CN220138408U - 船舶电池温度监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种船舶电池温度监控系统，包括多个温度监测电路、控制电路以及驱动继电电路，温度监测电路与船舶电池的电池包对应设置，控制电路与多个温度监测电路电连接，驱动继电电路与控制电路电连接，温度监测电路配置为采集电池包的实时温度并输出温度监测电压，控制电路被配置为根据至少一个温度监测电路输出的温度监测电压而输出控制电压，驱动继电电路被配置为基于控制电压调整通断状态。

Description

船舶电池温度监控系统

技术领域

本实用新型涉及电池动力系统技术领域，具体涉及一种船舶电池温度监控系统。

背景技术

随着新能源技术的发展和人们对船舶性能要求的提高，纯电动船舶和混合动力船舶近年来得到越来越多的应用。船舶行业的特殊性驱使船舶对安全保障的要求，尤其针对船舶电池系统的安全性监测的要求更为苛刻。由于船舶的工作环境不同于陆用产品的工作环境，船舶的电池管理系统(Battery Management System，BMS)无法实时监测每个电池包的温度，因此，船舶电池易出现热失控现象。

相关技术提出在BMS之外新增一监控系统，通过对每个电池包的温度信息进行采集并将采集到的温度信息提供至总控制板，再由总控制板基于温度信息去控制主继电器通断，从而实现对船舶电池进行温度控制管理。由于相关技术是将温度信息转换为通讯信号在电池包和总控制板之间进行传递，在总控制板接收到通讯信号由总控制板再处理，因此，这样的监控系统存在温度信息处理不及时的问题，以致船舶电池仍出现热失控现象。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种船舶电池温度监控系统，可以解决温度信息处理不及时的问题，避免船舶电池出现热失控。

本实用新型的实施例提供一种船舶电池温度监控系统，包括：

多个被配置为采集电池包的实时温度并输出温度监测电压的温度监测电路，每个所述温度监测电路与船舶电池的每个电池包对应设置；

被配置为根据多个中的至少一个所述温度监测电路输出的所述温度监测电压而输出控制电压的控制电路，所述控制电路与多个所述温度监测电路电连接；

被配置为基于所述控制电压调整通断状态的驱动继电电路，所述驱动继电电路与所述控制电路电连接。

在一实施例中，多个所述温度监测电路中包括至少一第一温度监测电路，所述第一温度监测电路包括第一采温器，所述第一采温器与所述控制电路电连接，所述第一采温器被配置为输出所述温度监测电压。

在一实施例中，所述第一采温器包括第一温敏电阻以及第一采样电阻；

所述第一温敏电阻的第一端与第一供电端电连接，所述第一温敏电阻的第二端与所述第一采样电阻的第一端电连接；

所述第一采样电阻的第一端与所述控制电路电连接，所述第一采样电阻的第二端与接地端电连接。

在一实施例中，所述第一温敏电阻的第一端与所述电池包的过高温从控制板的驱动端电连接，所述驱动端为所述第一供电端。

在一实施例中，多个所述温度监测电路中包括至少一第二温度监测电路，所述第二温度监测电路包括第二采温器以及温度判定器；

所述第二采温器与所述温度判定器电连接，所述第二采温器被配置为输出实时电压；

所述温度判定器与参考电压端电连接，且所述温度判定器与所述控制电路电连接，所述温度判定器被配置为基于所述实时电压以及所述参考电压端的参考电压输出所述温度监测电压。

在一实施例中，所述第二采温器包括第二温敏电阻以及第二采样电阻；

所述第二温敏电阻的第一端与第一供电端电连接，所述第二温敏电阻的第二端与所述温度判定器电连接；

所述第二采样电阻的第一端与所述第二温敏电阻的第二端电连接，所述第二采样电阻的第二端与接地端电连接。

在一实施例中，所述第二温敏电阻的第一端与所述电池包的过高温从控制板的驱动端电连接，所述驱动端为所述第一供电端。

在一实施例中，所述温度判定器包括一比较器，所述比较器的第一输入端与所述第二采温器电连接，所述比较器的第二输入端与所述参考电压端电连接，所述比较器的输出端与所述控制电路电连接。

在一实施例中，所述温度判定器包括第一开关管，所述第一开关管的控制端与所述第二采温器电连接，所述第一开关管的输入端与所述参考电压端电连接，所述第一开关管的输出端与所述控制电路电连接。

