CN212726527U - 一种新型船用水浸自动断电电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型船用水浸自动断电电源，包括箱体，充电继电器和放电继电器并联后与电池组的正极电连接，放电继电器的一端电连接有防反流二极管；霍尔电流传感器与电池组的负极电连接，红外水浸传感器与水浸控制模块电连接；BMS电池组管理系统、水浸控制模块和水浸供电开关串联在电池组的正极和负极之间；BMS电池组管理系统分别与霍尔电流传感器、充电继电器和放电继电器电连接且BMS电池组管理系统控制充电继电器和放电继电器的开合状态。本实用新型为在船用设备正常供电电源亏电或因其他原因无法启动发动机时为其提供应急启动供电的设备，当船舱内水位高于设定值时，自动断电；船舱内水位低于设定值时，自动恢复供电，安全系数高且更加人性化。
Description
技术领域
本实用新型属于大功率发电机组启动电源技术领域，尤其涉及一种新型船用水浸自动断电电源。
背景技术
现有电动船均采用低压(12/24V)蓄电池组供电启动。电动船启动之后由动力电池组通过充电电路对启动电源进行充电。然而，在电动船船舱内进水后，电源浸泡后会出现由启动电源无法正常工作从而导致电动船无法启动的现象发生，而且水浸后易使启动电源短路，安全隐患较大。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于提供一种船舱内水位高于设定值时自动断电；船舱内水位低于设定值时自动恢复供电的新型船用水浸自动断电电源。
本实用新型的技术方案如下：一种新型船用水浸自动断电电源，包括箱体，还包括设置在箱体内的电池组、继电器组件、防反流二极管、BMS电池组管理系统、霍尔电流传感器、红外水浸传感器、水浸控制模块和水浸供电开关；
所述继电器组件包括充电继电器和放电继电器，充电继电器和放电继电器并联后与电池组的正极电连接，放电继电器的一端电连接有防反流二极管；
霍尔电流传感器与电池组的负极电连接，红外水浸传感器与水浸控制模块电连接；
BMS电池组管理系统、水浸控制模块和水浸供电开关串联在电池组的正极和负极之间；
BMS电池组管理系统分别与霍尔电流传感器、充电继电器和放电继电器电连接且BMS电池组管理系统控制充电继电器和放电继电器的开合状态。
优选的，还包括安装在电池组上的温度传感器。
优选的，所述红外水浸传感器安装在箱体的侧面上并靠近箱体底部。
优选的，还包括与BMS电池组管理系统电连接的电量显示模块和电量指示灯，所述电量指示灯安装在箱体的侧面。
优选的，还包括设置在箱体侧面与BMS电池组管理系统电连接的状态指示灯和故障指示灯。
优选的，还包括设置在箱体侧面的通讯接口，所述通信接口通过RS-485总线和CAN总线与BMS电池组管理系统连接。
优选的，还包括设置在箱体的侧面上的输出正极接口、输出负极接口和充电正极接口，所述输出正极接口与放电继电器的一端连接，输出负极接口与电池组的负极连接，充电正极接口与充电继电器的一端连接。
优选的，所述电池组采用磷酸铁锂电池组。
相对于现有技术，本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型采用BMS通过检测电池组的电压数据、温度传感器的温度数据、霍尔电流传感器的电流数据，并对这些数据进行分析，控制充电继电器、放电继电器的闭合与打开，可实现自动启动发电机组供电输出，降低停电等待时间，免去人为工干预；
(2)本实用新型增加了红外水浸传感器，当水浸传感器监测到水位高于设定水位时，关断对BMS的供电，相应的充电继电器和放电继电器也同时关闭；当水位低于设定水位时，自动打开对BMS的供电，设备自检，无故障时正常运行，即在浸水状态下自动断电，水浸风险解除后自动重启供电，安全性高；
(3)本实用新型具有短路保护、防反接保护、防反冲保护、过充、过放、过压、过温、过流等保护，且体积较小，携带更省力、更灵活。
附图说明
图1所示为本实用新型一种新型船用水浸自动断电电源的电连接关系图；
图2所示为本实用新型一种新型船用水浸自动断电电源的立体结构示意图；
图3所示为本实用新型一种新型船用水浸自动断电电源的右视结构示意图；
图4所示为本实用新型一种新型船用水浸自动断电电源的后视结构示意图；
附图标记说明：
1-箱体、2-电池组；
3-继电器组件、3-1-充电继电器、3-2-放电继电器；
4-防反流二极管、5-BMS电池组管理系统、6-霍尔电流传感器、7-红外水浸传感器、8- 水浸控制模块、9-水浸供电开关、10-充电正极接口、11-电量指示灯、12-状态指示灯、13-故障指示灯、14-通讯接口，15-输出正极接口、16-输出负极接口。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1-4所示，其示出了本实用新型的具体实施方式；一种新型船用水浸自动断电电源，包括箱体1，还包括设置在箱体1内的电池组2、继电器组件3、防反流二极管4、BMS电池组管理系统5、霍尔电流传感器6、红外水浸传感器7、水浸控制模块8和水浸供电开关9；
