CN216529020U

CN216529020U - 一种电动船舶舱储式电池系统

Info

Publication number: CN216529020U
Application number: CN202122761052.9U
Authority: CN
Inventors: 荀守臣
Original assignee: Hefei Guoxuan High Tech Power Energy Co Ltd
Current assignee: Hefei Gotion High Tech Power Energy Co Ltd
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2031-11-10

Abstract

本实用新型涉及电动船舶电力系统领域，特别涉及一种电动船舶舱储式电池系统，包括：电池包、高压箱、电池架、汇流控制柜，其中设定数量的电池包串联形成电池簇，设定数量的电池簇并联后依次通过高压箱、汇流控制柜与电动船舶的配电系统连接；所述电池包设置在电池架上，电池架、高压箱、汇流控制柜设置在电动船舶的电池舱内。本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的仓储式电池系统解决了背景技术中的不足，提供了一种经济性高、维护方便、污染少的船舶动力解决方案。

Description

一种电动船舶舱储式电池系统

技术领域

本实用新型涉及电动船舶电力系统领域，特别涉及一种电动船舶舱储式电池系统。

背景技术

船舶是现阶段运载力最大的交通工具，尤其是在货运行业，因其可以装载大量的货物被广泛运用于海运中。而目前全世界各个领域已经进入到一个新能源革命的时代，能源危机摆在眼前，环境建设也是一个新问题，节能、环保是船舶动力设计的前提。之前大量使用传统的柴油机驱动船舶会对自然环境造成很大影响，因此，发展混合动力船舶具有非常重大的意义。

中国专利CN200820155772.2公布用于船舶电力推进系统的供电系统，用于给船舶电力推进系统供电，该船舶电力推进系统包括一控制系统、分别与该控制系统相连的推进系统、驾驶操作控制系统、充电系统以及供电系统，所述的供电系统包括与所述的控制系统相连的超级电容组以及电池堆。本实用新型具有充电速度快、环保、噪声小的优点，可以提高船舶内舱舒适度，便于配置，容易布局，能够为船舶电力推进系统提供一个更好的供电环境。上述推进系统中采用蓄电池和超级电容作为动力源，实现零排放的效果，但是其续航能力很差，需要经常在岸边补充电能。

中国专利CN201110053681.4公布了混合动力船舶电力推进系统及实施方法，适用于内河中小型船舶,以动力电池作为电力推进系统主电源、以柴电机组作为辅助电源的混合动力船舶电力推进系统及实施方法。船舶靠泊停航时,由岸电对动力电池进行充电,储存电能；正常航行时,由动力电池对电力推进系统供电；航行中一旦动力电池的储能用尽或发生故障,则辅助柴电机组自动起动投入运行,继续为电力推进系统供电,维持船舶航行；在应急状态下,动力电池与柴电机组联合为电力推进系统供电,以保证船舶的航行安全。本实用新型的系统和实施方法可实现船舶废气、废水零排放,同时产生较显著的节能、节支效果。而且动力电池与柴电机组的混合供电方式又保证了船舶的航行安全,提高了船舶的续航性能。但是上述推进系统的中针对锂电池的安全性能以及锂电池能量运用并没有给出解决方案。

实用新型内容

针对背景技术中的不足，为此，本发明提出了一种电动船舶仓储式电池系统，具体方案如下：

一种电动船舶舱储式电池系统，包括：电池包、高压箱、电池架、汇流控制柜，其中设定数量的电池包串联形成电池簇，设定数量的电池簇并联后依次通过高压箱、汇流控制柜与电动船舶的配电系统连接；所述电池包设置在电池架上，电池架、高压箱、汇流控制柜设置在电动船舶的电池舱内。

具体地说，系统还包括电池管理系统BMS，所述电池管理系统BMS包括依次通过CAN通信连接的：一级BMU、二级MBMS、三级BAMS；所述一级BMU设置在电池包内用于监测单体电芯的电压、温度和单个托盘的总电压；所述二级MBMS设置在高压箱内用于进行整组电池的总电压检测、总电流绝缘检测，高压电的上下电管理、电池组热管理系统保护、充电管理；所述三级BAMS设置在汇流控制柜内用于控制系统的充放电。

