本申请公开了一种针对大容量电动船的充放电控制系统，该控制系统包括：用于对电动船电池组充电的岸基充电装置、用于检测电动船是否与岸基充电装置对接的检测装置以及包括执行层和控制层的能量管理系统，其中，执行层包括多个并联的DC/DC双向变换装置，以连接直流母线和至少一组并联的电池组，控制层的采集单元采集电池组的电池状态信息，以便主控制器根据电池状态信息，确定多个并联的DC/DC双向变换装置的最大总放电电流以及电池组的放电电流，并在当判定电动船与岸基充电装置对接时，根据电池状态信息，确定多个并联的DC/DC双向变换装置的最大总充电电流以及电池组的充电电流。通过本申请中的技术方案，优化电动船中多簇电池组的充放电控制策略。多簇电池组的充放电控制策略。多簇电池组的充放电控制策略。
【技术实现步骤摘要】
一种针对大容量电动船的充放电控制系统
[0001]本申请涉及电动船的
，具体而言，涉及一种针对大容量电动船的充放电控制系统。
技术介绍
[0002]随着我国新能源领域技术的不断发展，特别是中国船级社于2015年发布太阳能光伏系统及磷酸铁锂电池系统检验指南，标志着新能源船舶的发展进入了快速发展的阶段。
[0003]而由于船舶动力需求较大，为保证新能源船舶的正常的运营，新能源船舶所需电池容量都较大，如2018年武汉300客位全电动客船电池容量达到2300kWh，2018年宜昌交运“两坝一峡”游船电池容量达到7500kWh，因此，需要将多簇电池组进行并联。
[0004]而现有技术中，对于电池的充放电管理控制策略通常是针对单一电池组进行的，并未考虑多簇电池组的过充过放问题，也未考虑因电动船的特殊航行环境，如水域流速、风向风速，导致后端负载产生的波动对电动船充放电系统造成的影响。
[0005]同时，由于电动船中采用多簇电池组并联的方式，为了降低电动船的生产制造成本，通常需要多簇电池组共用一个DC/DC充放电控制装置，因此，当一个DC/DC充放电控制装置下的多簇电池组中的一组发生故障时，其余电池组将会产生过流现象，导致整个DC/DC充放电控制装置停止工作，影响电动船的正常运行。
技术实现思路
[0006]本申请的目的在于：优化电动船中多簇电池组的充放电控制策略，提高电动船航行的安全可靠性，便于实现能量管理。
[0007]本申请的技术方案是：提供了一种针对大容量电动船的充放电控制系统，电动船上设置有直流母线和多簇电池组，多簇电池组并联于直流母线，电池组用于对电动船供电，控制系统包括：岸基充电装置、检测装置以及能量管理系统；检测装置用于检测电动船是否与岸基充电装置对接，岸基充电装置用于对电池组充电，能量系统包括：执行层和控制层；执行层包括多个并联的DC/DC双向变换装置，DC/DC双向变换装置的一端连接于直流母线，DC/DC双向变换装置的另一端连接于至少一组并联的电池组，DC/DC双向变换装置用于调整电池组的充电电流和放电电流；控制层包括采集单元和主控制器，采集单元电连接于主控制器的输入端，采集单元用于采集电池组的电池状态信息，主控制器电连接于DC/DC双向变换装置的控制端，主控制器用于根据电池状态信息，确定多个并联的DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，并根据最大总放电电流，确定与DC/DC双向变换装置连接的电池组的放电电流，主控制器还用于当判定电动船与岸基充电装置对接时，根据电池状态信息，确定多个并联的DC/DC双向变换装置的最大总充电电流，并根据最大总充电电流，确定与DC/DC双向变换装置连接的电池组的充电电流。
[0008]上述任一项技术方案中，进一步地，执行层包括逆变电源、推进逆变器，逆变电源的一端连接于直流母线，逆变电源的另一端连接于电动船的第一用电单元，推进逆变器的
一端连接于直流母线，推进逆变器的另一端连接于电动船的第二用电单元，电池状态信息包括剩余电荷，主控制器用于根据电池状态信息，确定多个并联的DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，具体包括：当判定剩余电荷大于电荷阈值时，根据逆变电源和推进逆变器的额定功率，确定最大总放电电流；当判定剩余电荷小于或等于电荷阈值时，将逆变电源的工作模式设定为卸载模式，将推进逆变器的工作模式设定为功率限制模式，根据卸载模式下逆变电源的第一功率和功率限制模式下推进逆变器的第二功率，确定最大总放电电流。
[0009]上述任一项技术方案中，进一步地，电池状态信息还包括电池组安时，主控制器根据电池状态信息，确定多个并联的DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，具体包括：步骤11，当判定电池组的安时大于第一阈值时，则将第一阈值确定为DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，其中，第一阈值为放电电流计算值和DC/DC双向变换装置的额定放电电流中的较小值，放电电流计算值由逆变电源和推进逆变器的功率确定；步骤12，当判定电池组的安时小于或等于第一阈值且大于第二阈值时，则根据第二阈值与DC/DC双向变换装置下挂载的电池组组数的乘积，确定DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，其中，第二阈值为第一阈值与电池组总数的比值；步骤13，当判定电池组的安时小于或等于第二阈值时，则根据电池组的安时与DC/DC双向变换装置下挂载的电池组组数的乘积，确定DC/DC双向变换装置的最大总放电电流。
[0010]上述任一项技术方案中，进一步地，电池状态信息还包括电池组安时，主控制器根据电池状态信息，确定多个并联的DC/DC双向变换装置的最大总充电电流，具体包括：步骤21，当判定电池组安时大于第三阈值时，则将第三阈值确定为DC/DC双向变换装置的最大总充电电流，其中，第三阈值为充电电流计算值和DC/DC双向变换装置的额定充电电流中的较小值，充电电流计算值由岸基充电装置的额定功率与直流母线的母线电压确定。