在一实施例中，所述控制电路包括第二开关管，所述第二开关管的控制端与多个所述温度监测电路均电连接，所述第二开关管的输入端与控制电压端电连接，所述第二开关管的输出端与所述驱动继电电路电连接。

本实用新型的实施例的有益效果：

在本实用新型的实施例中，通过设置控制电路与多个温度监测电路电连接，且控制电路与驱动继电电路电连接，由控制电路根据至少一个温度监测电路输出的温度监测电压向驱动继电电路输出控制电压，驱动继电电路根据温度监测电压调整通断状态，以硬件控制的方式对船舶电池进行温度监控管理，确保温度信息及时处理，避免船舶电池出现热失控。

附图说明

图1是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第一种结构的示意图；

图2是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第二种结构的示意图；

图3是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第三种结构的示意图；

图4是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第四种结构的示意图；

图5是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第五种结构的示意图；

图6是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第六种结构的示意图；

图7是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第七种结构的示意图；

图8是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第八种结构的示意图；

图9是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第九种结构的示意图；

图10是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第十种结构的示意图

图11是本实施例提供的船舶电池温度监控系统的第十一种结构的示意图；

图12是本实施例提供的船舶电池温度监控系统与电池管理系统的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行描述。所描述的实施例仅被配置为对本实用新型的思想进行解释说明，而不应视为对本实用新型的保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型的实施例的船舶电池温度监控系统100包括多个温度监测电路10、控制电路20以及驱动继电电路30。

温度监测电路10与船舶电池的电池包对应设置，温度监测电路10被配置为采集电池包的实时温度并输出温度监测电压。船舶供电系统由多个串联的电池包组成，为实现对每个电池包的温度进行实时监测，每个电池包相应设置有温度监测电路10，以便实时获取每个电池包的实时温度并输出对应的温度监测电压。

一个温度监测电路10与船舶电池的一个电池包对应设置指一个温度监测电路10与一个电池包直接接触，即温度监测电路10设置于电池包的外表面或者内表面，通过热传递的方式监测电池包的温度变化。

控制电路20与多个温度监测电路10电连接，控制电路20被配置为根据至少一个温度监测电路10输出的温度监测电压，向驱动继电电路30输出控制电压。即，多个温度监测电路10与控制电路20多对一电连接，控制电路20可以被配置为接收来自多个温度监测电路10中的一个温度监测电路10所输出的温度监测电压，控制电路20也可以被配置为接收来自多个温度监测电路10中的至少两个温度监测电路10所输出的温度监测电压，控制电路20还可以被配置为接收来自所有温度监测电路10所输出的温度监测电压。

驱动继电电路30与控制电路20电连接，驱动继电电路30被配置为基于控制电路20提供的控制电压调整通断状态。即，任一温度监测电路10采集到的实时温度一旦超过一定阈值，超过一定阈值的实时温度所对应的温度监测电压使控制电路20处于工作状态，从而控制电路20将控制电压输出至驱动继电电路30，由驱动继电电路30基于控制电压在导通状态和截止状态之间调整。

通过控制驱动继电电路30在导通状态和截止状态之间进行切换来实现对船舶电池的每个电池包加热控制，例如驱动继电电路30在导通状态对船舶电池的每个电池包进行加热控制，驱动继电电路30在截止状态对船舶电池的每个电池包停止进行加热，以硬件控制的方式对船舶电池进行温度监控管理，确保监测到的每个电池包的温度信息能够及时处理，避免船舶电池出现热失控。例如驱动继电电路30包括主常闭驱动继电器，主常闭驱动继电器处于导通状态时对船舶电池的每个电池包进行加热，主常闭驱动继电器处于断开状态时停止对船舶电池的每个电池进行加热。

如图2所示，在本实用新型的实施例提供的船舶电池温度监控系统100中，多个温度监测电路10中包括至少一个第一温度监测电路101，第一温度监测电路101包括第一采温器11。第一采温器11与控制电路20电连接，第一采温器11被配置为输出温度监测电压，且温度监测电压基于电池包的实时温度的变化而变化。换言之，第一温度监测电路101输出的温度监测电压的电压值大小由第一采温器11输出的电压值大小直接决定。

第一采温器11采集电池包的实时温度并输出与实时温度相应的实时电压，从而控制电路20与第一采温器11电连接而接收到第一采温器11输出的作为温度监测电压的实时电压。

控制电路20与第一采温器11电连接，控制电路20被配置为根据第一采温器11输出的温度监测电压，向驱动继电电路30输出控制电压，使驱动继电电路30基于接收到的控制电压在导通状态和截止状态之间调整。

