[实用新型]船舶电池系统供配电装置

说明书

本实用新型涉及一种船舶电池系统供配电装置，包括一个主控制器和与电池组相同个数的供配电模块，船舶直流电网与若干个电池组之间通过船舶电池系统供配电装置连接；主控制器接收来自能量管理系统的控制信号，转化电池系统运行模式，任意电池组接入或脱离船舶直流电网前，主控制器控制模块控制器启动调整功能，将设定电池系统输出电压值Vf和船舶直流电网电压值保持一致，然后模块控制器控制充电直流接触器和放电直流接触器合或分闸，将电池组并入或脱离船舶直流电网；本实用新型保证电池组可靠和平滑并入船舶直流电网；在电池组各种故障情况下，采用不同的控制策略，满足船舶系统运行的需求，有效保证船舶电池系统的安全性、可靠性和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及一种船舶船舶电池系统供配电技术，特别涉及一种船舶电池系统供配电装置。

背景技术

随着国家对环境保护的重视，以及电池技术和船舶直流组网技术的不断完善，推动了新能源船舶市场的大力发展。正常使用情况下，船舶电池动力系统表现优良，具有较好的操纵性、维护方便、经济性好、污染物排放少等优点。

目前，典型的船舶电池组方案1由10个电池包串联组成，单电池包由20 个电池单体串联组成，电池组电压640伏，电池组功率约为150kWh；典型的船舶电池组方案2由20个电池包串联组成，单电池包由10个电池单体组成串联组成，电池组电压640伏，电池组功率约为150kWh。典型船电池系统由2～50 组电池组，共300～7500kWh电量

在一些情况下：情况一、出现电池单体故障，旁路该电池单体，该电池组总电压低于其他电池组；情况二、因为电池一致性问题，导致各电池组的电压不一致；情况三、出现电池包故障，旁路该电池包，该电池组总电压低于其他电池组；情况四、某一电池组电荷状态SOC与其他电池组电荷状态SOC有一定的差值，导致该电池组电压低于其他电池组；情况五、当电池组内电池发生过流、温度高、压差过大和温差过大等情况时，只能直接断开充电直流接触器和放电直流接触器；上述情况一至四将直接导致电池组电压低于其他电池组时无法接入船舶直流电网，如果强性接入可能对电池和电池组保护元器件造损伤，还有极端情况将可能造成船舶直流电网失电。情况五的发生将导致船舶失去一组电池组。

发明内容

本实用新型是针对现有船舶电池组并入船舶直流电网运行时存在的问题，提出了一种船舶电池系统供配电装置，通过供配电装置平衡直流网与电池之间的电压平衡。

本实用新型的技术方案为：一种船舶电池系统供配电装置，包括一个主控制器和与电池组相同个数的供配电模块，船舶直流电网与若干个电池组之间通过船舶电池系统供配电装置连接；

主控制器接收船舶直流电网的能量管理系统的电池系统控制信号，主控制器输出控制模式信号到各个供配电模块，主控制器将电池系统运行状态和各电池组信息发送给能量管理系统，能量管理系统用来调度船舶直流电网；

每个供配电模块包括双向直流变换器、模块控制器、充电直流接触器、放电直流接触器、负极直流接触器、两个二极管、两个快速熔断器、两路电压采集传感器和一路电流采集传感器；船舶直流电网与每个电池组之间通过双向直流变换器连接，船舶直流电网正极与双向直流变换器正极之间串连正极快速熔断器、放电直流接触器和充电直流接触器，放电直流接触器和充电直流接触器两端均并联单向二极管，船舶直流电网负极与双向直流变换器负极之间串连负极快速熔断器、负极直流接触器；供配电模块的模块控制器接收两个电压传感器采集的船舶直流电网端电压和电池组端电压信号，接收流入供配电模块的电流传感器的信号，供配电模块中的模块控制器控制充电直流接触器、放电直流接触器和负极直流接触器的分合闸来控制船舶直流电网与各个电池组之间的供电状态。

所述船舶电池系统供配电装置，主控制器采用冗余的电源供电，主控制器与船舶直流电网的能量管理系统之间有通讯和硬线接口，主控制器与能量管理系统之间采用Profinet通讯，主控制器和各个供配电模块之间有通讯和硬线接口，供配电模块中的模块控制器和双向直流变换器、电池包的信号采集元进行通讯，通讯协议为CAN通讯协议。