CN217010421U - 基于电力维稳的环保船电池系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供基于电力维稳的环保船电池系统，它包括有直流配电板，直流配电板主线上依次设有第一组电池簇，第一主控制模块、推进模块、第一交流配电模块、第一充电模块、第二组电池簇、第二主控制模块、变频模块、第二交流配电模块、第二充电模块；其中，第一主控制模块为交流配电板，交流配电板与直流配电板上的第一主控制电源、第一加热器电源连接，推进模块由推进充放电板、第一推进电机构成，推进充放电板与直流配电板上的第一备用电源连接。本方案采用全电池双电动永磁电机推进，满足全船推进动力、供电以及续航力要求，实现绿色船舶、零排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶技术领域，尤其是指基于电力维稳的环保船电池系统。
背景技术
传统的环保船电池系统只有一组电池，一组电池由5-7个电池簇构成，这种方式提供的电力供应相对较弱，经常会造成电压不足的情况发生。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电力维稳的采用全电池双电动永磁电机推进、满足全船推进动力、供电以及续航力要求、实现绿色船舶、零排放的环保船电池系统。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：基于电力维稳的环保船电池系统，它包括有直流配电板，直流配电板主线上依次设有第一组电池簇，第一主控制模块、推进模块、第一交流配电模块、第一充电模块、第二组电池簇、第二主控制模块、变频模块、第二交流配电模块、第二充电模块；其中，第一主控制模块为交流配电板，交流配电板与直流配电板上的第一主控制电源、第一加热器电源连接，推进模块由推进充放电板、第一推进电机构成，推进充放电板与直流配电板上的第一备用电源连接，第一推进电机通过变频电缆与第一推进逆变器连接，第一推进逆变器与第一推进熔断器连接，第一推进熔断器与第一推进断路器连接，第一推进断路器与直流配电板主线连接。
所述的第一组电池簇由1#~7#电池簇组成，1#~7#电池簇分别与1#~7#电缆连接，1#~7#电缆与1#~4#电池逆变器连接，1#~4#电池逆变器与1#~4#电池熔断器连接，1#~4#电池熔断器与1#~4#电池断路器连接。
所述的第一交流配电模块包括有第一交流断路器、第一交流熔断器、第一交流逆变器、电源滤波器、第一交流隔离变压器，其中，第一交流断路器一端与直流配电板主线连接，第一交流断路器另一端与第一交流熔断器连接，第一交流熔断器与第一交流逆变器连接，第一交流逆变器与电源滤波器连接，电源滤波器通过相应的变频电缆与第一交流隔离变压器连接，第一交流隔离变压器与交流配电板连接。
所述的第一充电模块包括有第一充电断路器、第一充电熔断器、第一充电接线箱、第二充电接线箱，其中，第一充电断路器一端与直流配电板主线连接，另一端与第一充电熔断器连接，第一充电熔断器分别与第一充电接线箱、第二充电接线箱连接；第一充电接线箱、第二充电接线箱通过充电电缆与岸基充电机连接，并由相应的开关合分闸控制。
本实用新型的优点如下：
1、本船动力系统采用全电池双电动永磁电机推进，满足全船推进动力、供电以及续航力要求，实现绿色船舶、零排放。
2、本船电池采用磷酸铁锂电池，全船电池系统总容量为1881kWh，分为14个电池簇，每簇容量为134.4kWh；每个电池簇由14个电池包串联组成，电池包型号为712-AES-5(712所)；每个电池包由24个电芯串并联而成，电芯容量125Ah；电池簇通过直流变换装置在直流母线侧并联，直流配电柜内的DC-DC变换器控制电池簇的充放电过程。
3、直流配电系统配置直流熔断器，具备过流、短路保护功能，各级直流熔断器之间进行配合，实现短路选择性保护。直流隔离开关，不具备短路分段能力，为蓄电池单元与直流母线间形成机械断点，便于维修设备。