如图3所示，在本实用新型的实施例提供的船舶电池温度监控系统100中，包括多个第一温度监测电路101，每个第一温度监测电路101包括第一采温器11。每个第一采温器11与控制电路20电连接，每个第一采温器11被配置为输出温度监测电压，且温度监测电压基于电池包的实时温度的变化而变化。

每个第一采温器11与控制电路20电连接，控制电路20还可以被配置为接收来自所有第一采温器11所输出的温度监测电压。

第一采温器11采集电池包的实时温度并输出与实时温度相应的实时电压，从而控制电路20与多个第一采温器11电连接而接收到多个第一采温器11输出的作为温度监测电压的实时电压，控制电路20根据多个第一采温器11输出的温度监测电压，向驱动继电电路30输出控制电压，使驱动继电电路30基于接收到的控制电压在导通状态和截止状态之间调整。

在一些实施例中，第一温敏电阻R11的第一端与过高温从控制板的驱动端电连接，由过高温从控制板的驱动端作为第一供电端V1，对第一采温器11提供工作电压。过高温从控制板设于电池包的内部，每个电池包均设有过高温从控制板。

如图4所示，第一采温器11包括第一温敏电阻R11以及第一采样电阻R12。第一温敏电阻R11的第一端与第一供电端V1电连接，第一温敏电阻R11的第二端与第一采样电阻R12的第一端电连接。第一采样电阻R12的第一端与控制电路20电连接，第一采样电阻R12的第二端与接地端V0电连接。

第一温敏电阻R11被配置为侦测实时温度的变化，即，第一温敏电阻R11侦测电池包的实时温度变化，并将实时温度变化转换为电信号变化。第一温敏电阻R11可在不同的温度下具有不同的电阻值，在第一供电端V1提供的电压为恒压的情况下，第一温敏电阻R11可基于自身电阻值的变化，改变第一温敏电阻R11的第一端和第一温敏电阻R11的第二端之间的电压降大小。

第一温敏电阻R11将温度变化转换为第一温敏电阻R11在电路中分压参数变化，使第一采样电阻R12在电路中的分压参数相应变化，第一采温器11输出的温度监测电压会基于电池包的实时温度的变化而变化。

如图5所示，在本实用新型的实施例提供的船舶电池温度监控系统100中，多个温度监测电路10中包括至少一个第二温度监测电路102，第二温度监测电路102包括第二采温器12以及温度判定器13。

第二采温器12与温度判定器13电连接，第二采温器12被配置为输出实时电压，实时电压基于电池包的实时温度的变化而变化。

温度判定器13与参考电压端Vref电连接，且温度判定器13与控制电路20电连接，温度判定器13被配置为基于第二采温器12输出的实时电压以及参考电压端Vref的参考电压向控制电路20输出温度监测电压。温度判定器13输出的温度监测电压的电压值大小是根据参考电压的电压值以及实时电压的电压值计算得到的。

控制电路20与温度判定器13电连接，控制电路20被配置为接收根据参考电压的电压值以及实时电压的电压值计算得到的温度监测电压。

控制电路20与驱动继电电路30电连接，控制电路20被配置为根据温度判定器13输出的温度监测电压向驱动继电电路30输出控制电压，使驱动继电电路30基于接收到的控制电压在导通状态和截止状态之间调整。

如图6所示，在本实用新型的实施例提供的船舶电池温度监控系统100中，多个温度监测电路10均为第二温度监测电路102，每个第二温度监测电路102包括第二采温器12以及温度判定器13。

每个第二温度监测电路102中，第二采温器12与温度判定器13电连接，温度判定器13与参考电压端Vref电连接。每个温度判定器13被配置为基于第二采温器12输出的实时电压以及参考电压端Vref的参考电压向控制电路20输出温度监测电压。每个温度判定器13输出的温度监测电压的电压值是根据参考电压的电压值以及实时电压的电压值计算得到的。

控制电路20与每个温度判定器13电连接，控制电路20被配置为接收到由参考电压的电压值以及实时电压的电压值共同决定的温度监测电压。

控制电路20与驱动继电电路30电连接，从而控制电路20根据多个温度判定器13输出的温度监测电压向驱动继电电路30输出控制电压，使驱动继电电路30基于接收到的控制电压在导通状态和截止状态之间调整。

