CN103723263A - 一种混合动力电力推进船舶锂电池温度控制*** - Google Patents

一种混合动力电力推进船舶锂电池温度控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***，包括输水单元、输气单元和控制单元，输水单元控制锂电池组的温度，输气单元控制蓄热水箱的温度，控制单元包括控制器、电磁阀和温度传感器，温度传感器将温度信号传送至控制器，控制器控制电磁阀的开通与闭合，调节输水和输气。本发明混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***，运用船舶航行时的水资源冷却降低锂电池组温度，并可以结合柴油机发电运行时的废气来加热蓄热水箱里的水，进而加热提升锂电池组温度，本***合理利用柴油机废热，节能环保；采用本发明的控制***使得锂电池组的升温与降温过程中温度控制精确，保证锂电池组的正常工作，***结构简单，容易实现。

Description

一种混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***
技术领域
本发明涉及电池温度控制技术领域，具体地说，是一种混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***。
背景技术
在世界节能减排的背景下，混合动力电力推进船舶成为一种发展趋势，是由传统能源船舶推进方式向纯电力船舶推进方式转变的过渡。其拥有锂电池以及柴油发电机组两套能源提供装置。锂电池在混合动力电力推进船舶中起着重要的作用，研究表明锂电池可用含量比率以及库伦效率都与温度有着极其密切的关系，低于或高于其最佳使用温度将大大降低电池使用效率，甚至损坏电池。专利CN200610155969.1公布了一种用于混合动力汽车的电池热控制装置，其采用冷却水以及电加热方法对电池进行温度控制，但该方法受到汽车使用工况限制，不适合大型船舶锂电池的温度控制且其电加热的方法仍然需要消耗电能，只具有一定的环保效果。专利CN201310307942.X公布了一种混合动力船锂电池自流冷却装置，该装置有效的利用船舶航行时的水资源用于电池冷却，并具有一定的节能减排效果，但其在加热环节部分对保温箱的使用不够节能，且占用空间大，升温过程温度控制不精确。关于本发明的混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***，目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***，包括输水单元、输气单元和控制单元；
所述输水单元包括输水管一、蓄热水箱、输水管二和排水管，所述输水管一连接蓄热水箱的入水口，所述输水管二的一端连接蓄热水箱的出水口，输水管二的另一端连接排水管，所述的输水管二缠绕在锂电池组外周；
所述输气单元包括柴油机、排气管一、输气管和排气管二，所述排气管一和输气管均连接于柴油机，所述的输气管缠绕在蓄热水箱外周，输气管的出气口连接排气管二；
所述控制单元包括控制器、六个电磁阀和两个温度传感器，两个温度传感器将温度信号传送至控制器，控制器控制六个电磁阀的开通与闭合；其中，第一温度传感器贴设于锂电池组表面，第二温度传感器设在蓄热水箱上，电磁阀一设在排气管一上，电磁阀二设在输气管的入口处，电磁阀三设在输水管一上，电磁阀四设在排气管二上，电磁阀五设在输水管二的入口处，电磁阀六设在排水管上。
进一步地，所述的输水单元还包括一总水箱，通过抽水管将水资源中的水储存至总水箱，所述的输水管一连接总水箱和蓄热水箱。
优选地，所述的六个电磁阀均为单向电磁阀。
当锂电池组温度正常时，输水单元不工作，柴油机正常排放废气；当锂电池组温度高于正常工作温度时，输水单元工作，给锂电池组降温，柴油机正常排放废气，不加热蓄热水箱；当锂电池组温度低于正常工作温度时，输水单元工作，同时柴油机的废气给蓄热水箱加热，进而提升锂电池组温度。
本发明优点在于：
1、本发明混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***，运用船舶航行时的水资源冷却降低锂电池组温度，并可以结合柴油机发电运行时的废气来加热蓄热水箱里的水，进而加热提升锂电池组温度，本***合理利用柴油机废热，节能环保；
2、采用本发明的控制***使得锂电池组的升温与降温过程中温度控制精确，保证锂电池组的正常工作，***结构简单，容易实现。
附图说明
附图1是本发明混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***的结构示意图。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1.锂电池组                          2.控制器
3.总水箱                            4.蓄热水箱
5.柴油机                            6.水资源
7.抽水管                            8.输水管一
9.输水管二                          10.排水管
11.排气管一                         12.输气管
