[发明专利]一种电动船舶热管理系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种电动船舶热管理系统及其控制方法，其中热管理系统包括中央冷却器、内循环管路和外循环管路，外循环管路一侧连接船外河水，另一侧与中央冷却器相连，内循环管路一侧连接热负荷设备，另一侧与中央冷却器相连，此外在内循环管路上还并联有回水旁路和加热旁路；上述热管理系统能够对动力电池等热负荷设备进行加热升温或冷却降温，以此保持温度恒定。此外本发明还提供了一种针对上述热管理系统的控制方法，主要针对冷却模式下，通过管控水泵电机的运行频率，以此精准有效的维持热负荷设备的温度情况，并保障水泵电机的节能且安全地运行。

技术领域

本发明属于热管理技术领域，具体涉及一种电动船舶热管理系统及其控制方法。

背景技术

随着一系列关于船舶环保和可持续发展的政策相继发布，我国也逐渐推进船舶工业转型升级，向‘船舶电动化’发力。纯电动船，即驱动能源全部由电能供应的船舶。远洋航运多用于国与国之间的货物或人员运输，航程远、行驶环境复杂多变。对于船舶的吨位、续航能力都有极高的标准，并不适合纯电动船舶发展。相比于远洋海运，内河运输的范围小，且航线里程短。因此对于船舶的续航能力要求并不高，适合内河船舶的发展。动力电池是电动船得动力来源，具有一定得工作温度范围，高温下动力电池循环寿命减低、充放电功率受限、充电时间延长；低温下动力电池内部活性物质显著下降，电池内阻增加、充放电功率及容量明显降低，极端情况下，可导致动力电池无法充放电等情况，为了保证电池的高低温性能，需要在高温时对电池冷却，在低温时对电池进行加热。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种电动船舶热管理系统及其控制方法，用以解决电动船舶中热负荷设备的热管理问题。

本发明通过以下技术手段实现上述技术目的。

一种船舶热管理系统，其特征在于：包括中央冷却器、内循环管路和外循环管路，所述外循环管路一侧连接船外河水，另一侧与中央冷却器相连，外循环管路上串接有外循环泵组；所述内循环管路包括一条主路管道和两条旁路管道，所述主路管道一侧连接热负荷设备，另一侧连接中央冷却器，所述主路管道上串接有内循环泵组，所述旁路管道包括回水旁路和加热旁路，所述回水旁路和加热旁路均与中央冷却器相并联，其中加热旁路内串接有加热装置，加热旁路两端分别通过三通阀与主路管道相连，所述回水旁路设置在中央冷却器与加热旁路之间，回水旁路出口端与主路管道之间连接有温控三通阀。

进一步地，所述外循环管路上设有过滤器，所述过滤器设置在外循环管路取水口与外循环泵组之间。

进一步地，所述外循环泵组和内循环泵组中分别设有三台水泵，每台水泵各自配套有水泵电机，所述水泵电机为变频电机，水泵电机与智能电机管控模块相连并受其监测及控制。

进一步地，在中央冷却器外循环侧入口处设有外循环压力传感器、外循环流量计和外循环入口温度传感器，在中央冷却器外循环出口处设有外循环出口温度传感器；在热负荷设备入口处设有内循环压力传感器、内循环流量计和内循环入口温度传感器，在热负荷设备出口处设有内循环出口温度传感器和内循环出口压力传感器。

进一步地，还包括PLC，所述智能电机管控模块以及外循环压力传感器、外循环流量计、外循环入口温度传感器、外循环出口温度传感器、内循环压力传感器、内循环流量计、内循环入口温度传感器、内循环出口温度传感器、内循环出口压力传感器和温控三通阀(27)均与PLC相连并受其控制。

一种基于上述船舶热管理系统的控制方法：所述热管理系统包括加热模式和冷却模式，其中冷却模式下，中央冷却器接入内循环管路，并断开加热装置，所述外循环泵组和内循环泵组同时工作；

外循环侧，所述外循环泵组工作并对水泵电机进行PID自动调节，控制目标为温控三通阀内水温t27＝T27，其中T27为温控三通阀的阀值温度，同时当t27T27时，温控三通阀开启回水旁路并调节阀门开度大小，直至t27＝T27，当t27T27时，则温控三通阀保持回水旁路的阀门关闭；