在本实施例提供的船舶电池温度监控系统100中，温度判定器13比较接收到的实时电压和参考电压之间的电压值大小，并根据比较结果向控制电路20输出温度监测电压，以增设温度判定器13的方式实现对船舶电池温度的冗余监测控制，进一步对船舶电池进行热管理，更好的保证船舶电池的安全性。

如图7所示，在本实用新型的实施例提供的船舶电池温度监控系统100中，多个温度监测电路10包括至少一个第一温度监测电路101以及至少一个第二温度监测电路102，第一温度监测电路101包括第一采温器11，第二温度监测电路102包括第二采温器12以及温度判定器13。

控制电路20与每个温度监测电路10电连接，控制电路20被配置为接收由第一采温器11输出的温度监测电压以及由温度判定器13输出的温度监测电压。

控制电路20与驱动继电电路30电连接，控制电路20被配置为根据第一采温器11输出的温度监测电压以及由温度判定器13输出的温度监测电压向驱动继电电路30输出控制电压，使驱动继电电路30基于接收到的控制电压在导通状态和截止状态之间调整。

如图8所示，第二采温器12包括第二温敏电阻R21以及第二采样电阻R22。

第二温敏电阻R21的第一端与第一供电端V1电连接，第二温敏电阻R21的第二端与温度判定器13电连接。第二温敏电阻R21被配置为侦测实时温度的变化，即，第二温敏电阻R21被配置为侦测电池包的实时温度变化并将实时温度变化转换为电信号变化。第二温敏电阻R21可在不同的温度下具有不同的电阻值，在第一供电端V1提供的电压为恒压的情况下，第二温敏电阻R21可基于自身电阻值的变化，改变第二温敏电阻R21的第一端和第二温敏电阻R21的第二端之间的电压降大小。

第二采样电阻R22的第一端与第二温敏电阻R21的第二端电连接，第二采样电阻R22的第二端与接地端V0电连接。第二温敏电阻R21将温度变化转换为第二温敏电阻R21在电路中分压参数变化，使第二采样电阻R22在电路中的分压参数相应变化，第二采温器12输出的实时电压会基于电池包的实时温度的变化而变化。

在一些实施例中，第二温敏电阻R21的第一端与过高温从控制板的驱动端电连接，过高温从控制板的驱动端作为第一供电端V1对第二采温器12提供工作电压。过高温从控制板设于电池包的内部，每个电池包均设有过高温从控制板。

如图9所示，温度判定器13包括一比较器U1，比较器U1的第一输入端与第二采温器12电连接，比较器U1的第二输入端与参考电压端Vref电连接，比较器U1的输出端与控制电路20电连接。

比较器U1通过比较第一输入端的电压值和第二输入端的电压值之间的大小，并基于比较结果向输出端输出温度监测电压。如图9所示出的，比较器U1的第一输入端为正相输入端，比较器U1的第二输入端为负相输入端，如果正相输入端的电压大于负相输入端的电压，则比较器U1输出端输出的温度监测电压为高电平电压；如果正相输入端的电压小于负相输入端的电压，则比较器U1输出端输出的温度监测电压为低电平电压。故温度监测电压的电压值是可变的，控制电路20基于变化的温度监测电压调整工作状态。

比较器U1还分别与比较器供电端Vop以及接地端V0电连接，比较器供电端Vop被配置为提供比较器U1需要的工作电压。

图9仅示出比较器U1的第一输入端为正相输入端，比较器U1的第二输入端为负相输入端。本领域技术人员可以在本实施例的技术构思基础上，根据实际情况之需确定第一输入端和第二输入端中的一者为正相输入端。

如图10所示，温度判定器13包括第一开关管T1，第一开关管T1的控制端与第二采温器12电连接，第一开关管T1的输入端与参考电压端Vref电连接，第一开关管T1的输出端与控制电路20电连接。

第一开关管T1处于导通状态还是截止状态取决于第一开关管T1的控制端的电压值大小，即，取决于第二采温器12输出至温度判定器13的实时电压的电压值大小。当第一开关管T1处于导通状态，第一开关管T1将参考电压端Vref的参考电压输出至控制电路20，即，参考电压端Vref的参考电压作为输出至控制电路20的温度监测电压。当第一开关管T1处于截止状态，控制电路20没有接收到来自参考电压端Vref的参考电压。故控制电路20被配置为基于有没有接收到参考电压端Vref的参考电压而调整工作状态。

如图11所示，控制电路20包括第二开关管T2。第二开关管T2的控制端与多个温度监测电路10均电连接，第二开关管T2的输入端与控制电压端V2电连接，第二开关管T2的输出端与驱动继电电路30电连接。