4、本系统采用左右舷独立分区供电的系统结构。两条推进支路完全独立，当一套推进支路发生故障时，余下一套推进支路仍可以正常运行。
5、直流左右舷母线通过母联隔离开关连接。母联隔离开关的合分闸仅能在直流配电板板前操作。正常情况下。左右舷直流母排同时有电，母联隔离开关合闸。
6、动力电池组通过直流配电板向全船供电，母线电压DC650V。推进电机由直流配电板中的推进逆变器驱动。全船日用负荷由直流配电板中的逆变电源提供AC400V交流电。
7、推进逆变模块参数:
输入电压:DC650V 输出电压:ACO-380V
额定功率:150kW 输出频率:0-50Hz 冷却方式:水冷
DC-DC模块参数:
电池侧电压:DC405-593V 母线侧电压:DC650V
电池侧电流:0-140A 冷却方式:水冷
逆变电源参数:
输入电压:DC650V 输出电压:AC380V
额定功率:100kW 输出频率:50Hz 冷却方式:水冷
电池簇与直流配电板:
1、每簇电池和直流配电板中的DC/DC模块形成一个整体，由放置于直流配电板的EMS系统的从站控制每簇的充放电电流:
2、EMS的从站与每簇电池之间通过CAN通信交互信息，当通讯故障时，该簇的直流开关切断，该簇从直流网上脱离并停止工作；
3、驾控台的1#电池系统紧停连接至域管理盒，一路给EMS的从站，EMS从站接到该信号后封锁脉冲，DC/DC模块停止工作，另一路直接给电池系统的内部每簇的直流开关，直接切断直流开关，停止电池系统的工作。
电池系统启动电源：
1、在岸电接入时，直流配电板、EMS的DC24V控制电源由交流配电板提供。
2、当岸电故障或没有岸电接入时(黑船启动)，直流配电板、EMS的DC24V控制电源可由推进充放电板(动力系统用)提供。
3、直流配电板、EMS工作正常后，投入电池系统，直流母排、逆变电源有电，动力系统设备DC24V控制电源切换到由船电供电。
设备之间的电缆型号为:
电力电缆:型号CJPJ85/SC，防火为NC
设备控制电源电缆:型号CJPJ85/SC
控制电缆:型号CHJPJ85/SC。
附图说明
图1为本实用新型的第一主控制模块电路原理图。
图2为本实用新型的第一充电模块电路原理图。
图3为本实用新型的第二组电池簇电路原理图。
图4为本实用新型的第二充电模块电路原理图。
具体实施方式
下面结合所有附图对本实用新型作进一步说明，本实用新型的较佳实施例为：参见附图1至附图4，本实施例所述的基于电力维稳的环保船电池系统包括有直流配电板DMSB，直流配电板DMSB主线上依次设有第一组电池簇，第一主控制模块、推进模块、第一交流配电模块、第一充电模块、第二组电池簇、第二主控制模块、变频模块、第二交流配电模块、第二充电模块；其中，第一主控制模块为交流配电板MSB，交流配电板MSB与直流配电板DMSB上的第一主控制电源3MB-09、第一加热器电源3MB-10连接，推进模块由推进充放电板CFDBF、第一推进电机1TM构成，推进充放电板CFDBF与直流配电板DMSB上的第一备用电源1DMSB-12连接，第一推进电机1TM通过变频电缆与第一推进逆变器连接，第一推进逆变器与第一推进熔断器FU1A连接，第一推进熔断器FU1A与第一推进断路器QS1A连接，第一推进断路器QS1A与直流配电板DMSB主线连接。
第一组电池簇由1#~7#电池簇组成，1#~7#电池簇分别与1#~7#电缆连接，1#~7#电缆与1#~4#电池逆变器连接，1#~4#电池逆变器与1#~4#电池熔断器连接，1#~4#电池熔断器与1#~4#电池断路器连接。
第一交流配电模块包括有第一交流断路器QS1B、第一交流熔断器FU1B、第一交流逆变器、电源滤波器、第一交流隔离变压器1IPT，其中，第一交流断路器QS1B一端与直流配电板DMSB主线连接，第一交流断路器QS1B另一端与第一交流熔断器FU1B连接，第一交流熔断器FU1B与第一交流逆变器连接，第一交流逆变器与电源滤波器连接，电源滤波器通过相应的变频电缆与第一交流隔离变压器1IPT连接，第一交流隔离变压器1IPT与交流配电板MSB连接。