[0011]上述任一项技术方案中，进一步地，主控制器根据电池状态信息，确定多个并联的DC/DC双向变换装置的最大总充电电流，具体还包括：步骤22，当判定电池组安时小于或等于第三阈值且大于第四阈值时，则根据第四阈值与DC/DC双向变换装置下挂载的电池组组数的乘积，确定DC/DC双向变换装置的最大总充电电流，其中，第四阈值为第三阈值与电池组总数的比值；步骤23，当判定电池组安时小于第四阈值时，则根据电池组的安时与DC/DC双向变换装置下挂载的电池组组数的乘积，确定DC/DC双向变换装置的最大总充电电流。
[0012]上述任一项技术方案中，进一步地，电池状态信息还包括支路故障信息，主控制器根据电池状态信息，确定多个并联的DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，具体包括：根据支路故障信息，统计电池组中故障电池数量；根据故障电池数量、电池组总数、电池组的允许放电电流，确定预计放电电流；当判定预计放电电流大于DC/DC双向变换装置的额定放电电流时，将额定放电电流记作故障状态下DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，否则，将预计放电电流记作故障状态下DC/DC双向变换装置的最大总放电电流。
[0013]上述任一项技术方案中，进一步地，控制系统还包括监控层，监控层包括：第一显示器，第二显示器；第一显示器设置于电动船的机舱；第二显示器设置于电动船的集控室。
[0014]上述任一项技术方案中，进一步地，控制层还包括：从控制器；从控制器电连接于主控制器与DC/DC双向变换装置之间，从控制器与主控制器之间采用实时网络通讯。
[0015]本申请的有益效果是：
[0016]本申请中的技术方案，针对大容量电动船中多簇电池组的充放电控制策略进行了
优化，分别对不同工作模式下电池组的充放电状态、电池组系统的充放电电流方向、电池组系统的充放电电流大小进行了单独的控制，提高电动船航行放电以及靠岸充电的安全可靠性，便于实现能量管理。
[0017]在本申请的一个优选实现方式中，为了进一步优化充放电控制策略，引入了电池状态信息，以确定多个并联的所述DC本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种针对大容量电动船的充放电控制系统，其特征在于，所述电动船上设置有直流母线和多簇电池组，多簇所述电池组并联于所述直流母线，所述电池组用于对所述电动船供电，所述控制系统包括：岸基充电装置、检测装置以及能量管理系统；所述检测装置用于检测所述电动船是否与所述岸基充电装置对接，所述岸基充电装置用于对所述电池组充电，所述能量系统包括：执行层和控制层；所述执行层包括多个并联的DC/DC双向变换装置，所述DC/DC双向变换装置的一端连接于所述直流母线，所述DC/DC双向变换装置的另一端连接于至少一组并联的所述电池组，所述DC/DC双向变换装置用于调整所述电池组的充电电流和放电电流；所述控制层包括采集单元和主控制器，所述采集单元电连接于所述主控制器的输入端，所述采集单元用于采集所述电池组的电池状态信息，所述主控制器电连接于所述DC/DC双向变换装置的控制端，所述主控制器用于根据所述电池状态信息，确定多个并联的所述DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，并根据所述最大总放电电流，确定与所述DC/DC双向变换装置连接的电池组的放电电流，所述主控制器还用于当判定所述电动船与所述岸基充电装置对接时，根据所述电池状态信息，确定多个并联的所述DC/DC双向变换装置的最大总充电电流，并根据所述最大总充电电流，确定与所述DC/DC双向变换装置连接的电池组的充电电流。2.如权利要求1所述的针对大容量电动船的充放电控制系统，其特征在于，所述执行层包括逆变电源、推进逆变器，所述逆变电源的一端连接于所述直流母线，所述逆变电源的另一端连接于所述电动船的第一用电单元，所述推进逆变器的一端连接于所述直流母线，所述推进逆变器的另一端连接于所述电动船的第二用电单元，所述电池状态信息包括剩余电荷，所述主控制器用于根据所述电池状态信息，确定多个并联的所述DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，具体包括：当判定所述剩余电荷大于电荷阈值时，根据所述逆变电源和所述推进逆变器的额定功率，确定所述最大总放电电流；当判定所述剩余电荷小于或等于所述电荷阈值时，将所述逆变电源的工作模式设定为卸载模式，将所述推进逆变器的工作模式设定为功率限制模式，根据所述卸载模式下所述逆变电源的第一功率和所述功率限制模式下所述推进逆变器的第二功率，确定所述最大总放电电流。3.如权利要求2所述的针对大容量电动船的充放电控制系统，其特征在于，所述电池状态信息还包括电池组安时，所述主控制器根据所述电池状态信息，确定多个并联的所述DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，具体包括：步骤11，当判定所述电池组的安时大于第一阈值时，则将所述第一阈值确定为所述DC/DC双向变换装置的最大总放电电流，其中，所述第一阈值为放电电流计算值和所述DC/DC双向变换装置的额定放电电流中的较小值，所述放电电流计算值由所述逆变电源和所述推进逆变器的功率确定；步骤12，当判定所述电池组的安时小于或等于所述第一阈值且大于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张泽宇，胡国昭，郑雪筠，夏叶亮，尹文龙，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：
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