继电器组件3包括充电继电器3-1和放电继电器3-2，充电继电器3-1和放电继电器3-2 并联后与电池组2的正极电连接，放电继电器3-2的一端电连接有防反流二极管4；防反流二极管4用于保护电池组2免逆流电流的冲击，确保电源系统安全可靠的运行。
充电继电器3-1可对电池组2进行充电保护，一级报警值时断开，达到恢复值时闭合；放电继电器3-2可对电池组2进行放电保护，一级报警值时断开，达到恢复值时闭合。
霍尔电流传感器6与电池组2的负极电连接，红外水浸传感器7与水浸控制模块8电连接；红外水浸传感器7通过红外光线检测水位；
BMS电池组管理系统5、水浸控制模块8和水浸供电开关9串联在电池组2的正极和负极之间；水浸供电开关9控制电池组2对BMS电池组管理系统5和水浸控制模块5的供电，水浸控制模块8通过红外水浸传感器7反馈的信息，控制BMS电池组管理系统5的供电；
BMS电池组管理系统5分别与霍尔电流传感器6、充电继电器3-1和放电继电器3-2电连接且BMS电池组管理系统5控制充电继电器3-1和放电继电器3-2的开合状态。BMS电池组管理系统5对电池组1及电气系统器件进行数据采集及管理，BMS通过霍尔电流传感器采集电池组2的电压、电流和温度，并将采集到的数据进行分析处理，若有故障出现，控制充、放电继电器的闭合与断开，从而对电池组2进行保护，保证电池组2的使用寿命；
具体地，还包括安装在电池组2上的温度传感器。温度传感器可检测电池组2温度。
具体地，红外水浸传感器7安装在箱体1的侧面上并靠近箱体1底部。以保证在安全位置前检测到水浸情况的发生。
具体地，还包括与BMS电池组管理系统5电连接的电量显示模块和电量指示灯11，电量指示灯11安装在箱体1的侧面。电量显示模块可采集电池组电量信息并通过电量指示灯11 显示。
具体地，还包括设置在箱体1侧面与BMS电池组管理系统5电连接的状态指示灯12和故障指示灯13。状态指示灯12可显示设备运行状态；故障指示灯13则在发生故障时，灯亮；
具体地，还包括设置在箱体1侧面的通讯接口14，通信接口14通过RS-485总线和CAN 总线与BMS电池组管理系统5连接。BMS电池组管理系统5主要用于采集单体电压信息、采用均衡方式使电池达到一致性，使电池始终工作在合适的充、放电电压、电流和温度范围内，延长电池组的使用寿命，保障电池组的安全性和可靠性。BMS电池组管理系统5可通过通讯接口14为用户实时输出各种电池检测参数，如总电压、总电流、单体电压、温度、绝缘状况、碰撞检测、系统阻抗、烟雾检测等，并及时反馈电池状态包括荷电状态SOC、健康状态SOH、功能状态SOF等，防止出现电池过充、过放、过流、短路等故障。BMS电池组管理系统5的采集线负端与电池组2总负连接，采集线正端按序分别与电池组2的每串正端相连接。
具体地，还包括设置在箱体1的侧面上的输出正极接口15、输出负极接口16和充电正极接口10，输出正极接口15与放电继电器3-2的一端连接，输出负极接口16与电池组2的负极连接，充电正极接口10与充电继电器3-1的一端连接；充电继电器3-1的一端与充电正极接口10连接，放电继电器3-2的一端与输出正极接口15连接，电池组2的负极与输出负极接口16连接，输出正极接口15和输出负极接口16分别与发动机的正极和负极相接，用于启动发动机。
具体地，电池组2采用磷酸铁锂电池组。电池组2由若干锂离子电池单体串并联而成，串联数量取决于启动机的工作电压，常见工作电压为DC12V、DC24V、DC48V等规格，然后依据锂离子电池的单体电压平台进行串联。采用大倍率启动电池11595110HT-8Ah磷酸铁锂电池，其单体电池的典型电压平台为3.2V，启动机工作电压为12V时，则串联数量为4串；启动机工作电压为24V时，则串联数量为8串；启动机工作电压为48V时，则串联数量为16串。如采用三元体系、钴酸锂、锰酸锂等体系的锂电池，其单体电池的典型电压平台为3.7V，启动机工作电压为12V时，则串联数量优选4串；启动机工作电压为24V时，则串联数量优选 7串；启动机工作电压为48V时，则串联数量为14串。并联数量取决于单体容量和启动机输出电流、启动时间、启动次数的要求。如电池单体容量3Ah，启动机输出电流为1700A，启动时间3s，后备启动10次，则并联数量为：1700×3÷3600×10÷3≈5，并联5组即可满足储能总量需求。
工作原理：
水浸供电开关9主要是控制BMS电池组管理系统5供电和水浸控制模块8的电源供电，电源供电由电池组2直供，水浸供电开关9与水浸控制模块8是串联使用的；当打开水浸供电开关9，BMS电池组管理系统5和水浸控制模块8开始供电，系统开始自检，状态指示灯12闪烁，自检完成后，状态指示灯12常亮；若有故障时，故障指示灯13亮，反之则不亮； BMS电池组管理系统5通过型号线将电池组2信息传输给电量指示模块，电量指示模块将收到的电量信息通过电量指示灯11的形式显示；BMS电池组管理系统5通过电压采集线采集电池组2的单体电压及总压，温度传感器将采集到的温度值通过温度采集线传输给BMS电池组管理系统5，霍尔电流传感器6将采集到的电流信息通过电流采集线传输给BMS电池组管理系统5，BMS电池组管理系统5通过解析这些得到的数据信息，进行与设置的保护参数进行比对，若读取到的值超出保护值范围，则断开充电继电器3-1和放电继电器3-2，同时故障指示灯13亮；反之则无动作；在船上发动机启动时，会有很大的反向电流出现，电路输出端设计有大功率二极管，即防反流二极管4，可以有效地将反向电流截止，防止对电池组2造成反向电流冲击；若外部红外水浸传感器7检测到船舱内部浸水，且水位达到系统设定水位值时，红外水浸传感器7会通过水浸传感信号线将信息发送给水浸控制模块8，水浸控制模块8 