第一充电模块包括有第一充电断路器MCB107、第一充电熔断器FU1C、第一充电接线箱1CB、第二充电接线箱2CB，其中，第一充电断路器MCB107一端与直流配电板DMSB主线连接，另一端与第一充电熔断器FU1C连接，第一充电熔断器FU1C分别与第一充电接线箱1CB、第二充电接线箱2CB连接；第一充电接线箱1CB、第二充电接线箱2CB通过充电电缆与岸基充电机连接，并由相应的开关合分闸控制。
第一组电池簇，第一主控制模块、推进模块、第一交流配电模块、第一充电模块、第二组电池簇与第一组电池簇的结构相同，第二主控制模块与第一主控制模块结构相同，第二交流配电模块与第一交流配电模块结构相同，第二充电模块与第一充电模块结构相同；其中，断路器由
1#~14#电池簇为1#电池簇1BATA~14电池簇14BATA，1#~14#电缆为1DMSB-1~1DMSB-14，1#~8#电池熔断器为FU1~FU8，1#~8#电池断路器QS1~QS8，连接方式如下：1#电池簇、2#电池簇通过1#电缆、2#电缆并联在1#电池逆变器上，1#电池逆变器与1#电池熔断器FU1连接，1#电池熔断器FU1与1#电池断路器QS1连接。
本实施例的优点如下：
1、本船动力系统采用全电池双电动永磁电机推进，满足全船推进动力、供电以及续航力要求，实现绿色船舶、零排放。
2、本船电池采用磷酸铁锂电池，全船电池系统总容量为1881kWh，分为14个电池簇，每簇容量为134.4kWh；每个电池簇由14个电池包串联组成，电池包型号为712-AES-5(712所)；每个电池包由24个电芯串并联而成，电芯容量125Ah；电池簇通过直流变换装置在直流母线侧并联，直流配电柜内的DC-DC变换器控制电池簇的充放电过程。
3、直流配电系统配置直流熔断器，具备过流、短路保护功能，各级直流熔断器之间进行配合，实现短路选择性保护。直流隔离开关，不具备短路分段能力，为蓄电池单元与直流母线间形成机械断点，便于维修设备。
4、本系统采用左右舷独立分区供电的系统结构。两条推进支路完全独立，当一套推进支路发生故障时，余下一套推进支路仍可以正常运行。
5、直流左右舷母线通过母联隔离开关连接。母联隔离开关的合分闸仅能在直流配电板板前操作。正常情况下。左右舷直流母排同时有电，母联隔离开关合闸。
6、动力电池组通过直流配电板向全船供电，母线电压DC650V。推进电机由直流配电板中的推进逆变器驱动。全船日用负荷由直流配电板中的逆变电源提供AC400V交流电。
7、推进逆变模块参数:
输入电压:DC650V 输出电压:ACO-380V
额定功率:150kW 输出频率:0-50Hz 冷却方式:水冷
DC-DC模块参数:
电池侧电压:DC405-593V 母线侧电压:DC650V
电池侧电流:0-140A 冷却方式:水冷
逆变电源参数:
输入电压:DC650V 输出电压:AC380V
额定功率:100kW 输出频率:50Hz 冷却方式:水冷
电池簇与直流配电板:
1、每簇电池和直流配电板中的DC/DC模块形成一个整体，由放置于直流配电板的EMS系统的从站控制每簇的充放电电流:
2、EMS的从站与每簇电池之间通过CAN通信交互信息，当通讯故障时，该簇的直流开关切断，该簇从直流网上脱离并停止工作；
3、驾控台的1#电池系统紧停连接至域管理盒，一路给EMS的从站，EMS从站接到该信号后封锁脉冲，DC/DC模块停止工作，另一路直接给电池系统的内部每簇的直流开关，直接切断直流开关，停止电池系统的工作。
电池系统启动电源：
1、在岸电接入时，直流配电板、EMS的DC24V控制电源由交流配电板提供。
2、当岸电故障或没有岸电接入时(黑船启动)，直流配电板、EMS的DC24V控制电源可由推进充放电板(动力系统用)提供。
3、直流配电板、EMS工作正常后，投入电池系统，直流母排、逆变电源有电，动力系统设备DC24V控制电源切换到由船电供电。
设备之间的电缆型号为:
电力电缆:型号CJPJ85/SC，防火为NC
设备控制电源电缆:型号CJPJ85/SC
控制电缆:型号CHJPJ85/SC。
