CN110182345B - 用于监测船舶驱动装置的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监测船舶驱动装置的装置(1)，所述装置优选地用于监测船舶驱动装置的电池，其包括第一水传感器(2)，所述第一水传感器设置用于在达到第一水位(20)时关停所述船舶驱动装置，其中，设置第二水传感器(3)，所述第二水传感器设置用于在达到第二水位(30)时发出水位报警。

Description

用于监测船舶驱动装置的装置
技术领域
本发明涉及一种用于监测船舶驱动装置的装置，所述装置优选地用于监测船舶驱动装置的驱动电池，所述船舶驱动装置例如设置在具有电驱动装置的船舶中。
背景技术
由现有技术公知的是，用于船舶的由电动马达驱动的驱动电池设置有用于探测驱动电池浸水的探测电路。所述探测电路用于当所述驱动电池浸入水中时，则关停驱动电池。当驱动电池浸水时，以所述方式可以减小或者甚至完全排除对驱动电池自身的损坏以及由于电击、短路和爆炸导致的损坏。
所述探测电路例如设置在具有申请者的、名称为Power 26-104的驱动电池中并且例如这样实施，以使得用于探测所述浸水的探测电路构成振荡电路，所述振荡电路的电容器原则上设置在所述电池的电极之间或者在所述电池的一个触点和一个电极之间，并且评估振荡电路的相应的固有振荡。如果出现固有频率偏移，则可以由此得出存在于所述电池电极之间或者所述电极的一个触点和一个电极之间的电介质已改变。特别是当驱动电池浸水时，则改变了电极和/或触点之间的电介质，从而相应地改变振荡电路的电容器的电容并且由此改变振荡电路的固有频率。以所述方式可以确定，所述驱动电池的两个电极或者一个电极和一个触点是否处于水中。
探测电路评估是否发生驱动电池浸水，该探测电路通常直接在电池内部与电池的控制开关连接。控制开关建立相应电极和电池单体之间的触点接通。控制开关通常布置在驱动电池的壳体内并且通过外部的开关信号接通和关停。
驱动电池通常可以通过电池管理系统和/或外部的控制装置通断，以使得驱动电池为了运行而相应地被接通或者在运行之后或者为了运输而相应地又被关停。所述用于在浸水时关停电池的装置直接作用于所述控制开关。
发明内容
从所述公知的现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种用于监测船舶驱动装置的装置，所述装置具有进一步改善的功能性和对船舶驱动装置改善的保护。
该任务通过具有本发明优选实施方案的特征的装置来解决。有利的设计方案由说明书以及附图得出。
相应地提出一种用于监测船舶驱动装置的装置，所述装置优选地用于监测船舶驱动装置的驱动电池，其包括第一水传感器，所述第一水传感器设置用于在达到第一水位时关停船舶驱动装置。根据本发明，设置第二水传感器，所述第二水传感器设置用于在达到第二水位时发出水位报警。
通过设置第二水传感器，所述第二水传感器设置用于在达到第二水位时发出水位报警，则可以总体上进一步提高船舶驱动装置的安全水平。
特别是以所述方式实现了，已经在船舶驱动装置的区域中并且特别是在船舶驱动装置的驱动电池的区域中低的水位情况下探测到水的存在并且以所述方式确定，到底在该区域中是否存在水。以所述方式可以评估，所探测到的水是否可能对于船舶驱动装置并且尤其对于驱动电池是危害的。在这个时间点已经可以也相应地采取措施，以便避免损坏船舶驱动装置并且特别是驱动电池。
优选地，第二水位布置在第一水位下方。第一水传感器和第二水传感器在此优选地布置在船舶的、布置有船舶驱动装置并且特别是驱动电池的区段中。在此，第一水传感器和第二水传感器优选地在同一区段中例如上下重叠地布置。
以所述方式实现确定与船舶驱动装置相关的区段内的水位的升高。所述确定可以在出现损坏船舶驱动装置之前以及在水位例如到达船舶驱动装置的驱动电池的电极之前进行。
优选地，第一水传感器被一同接收在船舶驱动装置的部件中。第一水传感器可以特别优选地被接收在驱动电池中，并且特别优选地可以在一些或者所有驱动电池中分别接收一个第一水传感器。
