CN220809779U - 一种新能源船电池系统的船用电池高压箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，包括：电池管理系统、高压电路结构、低压电路结构均安装于箱体的内部；电池管理系统与高压电路结构电连接；高压电路结构与低压电路结构电连接；动力接口安装于箱体的前端，且动力接口与高压电路结构通过电连接；通讯结构安装于箱体的前端，且通讯结构与低压电路结构电连接；面板操作指示设备安装于箱体的前端，面板操作指示设备与低压电路结构电连接。本装置为监测、报警和控制为一体的箱体，功能较为全面，具备良好的性能、可靠性和安全性以及人机交互性。

Description

一种新能源船电池系统的船用电池高压箱

技术领域

本实用新型涉及新能源船用电池等相关技术领域，尤其涉及一种新能源船电池系统的船用电池高压箱。

背景技术

新能源船舶凭借低能耗、零污染、低成本等优点成为整治船舶污染、实现节能减排的重要途径。新能源船舶中，电池系统是其动力系统的核心部件，而船用电池高压箱又是电池系统的主要组件之一，所以船用电池高压箱在新能源船舶动力系统方面起着必不可少的作用。

但是现有的电池高压箱不具有监测、报警以及控制等作用，使得电池高压箱的安全性能较低。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，包括：

箱体、电池管理系统、高压电路结构、低压电路结构、动力接口、通讯结构、面板操作指示设备；

所述电池管理系统、所述高压电路结构、所述低压电路结构均安装于所述箱体的内部；

所述电池管理系统与所述高压电路结构电连接；

所述高压电路结构与所述低压电路结构电连接；

所述动力接口安装于所述箱体的前端，且所述动力接口与所述高压电路结构电连接；

所述通讯结构安装于所述箱体的前端，且所述通讯结构与所述低压电路结构电连接；

所述面板操作指示设备安装于所述箱体的前端，所述面板操作指示设备与所述低压电路结构电连接。

上述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，所述动力接口包括：电池簇正极接口、电池簇负极接口、充放电正极接口、充放电负极接口；所述电池簇正极接口、所述电池簇负极接口、所述充放电正极接口、所述充放电负极接口均安装于所述箱体的前端。

上述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，所述高压电路结构包括：两隔离开关、主继电器、熔断器、电流传感器；两所述隔离开关、所述主继电器、所述熔断器、所述电流传感器均安装于所述箱体的内部，所述电池簇正极接口通过一所述隔离开关、所述主继电器、所述熔断器与所述充放电正极接口相连，所述电池簇负极接口通过另一所述隔离开关、所述电流传感器与所述充放电负极接口相连。

上述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，所述低压电路结构包括：簇管理模块；所述簇管理模块安装于所述箱体的内部，所述簇管理模块与所述主继电器、所述电流传感器均电连接。

上述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，还包括：预充继电器、预充电阻；所述预充继电器和所述预充电阻均安装于所述箱体的内部，所述预充继电器与所述预充电阻串联形成电路，所述电路并联于所述主继电器。

上述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，还包括：控制继电器；所述控制继电器安装于所述箱体的内部，且所述控制继电器与所述主继电器并联。

上述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，还包括：两温度传感器；两所述温度传感器安装于所述箱体的后端，且两所述温度传感器均与所述簇管理模块电连接。

上述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，所述通讯结构包括：一外部通讯接口、两内部通讯接口；一所述外部通讯接口与两所述内部通讯接口均安装于所述箱体的前端，且一所述外部通讯接口与两所述内部通讯接口均与所述簇管理模块电连接。

上述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，所述面板操作指示设备包括：电源按钮、投入指示灯、故障指示灯、报警蜂鸣器、内急停按钮、复位按钮以及电阻按钮；所述电源按钮、所述投入指示灯、所述故障指示灯、所述报警蜂鸣器、所述内急停按钮、所述复位按钮以及所述电阻按钮均安装于所述箱体的前端，所述电源按钮、所述投入指示灯、所述故障指示灯、所述报警蜂鸣器、所述内急停按钮、所述复位按钮以及所述电阻按钮均与所述簇管理模块电连接。

上述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，还包括：主继电器反馈；所述主继电器反馈安装于所述箱体的前端，且所述主继电器反馈与所述簇管理模块电连接。

上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：

通过对本实用新型的应用，提供了一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，通过将高压电路结构与低压电路结构分隔开，从而达到高压回路与低压回路留有足够的安全间距，且方便安装器件与走线。并且本装置为监测、报警和控制为一体的箱体，功能较为全面，具备良好的性能、可靠性和安全性以及人机交互性。

