带有进水和冲击检测的船用电池制造技术

本发明专利技术提供了一种被配置为向水上交通工具负载提供能量的船用电池系统。该船用电池系统包括电池、被配置为至少部分封装电池的外壳、被配置为检测外壳内温度信息的温度传感器、被配置为检测外壳内压力信息的压力传感器、以及联接到温度传感器和压力传感器的控制器。控制器被配置为从温度传感器接收温度信息、从压力传感器接收压力信息、基于对温度信息和压力信息的比较来确定是否已经发生了外壳破裂状况、并且响应于确定已经发生了外壳破裂状况来执行外壳破裂缓解措施。裂状况来执行外壳破裂缓解措施。裂状况来执行外壳破裂缓解措施。

【技术实现步骤摘要】
带有进水和冲击检测的船用电池


[0001]本公开涉及用于船舶的电池系统，并且更具体地，涉及用于检测不利的船用电池状况的系统和方法。

技术介绍

[0002]美国专利No.10，326，124公开了一种用于从电池壳体或电池隔板中去除水的装置，其包括具有多个毛细管和用于产生电场的电极的主体以及用于控制电场以通过毛细管去除水的控制装置，以及一种电池壳体、电池隔板、电池系统、车辆、方法、计算机程序和计算机程序产品。
[0003]美国专利公布No.2015/0357845公开了一种电池管理系统。壳体可以包含电动机、电联接到电动机的电池、和被配置为检测壳体内的有害环境状况的传感器中的一个或更多个。这种传感器能够检测潜在的有害状况，包括但不限于烟雾、热量、水或冲击。电路可以联接到所述至少一个传感器并且被配置为当传感器检测到有害环境状况时将电池与电机断联并且对电池放电。如果检测到盒子的内部环境有潜在问题，则电池盒能够有效地与主输出断开，从而禁用电机。此外，储存在电池中的能量可以缓慢并且安全地放电。在一些实施例中，当检测到盒子的内部环境有潜在问题时，电池可以被放电并且永久被禁用。说明性实施例公开了在机动船只中实施的电池管理系统。
[0004]美国专利公布No.2013/0017421公开了一种电池系统，该电池系统监测电池的状态并且确保对电池单元、电池组或外壳、或容纳电池的车辆的安全产生不利影响的一系列事件下的安全状况。响应于安全事件，电池系统提供一个或更多个响应以固定电池、断开电池、灭火、或维持安全温度。一旦检测到安全事件，控制器相应地激活安全装置以确保安全状况。
[0005]上述专利和专利公布通过引用其整体结合于此。