第一水传感器则可以通过硬件连接装置直接与船舶驱动装置、特别是船舶驱动装置的驱动电池连接，以便在达到第一水位时通过操纵驱动电池的控制开关直接关停驱动电池。驱动电池由此相应地在基本上关于通过第一水传感器关停的第一步骤中是自给自足的并且不与船舶驱动装置的其余部件连接。用于运行第一水传感器所需的能量也通过驱动电池提供。
然而第一水传感器优选地也可以布置在船舶驱动装置的驱动电池外部并且通过硬件连接装置与这个驱动电池的控制开关或者多个驱动电池的控制开关直接连接。由此可能的是，将第一水传感器在船舶的、接收驱动电池或船舶驱动装置的其他部件的区段中布置在还不会担心损坏所述部件的高度上。第一水传感器也可以特别是布置在驱动电池的电极下方的高度上。
然而第一水传感器可以在布置在驱动电池外部的情况下通过驱动电池来供应能量，从而在达到第一水位时驱动电池的关停也可以在为此不需要船舶驱动装置的其他系统的情况下自动地进行。
布置在驱动电池外部的第一水传感器可以在此通过硬件连接装置直接与驱动电池的控制开关连接。第一水传感器也可以与多个驱动电池的控制开关连接。
第二水位可以在此优选地这样布置在第一水位下方，以使得第一水位相应于船舶驱动装置的驱动电池电极浸水或者恰好还未浸水的水位，并且第二水位相应于下述水位，该水位这样布置在第一水位下方，以使得还不用担心损坏船舶驱动装置并且特别是损坏船舶驱动装置的驱动电池。由此在水对于船舶驱动装置成为问题之前，可以探测在与船舶驱动装置相关的区段中水的存在。
换句话说，第一水传感器优选地布置在第二水传感器上方，并且特别是第一水位布置在第二水位上方。
在一个优选的进一步方案中，第一水传感器通过硬件连接装置与船舶驱动装置、特别是船舶驱动装置的驱动电池连接，以便在达到第一水位时直接关停船舶驱动装置并且特别是直接关停船舶驱动装置的驱动电池。
第一水传感器相应地优选地设置用于直接关停船舶驱动装置。第一水传感器特别是设置用于在不通过控制装置、例如系统控制装置或电池管理系统的间接途径的情况下关停船舶驱动装置。因此，一旦由第一水传感器探测到临界水位，就可以借助第一水传感器实现可靠地并且基于硬件地关停船舶驱动装置。例如当船舶驱动装置的驱动电池的电极浸水时，则是这种情况。
通过借助第一水传感器直接关停船舶驱动装置可以相应地实现，可能易受水损坏的另外的部件不被牵扯其中并且在例如驱动电池的电极浸水的情况中实现可靠的基于硬件的关停。
通过硬件连接装置也可以实现，由于通过系统总线与控制装置通信导致的误差、干扰或延迟不会影响船舶驱动装置的直接和间接的关停以及特别是响应速度。确切地说，第一水传感器在存在危险的水位时直接关停船舶驱动装置。
相应地可以总体上提高船舶驱动装置的安全水平。
优选地，第二水传感器通过系统总线与船舶驱动装置的控制装置通信，并且所述控制装置设置用于根据接收到所述水位报警而向使用者发出报警。
特别优选地，船舶驱动装置的控制装置设置用于根据接收到所述水位报警而减小船舶驱动装置的功率。
船舶驱动装置的控制装置设置用于根据接收到所述水位报警而采取用于优选地在预给定的时间段结束之后关停船舶驱动装置的顺序。
控制装置也设置用于采取下述措施，所述措施抵抗水位相对于临界水位的升高和/或设置用于给船舶驱动装置的使用者发出报警。
控制装置特别是可以这样设置，一旦第二水传感器通知所述控制装置已达到预给定的水位，所述控制装置就激活例如舱底泵。借助舱底泵则可以将水从船舶的相应的区段排出，从而可以尽可能避免关停船舶驱动装置或者关停船舶驱动装置的驱动电池。
此外反之可以给船舶的使用者发出报警通知，已达到船舶中的下述水位，虽然该水位在不改变的情况下是没问题的，但是必须注意并且可能导致危险的状态。
控制装置还可以设置为使得其在对于接收到来自第二水传感器的水位报警作出反应地进行减小船舶驱动装置的功率，以便通知船舶驱动装置的使用者需要干预并且存在潜在危险。
在一个优选的进一步方案中，第一水传感器也通过系统总线与船舶驱动装置的控制装置通信，并且控制装置设置用于在接收到来自第一水传感器的关停通知时也通过船舶驱动装置的控制指令关停船舶驱动装置。通过控制指令也可以关停船舶驱动装置的与借助第一水传感器直接关停的系统不同的系统。换句话说，不仅实现通过第一水传感器直接关停船舶驱动装置，而且实现通过通知控制装置而通过控制指令关停船舶驱动装置。