附图说明

图1为本实用新型的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱的主视图。

图2为本实用新型的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱的俯视图。

图3为本实用新型的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱的电路图。

1、电池管理系统；2、高压电路结构；3、低压电路结构；4、动力接口；5、通讯结构；6、面板操作指示设备；7、箱体；8、电池簇正极接口；9、电池簇负极接口；10、充放电正极接口；11、充放电负极接口；12、隔离开关；13、主继电器；14、熔断器；15、电流传感器；16、簇管理模块；17、预充电阻；18、预充继电器；19、控制继电器；20、温度传感器；21、外部通讯接口；22、内部通讯接口；23、电源按钮；24、投入指示灯；25、故障指示灯；26、报警蜂鸣器；27、内急停按钮；28、复位按钮；29、电阻按钮；30、主继电器反馈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图3所示，示出一种较佳实施例的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，包括：箱体7、电池管理系统1、高压电路结构2、低压电路结构3、动力接口4、通讯结构5、面板操作指示设备6。

电池管理系统1、高压电路结构2、低压电路结构3均安装于箱体7的内部；电池管理系统1与高压电路结构2电连接；高压电路结构2与低压电路结构3电连接；动力接口4安装于箱体7的前端，且动力接口4与高压电路结构2电连接；通讯结构5安装于箱体7的前端，且通讯结构5与低压电路结构3电连接；面板操作指示设备6安装于箱体7的前端，面板操作指示设备6与低压电路结构3电连接。

在实际使用过程中，电池管理系统1主要用于测量电池系统总压、电流、预充电压，检测信号输入，控制继电器输出以及上传报警信息的设备；高压电路结构2实现高压回路的通断及保护电路；低压电路结构3实现二次低压回路的通断、保护及通讯电路；动力接口4部分实现电池组端与系统母排的连接功能；通讯结构实现电池组端内部通讯及外部通讯的连接功能；面板操作指示设备6指示及告警设备部分实现电池系统的运行状态显示。

本实用新型在上述基础上还具有如下实施方式：

进一步，一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，动力接口4包括：电池簇正极接口8、电池簇负极接口9、充放电正极接口10、充放电负极接口11；电池簇正极接口8、电池簇负极接口9、充放电正极接口10、充放电负极接口11均安装于箱体7的前端。具体的，电池簇正极接口8、充放电正极接口10为橙色接口，电池簇负极接口9、充放电负极接口11为黑色接口，且具有键位防呆功能。

进一步，一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，高压电路结构2包括：两隔离开关12、主继电器13、熔断器14、电流传感器15；两隔离开关12、主继电器13、熔断器14、电流传感器15均安装于箱体7的内部，电池簇正极接口8通过一隔离开关12、主继电器13、熔断器14与充放电正极接口10相连，电池簇负极接口9通过另一隔离开关12、电流传感器15与充放电负极接口相连。具体的，高压电路结构2为主回路，主回路设有隔离开关12，再通过动力接口4连接至船用电池系统母排，具有紧急关断装置的作用。

进一步，一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，低压电路结构3包括：簇管理模块16；簇管理模块16安装于箱体7的内部，簇管理模块16与主继电器13、电流传感器15均电连接。具体的，低压电路结构3为二次回路，二次回路中由簇管理模块16来主要进行电压检测、预充检测以及电流检测，根据接收到的开入量信号，来控制继电器的吸合与断开，同时采集环境温度信。

进一步，一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，还包括：预充继电器18、预充电阻17；预充继电器18和预充电阻17均安装于箱体7的内部，预充继电器18与预充电阻17先串联，然后并联于主继电器13。具体的，预充继电器18与预充电阻17串联后与主继电器13并联，在主继电器13的主触点的前端与后端均设有电压检测，用于计算实际预充电压与电池端总压压差，当压差小于30V时，簇管理模块16将断开预充继电器18，闭合主继电器13，此时电池系统可进行充或放电。

进一步，一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，还包括：控制继电器19；控制继电器19安装于箱体7的内部，且控制继电器19与主继电器13并联。

在一个较佳的实施例中，主继电器13的反馈信号接入簇管理模块16，当主继电器13闭合时，其反馈信号由常开变为常闭，若发生主继电器13热粘连故障时，主继电器13的反馈信号会持续为常开状态，簇管理模块16即检测到主继电器异13常闭合，发出声光告警，并上传故障信息。由于主继电器13线圈为节能型，仅在闭合瞬间功率瞬间增加，闭合后低功耗运行，考虑到簇管理模块16载流能力，将控制继电器19的触头串入主继电器13线圈，以达到小继电器控制大继电器的目的。接着，为保证在实际充放电过程中电流采样的准确性以及可靠性，采用直接与簇管理模块CAN通讯的电流传感器15，由于电流传感器15供电需要DC12V供电，设有DCDC电源转换为其供电。

进一步，一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，还包括：两温度传感器20；两温度传感器20安装于箱体7的后端，且两温度传感器20均与簇管理模块16电连接。具体的，两个温度传感器20用于采集环境温度。

