排放且适用于可控震源进行野外勘探作业的动力系统；电动机1作为整个系统的动力驱动；蓄放能系统3为电动机提供能量；电机控制箱2控制电动机的启停与转速，并提供安全保障；电池管理系统4实时监测蓄放能系统的各项参数，增强其续航能力与寿命；电池温控系统5实时监测蓄放能系统的温度，提高了安全性；模块化动力保持架6固定在可控震源后车架上，稳定性高。