特别优选地，控制装置设置用于在接收到来自第一水传感器关于关停船舶驱动装置的通知时给使用者发出报警。
由此在达到第一水位、即船舶中的临界水位时实现直接关停船舶驱动装置，然而同时通过系统总线的通信通知船舶的控制装置，第一水传感器已经关停船舶驱动装置。船舶驱动装置的使用者在此相应地获得关于关停原因的消息并且可以采取相应措施。控制装置也可以激活舱底泵，以便再次降低水位。
优选地，第一水传感器与船舶驱动装置的急停开关串联。换句话说，第一水传感器布置在与急停开关相同的等级上并且可以同样直接着手进行船舶驱动装置的关停。
优选地，控制装置设置用于在接收到来自第二水传感器的水位报警时和/或在接收到来自第一水传感器关于关停船舶驱动装置的通知时接通用于将水从船舶排出的舱底泵。
附图说明
本发明的优选的另外的实施方式通过附图的下述说明详细地描述。附图中：
图1示出在一个可能的实施例中用于监测船舶驱动装置的装置的示意图。
具体实施方式
下面描述根据附图的优选的实施例。
在图1中示意性地示出用于监测船舶驱动装置的装置1。
船舶驱动装置示例性地根据控制装置10示出。船舶驱动装置可以例如具有驱动电池、电池控制装置、发动机控制装置、电力电子设备和/或用于船舶的电动马达。用于通过电动马达驱动船舶的这些部件和另外的部件理解为船舶驱动装置。控制装置10或者可以设置为控制和监测船舶驱动装置的多个或全部的部件的上一级控制装置，或者也可以设置为船舶驱动装置的仅仅一个确定的部件的控制装置。船舶驱动装置的控制装置的一个典型的实例是电池管理系统，所述电池管理系统负责控制和监测船舶驱动装置的一个、多个或者所有驱动电池。电池管理系统还可以接通和关停驱动电池，以便为了使用而准备好驱动电池和/或在使用之后关停驱动电池并且由此使其处于安全状态中。
在装置1中设置第一水传感器2，所述第一水传感器在达到示意性地示出的第一水位20时直接关停船舶驱动装置。
第一水传感器2在此以基于硬件的开关的形式示出。第一水传感器2也可以直接作用于基于硬件的开关，通过该开关可以直接关停船舶驱动装置。第一水传感器2例如可以通过操纵基于硬件的开关直接关停一个驱动电池或多个或者所有驱动电池。
第一水传感器2也可以例如设置在一个驱动电池中或者在多个或者所有驱动电池中并且直接作用于相应的驱动电池的控制开关，以便以所述方式实现一旦达到第一水位20且相应地达到驱动电池的危险状态就直接关停驱动电池。
换句话说，第一水传感器2直接作用于船舶驱动装置，并且在此不需要通过系统总线将传感器信号传输给控制装置、以及评估传感器信号并且将其转换成关停信号以及将关停信号传输给船舶驱动装置的开关。确切地说，构成第一水传感器2的、基于硬件的开关实现在无上述中间步骤的情况下直接关停船舶驱动装置。由此可以排除在通信中和/或在评估中的延迟或误差并且可以实现可靠并且快速地关停。
第一水传感器2的基于硬件的开关优选地与船舶驱动装置的急停开关22串联并且由此处于与急停开关22相同的等级上并且具有保护机构相同的直接性。
第一水传感器2可以例如由浮子系统构成，然而或者通过开头所述的用于测量电池的两个极之间或者电池的两个电极之间的电容的系统构成，所述极或电极共同构成振荡电路的电容器。
第一水传感器2可以相应地设置为，一旦电池的电极浸入到水中或者这与危险相关，就立即直接关停例如船舶驱动装置的驱动电池。这一定是必要的，以避免破坏船舶驱动装置并且特别是驱动电池。此外，与电池浸水相关的在船舶上的爆炸危险可以通过关停电池而降低，因为避免了发生(盐)水电解并且由此相应地也不产生氢氧爆鸣气。
第一水传感器2可以通过硬件连接装置直接与驱动电池的控制开关连接，从而在达到第一水位时通过操纵驱动电池的控制开关实现直接关停驱动电池。驱动电池由此相应地在基本上关于通过第一水传感器2的关停的第一步骤中是自给自足的并且不与船舶驱动装置的其余部件连接。用于运行第一水传感器2所需的能量也通过驱动电池提供。
然而第一水传感器2优选地也可以布置在船舶驱动装置的驱动电池外部并且通过硬件连接装置与这个驱动电池的控制开关或者多个驱动电池的控制开关直接连接。由此可能的是，将第一水传感器2在船舶的、接收驱动电池或船舶驱动装置的其他部件的区段中布置在还不会担心损坏所述部件的高度上。第一水传感器2也可以特别是布置在驱动电池的电极下方的高度上。