具体地说，所述三级BAMS通过CAN通信与外部系统进行通信连接。

具体地说，系统还包括与电池管理系统BMS连接的消防单元，所述消防单元在发生火情时进行灭火。

具体地说，所述电池架、高压箱、汇流控制柜与电池舱底部、顶部或与电池舱底部侧面固定连接。

具体地说，所述汇流控制柜还包括与三级BAMS连接的触摸显示屏、声光报警器、急停按钮，所述触摸显示屏用于显示包括电池电压、电流、温度、SOC数据；所述声光报警器用于进行声光报警；所述急停按钮用于关闭汇流控制柜内总断路器关闭电池系统。

具体地说，系统还包括与三级BAMS连接的水浸传感器、温度传感器，所述水浸传感器、温度传感器设置在电池舱中。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提出的仓储式电池系统解决了背景技术中的不足，提供了一种经济性高、维护方便、污染少的船舶动力解决方案。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种电动船舶舱储式电池系统的结构示意图；

图2为实施例结构示意图。

图中标识具体为：

1、电池包；2、高压箱；3、电池架；4、汇流控制柜；51、一级BMU；52、二级MBMS；53、三级BAMS。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提出一种电动船舶舱储式电池系统，其特征在于，包括：电池包1、高压箱2、电池架3、汇流控制柜4，其中设定数量的电池包1串联形成电池簇，设定数量的电池簇并联后依次通过高压箱2、汇流控制柜4与电动船舶的配电系统连接；所述电池包1设置在电池架3上，电池架3、高压箱2、汇流控制柜4设置在电动船舶的电池舱内。

系统还包括电池管理系统BMS，所述电池管理系统BMS包括依次通过CAN通信连接的：一级BMU51、二级MBMS52、三级BAMS53；所述一级BMU51设置在电池包1内用于监测单体电芯的电压、温度和单个托盘的总电压；所述二级MBMS52设置在高压箱2内用于进行整组电池的总电压检测、总电流绝缘检测，高压电的上下电管理、电池组热管理系统保护、充电管理；所述三级BAMS53设置在汇流控制柜4内用于控制系统的充放电。

所述三级BAMS53通过CAN通信与外部系统进行通信连接。

系统还包括与电池管理系统BMS连接的消防单元，所述消防单元在发生火情时进行灭火。

所述电池架3、高压箱2、汇流控制柜4与电池舱底部、顶部或与电池舱底部侧面固定连接。

所述汇流控制柜4还包括与三级BAMS53连接的触摸显示屏、声光报警器、急停按钮，所述触摸显示屏用于显示包括电池电压、电流、温度、SOC数据；所述声光报警器用于进行声光报警；所述急停按钮用于关闭汇流控制柜4内总断路器关闭电池系统。

系统还包括与三级BAMS53连接的水浸传感器、温度传感器，所述水浸传感器、温度传感器设置在电池舱中。

实施例

如图2所示，舱储式电池系统包括电池包1、高压箱2、电池架3、汇流控制柜4及分三级管理的电池管理系统BMS等组成。电池系统布置2个电池舱分别为2套电力推进系统供电，每个舱内由5簇组成，每簇电量124.4kW，每簇由15个电池包1和1个高压箱2组成，如图2所示以3-2的形式分为4组，经由2台汇流控制柜4，通过DC/DC分别输出至船舶电力系统直流母线，另一个电池舱为镜像布置，接入另一断直流母线，为船舶推进系统和船舶用电系统供电。

电池包1由3个模组串连接，加上采样线束、BMU、箱体等组合，电池模组采用32只32V 27 Ah电芯(8P4S)；高压箱2由预充回路、充放电控制回路、正负主回路继电器、断路器、MBMS及保护电路等组成；汇流控制柜4主要包含汇流母排、总断路器、三级BMS、IO拓展模块、充放电控制回路、急停按钮、声光报警指示灯等，主要起到直流汇流输出、系统保护、绝缘监测、与DCDC通信、将电池的各状态信息和故障报警信息采用CAN通信传送至船舶监测报警系统。

电池系统的保护及监测功能由BMS电池管理系统实现，电池系统的BMS系统分三级管理，分别为一级BMU51内置在电池包1内，监测单体电芯的电压、温度和单个托盘的总电压；二级MBMS52内置在高压箱2内，检测整组电池的总电压、总电流绝缘检测，高压电的上下电管理、电池组热管理系统保护、充电管理等，并通过CAN协议向上级BMS实时传递以上信息，能够检测电池充放电时容量、健康状态；三级BAMS53内置在汇流控制柜4内，能够对系统充放电进行控制，实时显示电池剩余容量、健康状况等信息，与上位和外部系统采用CAN进行通信。

