一種使用船用儲能電源對船用儲能系統充電的方法技術方案

本發明專利技術公開了一種使用船用儲能電源對船用儲能系統充電的方法，在該方法中，船用儲能電源為船用儲能電池，即該方法用于在船用儲能電池和充電機之間建立快速充放電通道，在船用儲能電池和充電機之間實現電能的快速轉移；該方法包括控制充電機充放電的充放電控制裝置、控制船用儲能電池的電池控制裝置，所述充放電控制裝置包括充電控制器，電池控制裝置包括電池控制器；該方法包括充電電路建立階段、絕緣檢測階段、充電前準備階段、充電階段和充電結束階段。本發明專利技術所述的一種使用船用儲能電源對船用儲能系統充電的方法，使得船只在港口能快速充電、補電，提高充電功率和充電效率，可利用船只停靠等客時間對儲能電源進行補電，提高船只有效運載時間。只有效運載時間。只有效運載時間。

A method of charging marine energy storage system with marine energy storage power supply

【技術實現步驟摘要】
一種使用船用儲能電源對船用儲能系統充電的方法


[0001]本專利技術涉及充電
，特別涉及一種使用船用儲能電源對船用儲能系統充電的方法。

技術介紹

[0002]現有內河或湖泊船舶使用柴油機作為其動力系統，其缺點在于污染大、能耗高和消耗不可再生的化石能源等，成為港口乃至整個水運行業中的中大問題。
[0003]隨著我國節能減排的提出，整個內河或湖泊船運的政策落實隨之日益加劇，目前內河船只主要以生活用電改為儲能電池、港口停靠時采用岸電等等形式出現。在純電動船舶的提出，并作為一種新型的內河運輸工具，具有節省能源，安靜且不會污染水體等優點。純電動船舶的動力系統改為全電動方式，而電能儲存則采用儲能電池。純電動船舶采用儲能電源為其動力系統供電。現有的電動船基本上是在現有船體上進行改造，將動力機構改造成電動或者混動的結構，但多數是將電動機作為輔助動力。純電動的船僅在小型船只上，比如快艇之類。為了解決這一問題，將儲能電源用在大型船只上，必須要考慮充電功率和充電時間等問題。
[0004]現階段船用儲能電池充電基本沿用電動汽車充電連接方案，如岸電樁、換電模塊等方式，其充電功率小、充電時間短、人工操作復雜和專業人員限制等缺點存在。