然而第一水传感器2可以在布置在驱动电池外部的情况下通过驱动电池来供应能量，从而在达到第一水位20时驱动电池的关停也可以在为此不需要船舶驱动装置的其他系统的情况下自动地进行。
布置在驱动电池外部的第一水传感器2可以在此通过硬件连接装置直接与驱动电池的控制开关连接。第一水传感器2也可以与多个驱动电池的控制开关连接。
装置1还包括第二水传感器3，所述第二水传感器在达到示意性地示出的第二水位30时将水位报警通知给船舶驱动装置的控制装置10。第二水传感器3如同从图1示意性地得出的那样布置在比第一水传感器2低的位置上，从而在通过第二水传感器3发出水位报警时首先达到还未导致直接损坏船舶驱动装置的水位线，然而是对于在船舶中的该水位的报警水位线，在该报警水位线上必须关于在船舶驱动装置的区域中存在水并且由此关于可能发生水渗入而向使用者或者船舶驾驶员报警。
第一水传感器2由此相应地布置在所述船舶内的较高水位线上，所述较高水位线相应于下述高度水位线，在该高度水位线上发生或者恰好还未发生损坏船舶驱动装置。第一水传感器2的所述高度水位线可以例如如同刚刚所述的那样通过船舶驱动装置的驱动电池的电极的布置来预给定，因为电极浸水可以导致安全问题。
第二水传感器3以与船舶驱动装置的系统总线12、特别是CAN总线通信的水传感器3的形式设置。
系统总线12通过相应设置的微处理器32与第二水传感器3通信，所述微处理器一方面负责用于独立地监测第二水传感器3，并且所述微处理器另一方面负责水传感器3和系统总线12之间的通信。
当在相应于第二水传感器3的水位30上存在水时，相应地例如借助微处理器32将水位报警传输到系统总线12上，其中，接着借助系统总线12接着将水位报警传输给控制装置10。
由此可以实现，当在船舶的下述区段内存在确定的水位时已经发出水位报警，在该区段中布置船舶驱动装置的主要部件、特别是船舶驱动装置的驱动电池。也当还未存在由于水导致对船舶驱动装置功能的直接损害然而已经达到相应水位时，则在此可以发出水位报警。
基于第二水传感器3通知给船舶驱动装置的控制装置10的水位报警，则可以将相应的信息发送给船舶的使用者。所述信息能够以例如显示在显示器上的报警的形式、以听觉或视觉报警的形式或者然而也以船舶驱动装置的特征性质、例如船舶驱动装置的减速或脉冲式运行实现。以所述方式对此建议船舶驱动装置的使用者进行如下干预，减少水进入并且将水从船舶的相关区域排出，由此将船舶驱动装置保持在安全状态中。
由第二水传感器3被通知水位报警的、船舶驱动装置的控制装置10还可以采取下述措施，即所述控制装置保护船舶驱动装置以免由水损坏。控制装置10例如可以自动地启动舱底泵，借助所述舱底泵可以将超过由第二水传感器3确定的水位的水从船舶的这个区域排出。
控制装置10还可以设置用于进行船舶驱动装置的行驶速度级的自动减速，以便总体上降低功耗并且由此减小船舶驱动装置的各个部件的可能的放热，从而可以在与水可能的接触时减小损坏。然而行驶速度级的自动减速又可以由船舶的驾驶员手动地取消，以便使船舶在行驶情况中尽可能长时间地保持机动性。
在一个另外的构型中，控制装置10可以设置用于在存在相应于第二水传感器3的第二水位30的水位线时采取用于关停所述船舶驱动装置的顺序，例如所述顺序为：在预给定的、确定的时间段结束之后将行驶速度级逐渐减小到零并且接着关停船舶驱动装置、特别是船舶驱动装置的驱动电池。
第一水传感器2具有与船舶驱动装置的硬件连接，以使得在系统总线12上可能产生的误差不影响关停，所述第一水传感器为此考虑用于如下地进行船舶驱动装置的保护，一旦船舶驱动装置的与安全相关的部件、例如驱动电池的电极浸入水中，则关停船舶驱动装置。
只要能够应用，所有在实施例中所述的各个特征都可以在不脱离本发明范围的情况下彼此组合和/或互换。
附图标记列表
1 用于监测船舶驱动装置的装置
10 控制装置
12 系统总线
2 第一水传感器
20 第一水位
22 急停开关
3 第二水传感器
30 第二水位
32 微处理器。

Claims (16)