以上所述之实施例只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.基于电力维稳的环保船电池系统，它包括有直流配电板（DMSB），其特征在于：直流配电板（DMSB）主线上依次设有第一组电池簇，第一主控制模块、推进模块、第一交流配电模块、第一充电模块、第二组电池簇、第二主控制模块、变频模块、第二交流配电模块、第二充电模块；其中，第一主控制模块为交流配电板（MSB），交流配电板（MSB）与直流配电板（DMSB）上的第一主控制电源（3MB-09）、第一加热器电源（3MB-10）连接，推进模块由推进充放电板（CFDBF）、第一推进电机（1TM）构成，推进充放电板（CFDBF）与直流配电板（DMSB）上的第一备用电源（1DMSB-12）连接，第一推进电机（1TM）通过变频电缆与第一推进逆变器连接，第一推进逆变器与第一推进熔断器（FU1A）连接，第一推进熔断器（FU1A）与第一推进断路器（QS1A）连接，第一推进断路器（QS1A）与直流配电板（DMSB）主线连接。
2.根据权利要求1所述的基于电力维稳的环保船电池系统，其特征在于：第一组电池簇由1#~7#电池簇组成，1#~7#电池簇分别与1#~7#电缆连接，1#~7#电缆与1#~4#电池逆变器连接，1#~4#电池逆变器与1#~4#电池熔断器连接，1#~4#电池熔断器与1#~4#电池断路器连接。
3.根据权利要求1所述的基于电力维稳的环保船电池系统，其特征在于：第一交流配电模块包括有第一交流断路器（QS1B）、第一交流熔断器（FU1B）、第一交流逆变器、电源滤波器、第一交流隔离变压器（1IPT），其中，第一交流断路器（QS1B）一端与直流配电板（DMSB）主线连接，第一交流断路器（QS1B）另一端与第一交流熔断器（FU1B）连接，第一交流熔断器（FU1B）与第一交流逆变器连接，第一交流逆变器与电源滤波器连接，电源滤波器通过相应的变频电缆与第一交流隔离变压器（1IPT）连接，第一交流隔离变压器（1IPT）与交流配电板（MSB）连接。
4.根据权利要求1所述的基于电力维稳的环保船电池系统，其特征在于：第一充电模块包括有第一充电断路器（MCB107）、第一充电熔断器（FU1C）、第一充电接线箱（1CB）、第二充电接线箱（2CB），其中，第一充电断路器（MCB107）一端与直流配电板（DMSB）主线连接，另一端与第一充电熔断器（FU1C）连接，第一充电熔断器（FU1C）分别与第一充电接线箱（1CB）、第二充电接线箱（2CB）连接；第一充电接线箱（1CB）、第二充电接线箱（2CB）通过充电电缆与岸基充电机连接，并由相应的开关合分闸控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122881671.1U CN217010421U (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 基于电力维稳的环保船电池系统 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN217010421U true CN217010421U (zh) | 2022-07-19 |
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| CN202122881671.1U Active CN217010421U (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 基于电力维稳的环保船电池系统 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-11-23 CN CN202122881671.1U patent/CN217010421U/zh active Active
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