第二开关管T2处于导通状态还是截止状态取决于第二开关管T2的控制端的电压值大小，即，取决于温度监测电路10输出的温度监测电压的电压值大小。当第二开关管T2处于导通状态，第二开关管T2将控制电压端V2的控制电压输出至驱动继电电路30。当第二开关管T2处于截止状态，驱动继电电路30没有接收到来自控制电压端V2的控制电压。故驱动继电电路30被配置为基于有无接收到控制电压端V2的控制电压而调整通断状态。

如图12所示，驱动继电电路30的通断决定电池管理系统BMS对各个电池包的加热控制状态。电池管理系统BMS与每个电池包电连接，且电池管理系统BMS与驱动继电电路30连接。当驱动继电电路30处于导通状态时，电池管理系统BMS对各个电池包进行加热。当驱动继电电路30处于断开状态时，电池管理系统BMS停止对各个电池包进行加热。

当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型的精神及其实质要点的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本申请作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种船舶电池温度监控系统，其特征在于，包括：

多个被配置为采集电池包的实时温度并输出温度监测电压的温度监测电路，每个所述温度监测电路与船舶电池的每个电池包对应设置；

被配置为根据多个中的至少一个所述温度监测电路输出的所述温度监测电压而输出控制电压的控制电路，所述控制电路与多个所述温度监测电路电连接；

被配置为基于所述控制电压调整通断状态的驱动继电电路，所述驱动继电电路与所述控制电路电连接。

2.根据权利要求1所述的船舶电池温度监控系统，其特征在于，多个所述温度监测电路中包括至少一第一温度监测电路，所述第一温度监测电路包括第一采温器，所述第一采温器与所述控制电路电连接，所述第一采温器被配置为输出所述温度监测电压。

3.根据权利要求2所述的船舶电池温度监控系统，其特征在于，所述第一采温器包括第一温敏电阻以及第一采样电阻；

所述第一温敏电阻的第一端与第一供电端电连接，所述第一温敏电阻的第二端与所述第一采样电阻的第一端电连接；

所述第一采样电阻的第一端与所述控制电路电连接，所述第一采样电阻的第二端与接地端电连接。

4.根据权利要求3所述的船舶电池温度监控系统，其特征在于，所述第一温敏电阻的第一端与所述电池包的过高温从控制板的驱动端电连接，所述驱动端为所述第一供电端。

5.根据权利要求1-4任一项所述的船舶电池温度监控系统，其特征在于，多个所述温度监测电路中包括至少一第二温度监测电路，所述第二温度监测电路包括第二采温器以及温度判定器；

所述第二采温器与所述温度判定器电连接，所述第二采温器被配置为输出实时电压；

所述温度判定器与参考电压端电连接，且所述温度判定器与所述控制电路电连接，所述温度判定器被配置为基于所述实时电压以及所述参考电压端的参考电压输出所述温度监测电压。

6.根据权利要求5所述的船舶电池温度监控系统，其特征在于，所述第二采温器包括第二温敏电阻以及第二采样电阻；

所述第二温敏电阻的第一端与第一供电端电连接，所述第二温敏电阻的第二端与所述温度判定器电连接；

所述第二采样电阻的第一端与所述第二温敏电阻的第二端电连接，所述第二采样电阻的第二端与接地端电连接。

7.根据权利要求6所述的船舶电池温度监控系统，其特征在于，所述第二温敏电阻的第一端与所述电池包的过高温从控制板的驱动端电连接，所述驱动端为所述第一供电端。

8.根据权利要求5所述的船舶电池温度监控系统，其特征在于，所述温度判定器包括一比较器，所述比较器的第一输入端与所述第二采温器电连接，所述比较器的第二输入端与所述参考电压端电连接，所述比较器的输出端与所述控制电路电连接。

9.根据权利要求5所述的船舶电池温度监控系统，其特征在于，所述温度判定器包括第一开关管，所述第一开关管的控制端与所述第二采温器电连接，所述第一开关管的输入端与所述参考电压端电连接，所述第一开关管的输出端与所述控制电路电连接。

10.根据权利要求1所述的船舶电池温度监控系统，其特征在于，所述控制电路包括第二开关管，所述第二开关管的控制端与多个所述温度监测电路均电连接，所述第二开关管的输入端与控制电压端电连接，所述第二开关管的输出端与所述驱动继电电路电连接。