[发明专利]一种船舶锂离子动力电池安全保障系统及方法

说明书

本发明公开了一种船舶锂离子动力电池安全保障系统及方法，属于船舶电力系统领域，通过安保装置对电池组电池和电池组的电压、电流、温度、内阻、容量和报警等参数进行集中显示，并进行数据处理及保存；对火灾、气体传感器、冷媒灌注系统以及水冷系统的信息进行集中显示；根据电池的状态信息、报警信息、传感器的信息对电池组开关板、气体处理设备、灭火系统和冷媒灌注装置进行控制；通过现场总线与外部设备进行信息交互，并实现安全预警、诊断和声光报警，由安保装置对电池出现热失控、燃烧事故实施应急控制处理，最终确保电池舱总体安全性。

技术领域

本发明属于船舶电力系统领域，更具体地，涉及一种船舶锂离子动力电池安全保障系统及方法。

背景技术

锂离子电池作为船舶新一代蓄电池动力源，能够大幅提升船舶的续航力，对提高船舶的隐蔽性等综合作战能力具有很大的促进作用。锂离子电池的性能虽然先进，但是，存在因过充电、过放电、过载短路、老化、温度过高或受到撞击、挤压等诱因发生热失控、火灾甚至爆炸的危险。锂离子电池舱一旦发生火灾等事故，若不能及时扑灭，将会导致船舶动力源失效，大大降低航行能力，甚至造成船舶损毁和人员伤亡，损失不可估量。

针对在滥用条件下(如高温、短路、过充放、振动、挤压和撞击等)锂离子电池容易出现冒烟、着火甚至爆炸等情况，为保障锂离子动力电池组的上船使用安全，船舶总体需要为电池组配置电池舱安保系统，当电池舱出现紧急事故时，为船舶提供最后一道安全屏障。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种船舶锂离子动力电池安全保障系统及方法，用于船舶锂离子电池舱室及锂离子电池的安全监控、灭火降温及气体抑爆等火灾灾害的有效处理，是船舶正常工作及安全运行的重要保障。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种船舶锂离子动力电池安全保障系统，包括：安保装置、N个电池组监测单元、电池组开关板、电池舱火灾监测传感器、电池舱气体监测传感器、电池舱气体处理控制器、电池舱冷却系统控制器、电池冷媒灌注控制器、电池舱灭火设施及执行器；

分别由所述N个电池组监测单元对电池组中的N组电池的温度进行监测，并将监测的温度数据传输到所述安保装置，同时，所述电池舱火灾监测传感器和所述电池舱气体监测传感器将监测的电池舱温度、电池舱烟雾密度及电池舱气体浓度传输到所述安保装置，由所述安保装置判断所述N组电池中是否存在温度超过预设电池温度阈值的电池组、所述电池舱温度是否超过预设电池舱温度阈值、所述电池舱烟雾密度是否超过预设电池舱烟雾密度阈值或者所述电池舱气体浓度是否超过预设电池舱气体浓度阈值；

若所述N组电池中存在温度超过所述预设电池温度阈值的电池组、所述电池舱温度超过所述预设电池舱温度阈值、所述电池舱烟雾密度超过所述预设电池舱烟雾密度阈值或者所述电池舱气体浓度超过所述预设电池舱气体浓度阈值，则所述安保装置发出控制所述电池组开关板断开的指令，使得所述电池组开关板断开，以将能源端切断，同时所述安保装置将控制信息发送到所述电池舱气体处理控制器、所述电池舱冷却系统控制器、所述电池冷媒灌注控制器及所述电池舱灭火设施，由所述电池舱气体处理控制器、所述电池舱冷却系统控制器、所述电池冷媒灌注控制器及所述电池舱灭火设施控制各自对应的执行器实现气体处理、冷媒灌注、电池系统冷却和灭火，以控制热失控蔓延并对电池进行降温处理和灭火，保障电池舱安全。

优选地，所述电池舱火灾监测传感器包括：电池舱温度监测传感器及电池舱烟雾监测传感器；

所述电池舱温度监测传感器用于将监测的电池舱温度传输到所述安保装置；

所述电池舱烟雾监测传感器用于将监测的电池舱烟雾密度传输到所述安保装置。

优选地，所述电池组监测单元，还用于在监测的电池组的电池温度超过所述预设电池温度阈值时，发出报警信号；

所述电池舱温度监测传感器，还用于在所述电池舱温度超过所述预设电池舱温度阈值时，发出报警信号；