1.一种用于监测船舶驱动装置的装置(1)，其包括第一水传感器(2)，所述第一水传感器设置用于在达到第一水位(20)时关停所述船舶驱动装置，其特征在于，设置第二水传感器(3)，所述第二水传感器设置用于在达到第二水位(30)时发出水位报警，其中，所述第二水传感器(3)通过系统总线(12)与所述船舶驱动装置的控制装置(10)通信，并且所述控制装置(10)设置用于根据接收到水位报警而发出报警，其中，所述报警被以该船舶驱动装置的减速或脉冲式持续运行的形式提供。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述第一水传感器(2)布置在所述第二水传感器(3)上方。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述第一水传感器(2)通过硬件连接装置与所述船舶驱动装置连接，以便在达到所述第一水位(20)时直接关停所述船舶驱动装置。
4.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述第一水传感器(2)布置在所述船舶驱动装置的驱动电池中。
5.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述第一水传感器(2)布置在所述船舶驱动装置的驱动电池外部并且通过所述硬件连接装置与所述驱动电池的控制开关直接连接。
6.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述船舶驱动装置的控制装置(10)设置用于根据接收到水位报警而减小所述船舶驱动装置的功率。
7.根据权利要求1或6所述的装置(1)，其特征在于，所述控制装置(10)设置用于根据接收到水位报警而采取用于关停所述船舶驱动装置的顺序。
8.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述第一水传感器(2)通过系统总线(12)与所述船舶驱动装置的控制装置(10)通信，并且所述控制装置(10)设置用于在接收到来自所述第一水传感器(2)的关停通知时关停所述船舶驱动装置。
9.根据权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，所述控制装置(10)设置用于在接收到来自所述第一水传感器(2)关于关停所述船舶驱动装置的通知时发出报警。
10.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述第一水传感器(2)与所述船舶驱动装置的急停开关(22)串联。
11.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述船舶驱动装置的控制装置(10)设置用于在接收到来自所述第二水传感器(3)的水位报警时和/或在接收到来自所述第一水传感器(2)关于关停所述船舶驱动装置的通知时接通用于将水从所述船舶排出的舱底泵。
12.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述用于监测船舶驱动装置的装置(1)用于监测船舶驱动装置的驱动电池。
13.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述第一水位(20)布置在所述第二水位(30)上方。
14.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述第一水传感器(2)通过硬件连接装置与所述船舶驱动装置的驱动电池连接，以便在达到所述第一水位(20)时直接关停所述船舶驱动装置的驱动电池。
15.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于，在每个驱动电池中分别布置有第一水传感器(2)。
16.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，所述控制装置(10)设置用于在预给定的时间段结束之后根据接收到水位报警而采取用于关停所述船舶驱动装置的顺序。
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