一种船用电池安防系统的制作方法

本发明涉及船用电池安全领域，更具体地说涉及一种船用电池安防系统。

背景技术：

1、近年来，基于化石燃料的船舶发电机由于工作情况不稳定，通过加装储能电池实现削峰填谷，并在船舶行业开展了相关的示范验证，对于新建集装箱船以及短航程内河船，也在部署纯电池推进。由于船舶本身特殊性，船用电池安全性受到了格外的关注。

2、.据统计，近年来电池火灾事故超过40次，分析原因大部分是由于热失控导致的，一般来说热失控都是由电芯、电池包、电池簇直至发生整个电池热失控从而产生火灾爆炸事故。

3、对于船用电池，一旦发生火灾爆炸事故，往往是船毁人亡，造成不可估量的损失，因此急需一种成体系的防护体统，以确保万无一失。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种船用电池安防系统。

2、本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

3、一种船用电池安防系统，包括电池系统保护模块、电池簇保护模块和电池包保护模块，

4、电池系统保护模块包括安防系统控制单元、摄像头、可燃气体探测器、烟感探测器和温度探测器；

5、安防系统控制单元对摄像头、可燃气体探测器、烟感探测器和温度探测器进行控制；

6、摄像头对明火和烟雾进行监测；

7、可燃气体探测器可对可燃气体进行监测；

8、烟感探测器对烟雾进行监测；

9、温度探测器对电池封闭空间外环境温度、电池封闭空间内环境温度和循环冷却水温度进行监测；

10、电池簇保护模块并联接入电池的直流母线，直流母线通过电连接器和连接电缆与船舶直流母线连接；

11、电池包保护模块设置温度采集单元对温度进行监测，当两个以上温度传感器监测同一电芯温度上升速度超过2℃/s时且电压降低时，则判断为热失控，装置的中央控制单元控制热失控抑制阀动作将冷却水作为消防水灌入电池包内。

12、电池安防系统设置在箱式电源内，箱式电源内设有电池包和电池管理模块，多个电池包串联设置组成电池组，电池组与电池管理模块相连接形成一个电池簇， 箱式电源内设有多个电池簇，电池管理模块与直流母线相连接。

13、电池包保护模块采用bms装置，bms采集装置设置在各电池包内，bms控制装置设置在电池管理模块内，bms采集装置与bms控制装置相连接，bms控制装置设置与中央控制单元相连接。

14、箱式电源包括电池箱体，电池箱体内设有电池舱、七氟丙烷间、电器室、控制冷却室和排烟室，电池舱内设有电池簇、摄像头、可燃气体探测器、烟感探测器和温度探测器，七氟丙烷间内设有七氟丙烷灭火系统、防火风闸、声光报警器和通信模块，电气室内设有电池管理模块，控制冷却室内设有中央控制单元和冷却装置，排烟室内设有防火风闸、排烟风机和阻火呼吸阀。

15、当可燃气体探测器监测有可燃气体存在时，安防系统控制单元开启强制排烟风机；

16、当摄像头和烟感探测器监测到有烟雾时，安防系统控制单元开启强制排烟风机；

17、当温度探测器监测电池封闭空间内部与外部的环境温差增加，安防系统控制单元启动七氟丙烷灭火装置；

18、当摄像头监测到有明火时，安防系统控制单元启动七氟丙烷灭火装置；

19、温度探测器监测电池循环冷却水温度升高时，中央控制单元加快冷却水循环速率。

20、七氟丙烷灭火装置上设置有独立的声光报警装置，当七氟丙烷预计释放时，提前触发声光报警，再启动七氟丙烷灭火装置进行释放。

21、电池系统保护模块设置有高位水箱，当电池包内温度超过设置的上限值时，热控制阀被动开启，高位水箱中的水灌入电池包内抑制热失控。

22、电池舱和电器室内设有积水探测器。

23、箱式电源内设有辅助电源系统，辅助电源系统内设有ups电源和后备铅酸蓄电池，ups电源和船舶电源相连接，后备铅酸蓄电池与ups电源相连接。

24、本发明的有益效果为：

25、一种船用电池安防系统，通过多级安全防护措施、结合主动和被动防护策略，增设有适当冗余的保护设计，最大程度保障船舶电池的使用安全，适合在船舶储能电池应用领域进行推广使用。

技术特征：

1.一种船用电池安防系统，其特征在于：包括电池系统保护模块、电池簇保护模块和电池包保护模块，

2.根据权利要求1所述的一种船用电池安防系统，其特征在于：电池安防系统设置在箱式电源内，箱式电源内设有电池包和电池管理模块，多个电池包串联设置组成电池组，电池组与电池管理模块相连接形成一个电池簇， 箱式电源内设有多个电池簇，电池管理模块与直流母线相连接。

3.根据权利要求2所述的一种船用电池安防系统，其特征在于：电池包保护模块采用bms装置，bms采集装置设置在各电池包内，bms控制装置设置在电池管理模块内，bms采集装置与bms控制装置相连接，bms控制装置设置与中央控制单元相连接。

4.根据权利要求2所述的一种船用电池安防系统，其特征在于： 箱式电源包括电池箱体，电池箱体内设有电池舱、七氟丙烷间、电器室、控制冷却室和排烟室，电池舱内设有电池簇、摄像头、可燃气体探测器、烟感探测器和温度探测器，七氟丙烷间内设有七氟丙烷灭火系统、防火风闸、声光报警器和通信模块，电气室内设有电池管理模块，控制冷却室内设有中央控制单元和冷却装置，排烟室内设有防火风闸、排烟风机和阻火呼吸阀。

5.根据权利要求4所述的一种船用电池安防系统，其特征在于：

6.根据权利要求4所述的一种船用电池安防系统，其特征在于：七氟丙烷灭火装置上设置有独立的声光报警装置，当七氟丙烷预计释放时，提前触发声光报警，再启动七氟丙烷灭火装置进行释放。

7.根据权利要求4所述的一种船用电池安防系统，其特征在于：电池系统保护模块设置有高位水箱，当电池包内温度超过设置的上限值时，热控制阀被动开启，高位水箱中的水灌入电池包内抑制热失控。

8.根据权利要求7所述的一种船用电池安防系统，其特征在于：电池舱和电器室内设有积水探测器。

9.根据权利要求4所述的一种船用电池安防系统，其特征在于： 箱式电源内设有辅助电源系统，辅助电源系统内设有ups电源和后备铅酸蓄电池，ups电源和船舶电源相连接，后备铅酸蓄电池与ups电源相连接。

技术总结
本发明提供一种船用电池安防系统，包括电池系统保护模块、电池簇保护模块和电池包保护模块，电池系统保护模块包括安防系统控制单元、摄像头、可燃气体探测器、烟感探测器和温度探测器；安防系统控制单元对摄像头、可燃气体探测器、烟感探测器和温度探测器进行控制；摄像头对明火和烟雾进行监测；可燃气体探测器可对可燃气体进行监测；烟感探测器对烟雾进行监测；温度探测器对电池封闭空间外环境温度、电池封闭空间内环境温度和循环冷却水温度进行监测。本发明的有益效果是本发明通过多级安全防护措施、结合主动和被动防护策略，增设有适当冗余的保护设计，最大程度保障船舶电池的使用安全，适合在船舶储能电池应用领域进行推广使用。

技术研发人员：安伟,张庆范,赵建平,宋莎莎,吴翌丹,何源首,王梦晓,闫宏图,尹建国,冯权,李建伟,靳卫卫
受保护的技术使用者：中海油能源发展股份有限公司安全环保分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29