13.排气管二                         14.第一温度传感器
15.第二温度传感器                   16.电磁阀一
17.电磁阀二                         18.电磁阀三
19.电磁阀四                         20电磁阀五
21.电磁阀六。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
请参照图1，图1是混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***的结构示意图。该***大体上包括三个单元：输水单元、输气单元和控制单元。
所述输水单元包括输水管一8、蓄热水箱4、输水管二9和排水管10。输水管一8连接蓄热水箱4的入水口，输水管二9的一端连接蓄热水箱4的出水口，输水管二9的另一端连接排水管10。输水管二9缠绕在锂电池组1外周。输水单元还包括一总水箱3，通过抽水管7将水资源6中的水储存至总水箱3，输水管一8连接总水箱3和蓄热水箱4。
所述输气单元包括柴油机5、排气管一11、输气管12和排气管二13。排气管一11和输气管12均连接于柴油机5。输气管12缠绕在蓄热水箱4外周，输气管12的出气口连接排气管二13。
所述控制单元包括控制器2、电磁阀一16、电磁阀二17、电磁阀三18、电磁阀四19、电磁阀五20、电磁阀六21、第一温度传感器14和第二温度传感器15。第一温度传感器14贴设于锂电池组1表面，第二温度传感器15设在蓄热水箱4上，它们分别将锂电池组1和蓄热水箱4的温度信号传送至控制器2，控制器2根据内设程序控制六个电磁阀的开通与闭合。电磁阀一16设在排气管一11上，电磁阀二17设在输气管12的入口处，电磁阀三18设在输水管一8上，电磁阀四19设在排气管二13上，电磁阀五20设在输水管二9的入口处，电磁阀六21设在排水管10上。所有电磁阀均可为单向电磁阀，控制气体和水的单向流动。
设定锂电池组1的正常工作温度T的范围为Tmin≤T≤Tmax，该温控***的运行原理如下：
（1）当锂电池组1温度正常时，即Tmin≤T≤Tmax时，控制器2关闭电磁阀二17和电磁阀三18，打开电磁阀一16，柴油机5正常排放废气；其他电磁阀处于自然状态。
（2）当锂电池组1温度T＞Tmax时，控制器2关闭电磁阀二17，打开电磁阀一16、电磁阀三18、电磁阀四19、电磁阀五20和电磁阀六21；柴油机5正常排放废气，且输气管12内的气体可排出，不加热蓄热水箱4；总水箱3内的冷水通过输水管一8和蓄热水箱4迅速进入输水管二9，给锂电池组1降温，水最后从排水管10排出；第一温度传感器14实时将锂电池组1的温度信号传给控制器2，控制器2还可以控制电磁阀五20和电磁阀六21的流量大小。
（3）当锂电池组1温度T＜Tmin时，控制器2打开电磁阀三18，关闭电磁阀五20，给蓄热水箱4注水，同时关闭电磁阀一16，打开电磁阀二17和电磁阀四19，让柴油机5的废气给蓄热水箱4加热；当第二温度传感器15检测到水温高于Tmin时，控制器2打开电磁阀五20，关闭电磁阀六21，热水给锂电池组1加热；控制器2根据温度信号还可以控制电磁阀三18、电磁阀五20、电磁阀六21的流量大小，利用废气持续加热。
本发明混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***，运用船舶航行时的海水、河水或湖泊水资源冷却降低锂电池组1温度，并可以结合柴油机5发电运行时的废气来加热蓄热水箱4里的水，进而加热提升锂电池组1温度，本***合理利用柴油机5的废热，节能环保。采用本发明的控制***使得锂电池组1升温与降温过程中温度控制精确，保证锂电池组1的正常工作，***结构简单，容易实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***，其特征在于，包括输水单元、输气单元和控制单元；
所述输水单元包括输水管一、蓄热水箱、输水管二和排水管，所述输水管一连接蓄热水箱的入水口，所述输水管二的一端连接蓄热水箱的出水口，输水管二的另一端连接排水管，所述的输水管二缠绕在锂电池组外周；
所述输气单元包括柴油机、排气管一、输气管和排气管二，所述排气管一和输气管均连接于柴油机，所述的输气管缠绕在蓄热水箱外周，输气管的出气口连接排气管二；
所述控制单元包括控制器、六个电磁阀和两个温度传感器，两个温度传感器将温度信号传送至控制器，控制器控制六个电磁阀的开通与闭合；其中，第一温度传感器贴设于锂电池组表面，第二温度传感器设在蓄热水箱上，电磁阀一设在排气管一上，电磁阀二设在输气管的入口处，电磁阀三设在输水管一上，电磁阀四设在排气管二上，电磁阀五设在输水管二的入口处，电磁阀六设在排水管上。
2.根据权利要求1所述的混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***，其特征在于，所述的输水单元还包括一总水箱，通过抽水管将水资源中的水储存至总水箱，所述的输水管一连接总水箱和蓄热水箱。
3.根据权利要求1所述的混合动力电力推进船舶锂电池温度控制***，其特征在于，所述的六个电磁阀均为单向电磁阀。
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