技術實現思路

[0005]本專利技術的主要目的在于提供一種使用船用儲能電源對船用儲能系統充電的方法，提供了一種用于純電動船驅動儲能的大功率充電的方法，使得船只在港口能快速充電、補電，提高充電功率和充電效率，并降低人工操作復雜程度和人員專業限制。
[0006]為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：一種使用船用儲能電源對船用儲能系統充電的方法，在該方法中，船用儲能電源為船用儲能電池，即該方法用于在船用儲能電池和充電機之間建立快速充放電通道，在船用儲能電池和充電機之間實現電能的快速轉移；該方法包括控制充電機充放電的充放電控制裝置、控制船用儲能電池的電池控制裝置，所述充放電控制裝置包括充電控制器，電池控制裝置包括電池控制器；該方法包括充電電路建立階段、絕緣檢測階段、充電前準備階段、充電階段和充電結束階段；在充電電路建立階段，充電機的充電插頭與船用儲能電池的插座相連，然后，在充電控制器處設置充電電壓U1，充電控制器測量檢測點的電壓值U，并比較U和U1，判斷充電插頭與插座是否已完全連接，插座端電阻為R1，充電插頭端的電阻為R2；當檢測點電壓值U為時，則判斷充電插頭與插座完全連接；建立低壓輔助供電回路、直流供電回路、充電回路；在絕緣檢測階段，充電插頭與插座完全連接后，充放電控制裝置進行自檢，在此過
程中，先導通低壓輔助供電回路，之后，導通直流供電回路，接入絕緣檢測設備進行絕緣檢測，在絕緣檢測完畢后，將絕緣檢測設備以物理的方式從強電回路中分離，在自檢完成后，充放電控制裝置斷開低壓輔助供電回路，并同時開始周期發送通信握手報文；進入充電前準備階段；在充電前準備階段，電池控制裝置與充放電控制裝置匹配，電池控制裝置控制充電回路導通，充放電控制裝置檢測船用儲能電池的電壓，并在電壓正常后使直流供電回路導通；進入充電階段；在充電階段，電池控制裝置向充放電控制裝置實時發送船用儲能電池的充電需求參數，充電需求參數包括所需充電電流值；在充電階段，充放電控制裝置檢測實際充電電流值，并將實際充電電流值與所需充電電流值進行比較，獲得兩者的差值并對差值取絕對值，這個絕對值為，并根據的大小調整實際充電電流值，即，當時 最長在1s內將實際充電電流值調整到與所需充電電流值相一致；當時，最長在s內將實際充電電流值調整到與所需充電電流值相一致；為最小充電速率，且為20A/s；通過上述，充放電控制裝置根據船用儲能電池的充電需求參數實時調整實際充電電壓和實際充電電流；此外，電池控制裝置和充放電控制裝置還相互發送各自的狀態信息；在充電結束階段，電池控制裝置根據船用儲能電池是否達到滿充狀態或是否收到充電機中止充電報文來判斷是否結束充電；在滿足以上充電結束條件時，電池控制裝置開始周期發送電池控制裝置中止充電報文，在確認充電電流變為小于5A后斷開充電回路；當達到操作人員設定的充電結束條件或收到電池控制裝置中止充電報文后，充放電控制裝置周期發送充電機中止充電報文，并控制充電機停止充電以不小于100A/s 的速率減小充電電流，當充電電流小于或等于5A時，斷開直流供電回路；當操作人員實施了停止充電指令時，充放電控制裝置開始周期發送充電機中止充電報文，并控制充電機停止充電，在確認充電電流變為小于5A后斷開直流供電回路，然后再斷開低壓輔助供電回路。
[0007]優選的，在充電階段，如果充放電控制裝置出現不能繼續充電的故障，則向船用儲能電池周期發送充電機中止充電報文，并控制充電機停止充電，并在100ms內斷開直流供電回路、低壓輔助供電回路。
[0008]優選的，在充電階段，如果船用儲能電池出現不能繼續充電的故障，則向充放電控制裝置發送電池中止充電報文，并在300ms內斷開充電回路。
[0009]優選的，在充電階段，充放電控制裝置如發生通訊超時，則充電機停止充電，并在10s內斷開直流供電回路、充電回路；充放電控制裝置發生3次通訊超時即確認通訊中斷，則充電機停止充電，應在10s內斷開直流供電回路、低壓輔助供電回路、充電回路。
[0010]優選的，在充電階段，充放電控制裝置通過對檢測點的電壓進行檢測，如果判斷充電接口由完全連接變為斷開，則控制充電機停止充電，并在100ms內斷開直流供電回路、低壓輔助供電回路。