船舶内电池系统整体运行工况处于长期摇晃状态，电池架3及汇流控制柜4在船舶电池舱内的固定采用底部与船舱预留工字钢或槽钢焊接，顶部或后部预留焊接面与船体焊接固定。

电池系统所需的外部启动电源由船舶配备的铅酸电池经船舶电力系统整流逆变提供220V交流和24V直流电源。电池系统上电时，驾驶室给三级BAMS53ON档唤醒信号，BAMS唤醒启动同时传递给二级MBMS52ON唤醒信号，二级MBMS52被唤醒，MBMS与一级BMU51通信建立系统进行自检。自检内容包括单体电压、温度是否正常；组端电压是否正常；绝缘检测是否正常等；检测完毕后先闭合主负继电器，然后闭合预充继电器，预充完成后闭合主正继电器，断开预充继电器，显控向DC/DC发送准备就绪信号，此时系统可进行充放电；接触器闭合后，BMS停止做绝缘检测，由DC/DC完成后续绝缘检测功能，电池系统完成启动。系统下电时，驾驶室给三级BAMS53停止信号后，BAMS发送给二级MBMS52主控，主控模块各簇主接触器断开，然后主控进入休眠模式，三级BAMS535S后进入待机模式，电池系统整体进入低功耗待机模式。

电池舱内底部装有水浸传感器或漏液检测传感器与汇流控制柜4内IO模块连接，信号通过RS485传递给三级BAMS53。电池舱内部装有温度传感器，温度传感器与汇流控制柜4内三级BAMS53数据传输。

汇流控制柜4可以通过触摸显示屏观察系统报警信息、显示电池电压、电流、温度、状态(SOC、SOH、SOP)等数据，可以通过触屏操作总断路器和簇级高压箱2内总正总负继电器，实现对电池系统进行充放电控制。汇流控制柜4面板和驾驶舱内有急停按钮，紧急情况按下可直接关闭总断路器，关闭电池系统并反馈给驾驶室。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电动船舶舱储式电池系统，其特征在于，包括：电池包(1)、高压箱(2)、电池架(3)、汇流控制柜(4)，其中设定数量的电池包(1)串联形成电池簇，设定数量的电池簇并联后依次通过高压箱(2)、汇流控制柜(4)与电动船舶的配电系统连接；所述电池包(1)设置在电池架(3)上，电池架(3)、高压箱(2)、汇流控制柜(4)设置在电动船舶的电池舱内。

2.根据权利要求1所述的一种电动船舶舱储式电池系统，其特征在于，系统还包括电池管理系统BMS，所述电池管理系统BMS包括依次通过CAN通信连接的：一级BMU(51)、二级MBMS(52)、三级BAMS(53)；所述一级BMU(51)设置在电池包(1)内用于监测单体电芯的电压、温度和单个托盘的总电压；所述二级MBMS(52)设置在高压箱(2)内用于进行整组电池的总电压检测、总电流绝缘检测，高压电的上下电管理、电池组热管理系统保护、充电管理；所述三级BAMS(53)设置在汇流控制柜(4)内用于控制系统的充放电。

3.根据权利要求2所述的一种电动船舶舱储式电池系统，其特征在于，所述三级BAMS(53)通过CAN通信与外部系统进行通信连接。

4.根据权利要求1所述的一种电动船舶舱储式电池系统，其特征在于，系统还包括与电池管理系统BMS连接的消防单元，所述消防单元在发生火情时进行灭火。

5.根据权利要求1所述的一种电动船舶舱储式电池系统，其特征在于，所述电池架(3)、高压箱(2)、汇流控制柜(4)与电池舱底部、顶部或与电池舱底部侧面固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种电动船舶舱储式电池系统，其特征在于，所述汇流控制柜(4)还包括与三级BAMS(53)连接的触摸显示屏、声光报警器、急停按钮，所述触摸显示屏用于显示包括电池电压、电流、温度、SOC数据；所述声光报警器用于进行声光报警；所述急停按钮用于关闭汇流控制柜(4)内总断路器关闭电池系统。

7.根据权利要求1所述的一种电动船舶舱储式电池系统，其特征在于，系统还包括与三级BAMS(53)连接的水浸传感器、温度传感器，所述水浸传感器、温度传感器设置在电池舱中。