会断开BMS电池组管理系统5供电，设备停止工作，充电继电器3-1和放电继电器3-2断开，设备无输出；若水位低于系统设定水位值时，水浸控制模块8会自动打开BMS电池组管理系统5供电，系统开始工作，充电继电器3-1和放电继电器3-2闭合，设备正常输出。
通信方式：CAN或RS485，可与电脑端BMS监控软件通信，将BMS电池组管理系统5接收到的数据发送给电脑端。
使用时，
1、打开水浸供电开关9，BMS电池组管理系统5和水浸控制模块8开始供电，设备自检，无故障时正常运行；
2、BMS电池组管理系统5通过检测电池组2的电压数据、温度传感器的温度数据、霍尔电流传感器6的电流数据，对这些数据进行分析，控制充电继电器3-1、放电继电器3-2的闭合与打开；
3、当红外水浸传感器7监测到水位高于设定水位时，关断对BMS电池组管理系统5的供电，相应的充电继电器3-1和放电继电器3-2也同时关闭；当水位低于设定水位时，自动打开对BMS电池组管理系统5的供电，设备自检，无故障时正常运行；
综上所述，该新型船用水浸自动断电电源即可满足发动机启动所需动力，又能满足在发动机启动不了的情况下给用电设备提供电源输出，适用于无人艇启动供电。
上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。
Claims (8)
1.一种新型船用水浸自动断电电源，包括箱体，其特征在于：还包括设置在箱体内的电池组、继电器组件、防反流二极管、BMS电池组管理系统、霍尔电流传感器、红外水浸传感器、水浸控制模块和水浸供电开关；
所述继电器组件包括充电继电器和放电继电器，充电继电器和放电继电器并联后与电池组的正极电连接，放电继电器的一端电连接有防反流二极管；
霍尔电流传感器与电池组的负极电连接，红外水浸传感器与水浸控制模块电连接；
BMS电池组管理系统、水浸控制模块和水浸供电开关串联在电池组的正极和负极之间；
BMS电池组管理系统分别与霍尔电流传感器、充电继电器和放电继电器电连接且BMS电池组管理系统控制充电继电器和放电继电器的开合状态。
2.根据权利要求1所述的一种新型船用水浸自动断电电源，其特征在于：还包括安装在电池组上的温度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种新型船用水浸自动断电电源，其特征在于：所述红外水浸传感器安装在箱体的侧面上并靠近箱体底部。
4.根据权利要求3所述的一种新型船用水浸自动断电电源，其特征在于：还包括与BMS电池组管理系统电连接的电量显示模块和电量指示灯，所述电量指示灯安装在箱体的侧面。
5.根据权利要求4所述的一种新型船用水浸自动断电电源，其特征在于：还包括设置在箱体侧面与BMS电池组管理系统电连接的状态指示灯和故障指示灯。
6.根据权利要求5所述的一种新型船用水浸自动断电电源，其特征在于：还包括设置在箱体侧面的通讯接口，所述通讯接口通过RS-485总线和CAN总线与BMS电池组管理系统连接。
7.根据权利要求1所述的一种新型船用水浸自动断电电源，其特征在于：还包括设置在箱体的侧面上的输出正极接口、输出负极接口和充电正极接口，所述输出正极接口与放电继电器的一端连接，输出负极接口与电池组的负极连接，充电正极接口与充电继电器的一端连接。
8.根据权利要求1所述的一种新型船用水浸自动断电电源，其特征在于：所述电池组采用磷酸铁锂电池组。
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| CN202021722058.4U CN212726527U (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 一种新型船用水浸自动断电电源 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113867255A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-31 | 国网天津市电力公司 | 一种基于积水水位感应的充电桩智能化控制系统及控制方法 |
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2020
- 2020-08-18 CN CN202021722058.4U patent/CN212726527U/zh active Active
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