[0011]優選的，在充電階段，充電機輸出電壓若大于船用儲能電池最高允許充電總電壓，則充電機在1s內停止充電，并斷開直流供電回路、低壓輔助供電回路。
[0012]優選的，在絕緣檢測階段，絕緣檢測設備為設置在充電機端的IMD電路，即絕緣檢測電路，負責絕緣檢查；絕緣檢測設備測試充電直流回路DC+ 、PE之間的絕緣電阻值以及 DC
??
、PE之間的絕緣電阻值，并將兩個絕緣電阻值中的最小值設為R，當視為安
全；時，宜進行絕緣異常報警，但仍可正常充電；視為絕緣故障，應停止充電。
[0013]與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：1、通過使用本方法，在內河船只的驅動儲能系統一般都是幾兆瓦或十幾兆瓦的較大型儲能電源，其在港口停靠時間有限，快速充電可以保證正常輔助供電和驅動儲能的補電，甚至在換電過程中也可在數小時內完成對該系統的充電。
[0014]2、在湖泊渡船上，采用本充電方法，可以利用船只停靠等客時間對儲能電源進行補電，提高船只利用率和有效運載時間。
[0015]3、高電壓、大電流的充電方式可以滿足幾十兆瓦或者更大型的船用儲能電源的充電，以減少充電時間。
[0016]4、可靠的連接方式和嚴密的控制邏輯保證填補了在大型船用儲能電源充電方式的空白。
附圖說明
[0017]圖1為本專利技術一種使用船用儲能電源對船用儲能系統充電的方法的整體結構圖；圖2為本專利技術中非正常條件下充電結束的判斷流程圖；圖3為本專利技術中非正常充電的流程圖。
具體實施方式
[0018]為使本本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種使用船用儲能電源對船用儲能系統充電的方法，其特征在于，在該方法中，船用儲能電源為船用儲能電池，即該方法用于在船用儲能電池和充電機之間建立快速充放電通道，在船用儲能電池和充電機之間實現電能的快速轉移；該方法包括控制充電機充放電的充放電控制裝置、控制船用儲能電池的電池控制裝置，所述充放電控制裝置包括充電控制器，電池控制裝置包括電池控制器；該方法包括充電電路建立階段、絕緣檢測階段、充電前準備階段、充電階段和充電結束階段；在充電電路建立階段，充電機的充電插頭與船用儲能電池的插座相連，然后，在充電控制器處設置充電電壓U1，充電控制器測量檢測點的電壓值U，并比較U和U1，判斷充電插頭與插座是否已完全連接，插座端電阻為R1，充電插頭端的電阻為R2；當檢測點電壓值U為時，則判斷充電插頭與插座完全連接；建立低壓輔助供電回路、直流供電回路、充電回路；在絕緣檢測階段，充電插頭與插座完全連接后，充放電控制裝置進行自檢，在此過程中，先導通低壓輔助供電回路，之后，導通直流供電回路，接入絕緣檢測設備進行絕緣檢測，在絕緣檢測完畢后，將絕緣檢測設備以物理的方式從強電回路中分離，在自檢完成后，充放電控制裝置斷開低壓輔助供電回路，并同時開始周期發送通信握手報文；進入充電前準備階段；在充電前準備階段，電池控制裝置與充放電控制裝置匹配，電池控制裝置控制充電回路導通，充放電控制裝置檢測船用儲能電池的電壓，并在電壓正常后使直流供電回路導通；進入充電階段；在充電階段，電池控制裝置向充放電控制裝置實時發送船用儲能電池的充電需求參數，充電需求參數包括所需充電電流值；在充電階段，充放電控制裝置檢測實際充電電流值，并將實際充電電流值與所需充電電流值進行比較，獲得兩者的差值并對差值取絕對值，這個絕對值為，并根據的大小調整實際充電電流值，即，當時，最長在1s內將實際充電電流值調整到與所需充電電流值相一致；當時，最長在s內將實際充電電流值調整到與所需充電電流值相一致；為最小充電速率，且為20A/s；通過上述，充放電控制裝置根據船用儲能電池的充電需求參數實時調整實際充電電壓和實際充電電流；此外，電池控制裝置和充放電控制裝置還相互發送各自的狀態信息；在充電結束階段，電池控制裝置根據船用儲能電池是否達到滿充狀態或是否收到充電機中止充電報文來判斷是否結束充電；在滿足以上充電結束條件時，電池控制裝置開始周期發送電池控制裝置中止充電報文，在確認充電電流變為小于5A后斷開充電回...

【專利技術屬性】
技術研發人員：雷定鵬，肖志強，曾文橋，李宗毅，蔣琪，楊蒙，
申請(專利權)人：成都特隆美儲能技術有限公司，
類型：發明
國別省市：