进一步，一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，通讯结构5包括：一个外部通讯接口21、两个内部通讯接口22；一个外部通讯接口21与两个内部通讯接口22均安装于箱体7的前端，且一个外部通讯接口21与两个内部通讯接口22均与簇管理模块16电连接。具体的，一个外部通讯接口21包含4组信号，其中1组电源信号，为DC24V电源，3组通讯信号，为CAN通讯、RS485通讯以及无源干接点信号。两个内部通讯接口22的目的是为了给电池包双路供电及通讯，属于裕度设计，其中含5组信号，其中2组电源信号，为电池包内部采样模块供电、安全模块供电，3组通讯信号，为采样模块CAN通讯、安全模块CAN通讯以及报警高电平信号。

进一步，一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，面板操作指示设备6包括：电源按钮23、投入指示灯24、故障指示灯25、报警蜂鸣器26、内急停按钮27、复位按钮28以及电阻按钮29；电源按钮23、投入指示灯24、故障指示灯25、报警蜂鸣器26、内急停按钮27、复位按钮28以及电阻按钮29均安装于箱体7的前端，电源按钮23、投入指示灯24、故障指示灯25、报警蜂鸣器26、内急停按钮27、复位按钮28以及电阻按钮29均与簇管理模块16电连接。具体的，按下电源按钮23，外部供电使得系统自启动，检测无故障时，闭合主继电器13，投入指示灯24亮起。故障指示灯25在电池管理系统检测到有任何故障均亮起。报警蜂鸣器26在二级故障以上，含二级故障时鸣叫，按下复位按钮28可进行消音。内急停按钮27用于紧急关断系统，拍下内急停按钮27后，主机电器立刻断开，使得电池簇与充放电接口达到分离的效果。

进一步，一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其中，还包括：主继电器反馈30；主继电器反馈30安装于箱体7的前端，且主继电器反馈30与簇管理模块16电连接。具体的，主继电器反馈30能够通过簇管理模块16反馈主继电器13的信息。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，包括：

箱体、电池管理系统、高压电路结构、低压电路结构、动力接口、通讯结构、面板操作指示设备；

所述电池管理系统、所述高压电路结构、所述低压电路结构均安装于所述箱体的内部；

所述电池管理系统与所述高压电路结构电连接；

所述高压电路结构与所述低压电路结构电连接；

所述动力接口安装于所述箱体的前端，且所述动力接口与所述高压电路结构电连接；

所述通讯结构安装于所述箱体的前端，且所述通讯结构与所述低压电路结构电连接；

所述面板操作指示设备安装于所述箱体的前端，所述面板操作指示设备与所述低压电路结构电连接。

2.根据权利要求1所述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，所述动力接口包括：电池簇正极接口、电池簇负极接口、充放电正极接口、充放电负极接口；所述电池簇正极接口、所述电池簇负极接口、所述充放电正极接口、所述充放电负极接口均安装于所述箱体的前端。

3.根据权利要求2所述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，所述高压电路结构包括：两隔离开关、主继电器、熔断器、电流传感器；两所述隔离开关、所述主继电器、所述熔断器、所述电流传感器均安装于所述箱体的内部，所述电池簇正极接口通过一所述隔离开关、所述主继电器、所述熔断器与所述充放电正极接口相连，所述电池簇负极接口通过另一所述隔离开关、所述电流传感器与所述充放电负极接口相连。

4.根据权利要求3所述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，所述低压电路结构包括：簇管理模块，所述簇管理模块安装于所述箱体的内部，所述簇管理模块与所述主继电器、所述电流传感器均电连接。

5.根据权利要求3所述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，还包括：预充继电器、预充电阻；所述预充继电器和所述预充电阻均安装于所述箱体的内部，所述预充继电器与所述预充电阻串联形成电路，所述电路并联于所述主继电器。

6.根据权利要求3所述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，还包括：控制继电器；所述控制继电器安装于所述箱体的内部，且所述控制继电器与所述主继电器并联。

7.根据权利要求4所述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，还包括：两温度传感器；两所述温度传感器安装于所述箱体的后端，且两所述温度传感器均与所述簇管理模块电连接。

8.根据权利要求4所述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，所述通讯结构包括：一外部通讯接口、两内部通讯接口；一所述外部通讯接口与两所述内部通讯接口均安装于所述箱体的前端，且一所述外部通讯接口与两所述内部通讯接口均与所述簇管理模块电连接。

9.根据权利要求4所述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，所述面板操作指示设备包括：电源按钮、投入指示灯、故障指示灯、报警蜂鸣器、内急停按钮、复位按钮以及电阻按钮；所述电源按钮、所述投入指示灯、所述故障指示灯、所述报警蜂鸣器、所述内急停按钮、所述复位按钮以及所述电阻按钮均安装于所述箱体的前端，所述电源按钮、所述投入指示灯、所述故障指示灯、所述报警蜂鸣器、所述内急停按钮、所述复位按钮以及所述电阻按钮均与所述簇管理模块电连接。

10.根据权利要求4所述的一种新能源船电池系统的船用电池高压箱，其特征在于，还包括：主继电器反馈；所述主继电器反馈安装于所述箱体的前端，且所述主继电器反馈与所述簇管理模块电连接。