技术实现思路

[0006]提供该概述是为了介绍下文在详细描述中进一步描述的一些概念。该概述不旨在识别要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制要求保护的主题的范围。
[0007]根据本公开的一种实施方式，提供了一种被配置为向水上交通工具负载提供能量的船用电池系统。该船用电池系统包括电池、被配置为至少部分封装电池的外壳、被配置为检测外壳内温度信息的温度传感器、被配置为检测外壳内压力信息的压力传感器、以及联接到温度传感器和压力传感器的控制器。该控制器被配置为从温度传感器接收温度信息、从压力传感器接收压力信息、基于对温度信息和压力信息的比较来确定是否已经发生了外壳破裂状况、并且响应于确定已经发生了外壳破裂状况来执行外壳破裂缓解措施。
[0008]根据本公开的另一实施方式，提供了一种用于水上交通工具的动力储存系统。该动力储存系统包括被配置为向水上交通工具负载提供能量的多个船用电池系统。每个船用电池系统包括电池、被配置为至少部分封装电池的外壳、以及被配置为检测外壳内的加速
度数据的加速计。该动力储存系统进一步包括联接到每个船用电池系统的控制器。该控制器被配置为从每个船用电池系统接收加速度信息、基于对来自每个船用电池系统的加速度信息的比较来确定是否已经发生了异常加速度状况、并且响应于确定已经发生了异常加速度状况来执行加速度缓解措施。
[0009]根据本公开的又一实施方式，提供了一种用于操作被配置为向水上交通工具负载提供能量的船用电池的方法。该方法包括在用于船用电池的电池管理系统处接收来自位于用于船用电池的电池外壳中的压力传感器的压力信息、在电池管理系统处接收来自位于电池外壳中的温度传感器的温度信息、以及在电池管理系统处比较压力信息和温度信息。该方法进一步包括在电池管理系统处基于对压力信息和温度信息的比较来确定是否已经发生了外壳破裂状况。
附图说明
[0010]参考下面的附图描述本公开。在所有附图中，相同的数字用于表示相似的特征和相似的部件。
[0011]图1是示出了根据本公开的示例性实施方式的包括船用电池系统的船舶的框图；
[0012]图2是用于检测外壳破裂或减压阀故障的过程的流程图，该过程可以由图1的船用电池系统执行；
[0013]图3是用于检测水侵入状况的过程的流程图，该过程可以由图1的船用电池系统执行；
[0014]图4是用于检测加速度损坏状况的过程的流程图，该过程可以由图1的船用电池系统执行；
[0015]图5是用于检测错误的电池定向状况的过程的流程图，该过程可以由图1的船用电池系统执行；
[0016]图6是示出了根据本公开的示例性实施方式的可以在船舶中使用的另一种船用电池系统的框图；
[0017]图7是用于检测不正确的安装定向状况的过程的流程图，该过程可以由图6的船用电池系统执行。
具体实施方式
[0018]在本描述中，为了简洁、清楚和理解，使用了某些术语。除了现有技术的要求之外，不会从中推断出不必要的限制，因为这些术语仅用于描述性目的并且旨在进行广义解释。
[0019]图1描绘了根据本公开的示例性实施方式的具有包括至少一个船用电池系统102的动力储存系统101的船舶100。在研究和实验期间，本专利技术人已经认识到，提供用于检测和响应于船用电池特别容易受到的不利状况的改进的系统和方法是令人期望的。通常，可以在船舶中使用的锂离子电池包括内部或外部电池管理系统(BMS)，该电池管理系统可以监测电池的电压、电流和温度参数，并且如果存在危险状况，则断开电池。例如，如果电池温度或电流过高，或者如果电池电压过低或过高，则BMS将用于断开电池。
[0020]然而，本专利技术人已经认识到监测额外的电池参数并且利用这些额外的参数来检测船用电池由于它们在船舶中的安装并且靠近水而可能经历的事件的固有优点。例如，如果
水进入密封的电池外壳并且与锂反应，则锂离子电池容易受到热失控的影响。热失控是一种由一系列放热反应驱动的潜在的灾难性状况，其中流经电池的电流导致电池温度升高，继而随着温度的进一步升高而增加电流。在最坏的情景下，热失控可能导致剧烈燃烧或爆炸。除了电池外壳内的温度之外，本公开的动力储存系统101通过感测各种参数(例如，电池外壳内的压力和湿度)显著降低热失控事件的风险。这些额外的参数允许BMS在电池外壳损坏发生后不久以及电池进入热失控状态之前检测电池外壳的损坏。
[0021]电池系统102示出为包括电池104、电池管理系统106、减压阀120、和集成接触器122等部件。电池104、电池管理系统106、减压阀120和集成接触器122中的每一个都可以位于或至少部分封装在公共电池壳体或外壳内。电池104包括电池单元的所有典型部件，即阴极、阳极、电解质和隔板。在示例性实施方式中，电池104是具有嵌入的用作阴极材料的锂化合物和用作阳极材料的石墨的锂离子电池。在一些实施方式中，电池系统102包括单个电池单元104。在其它实施方式中，电池系统102包括多个电池单元104。
[0022]电池管理系统106示出为包括电池控制器108和数据记录器110。在示例性实施方式中，本文描述的电池管理系统106的每个部件安装在公共的印刷电路板(PCB)上。电池控制器108可以包括处理器或处理部件以及规则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用电池系统，该船用电池系统被配置为向水上交通工具负载提供能量，所述船用电池系统包括：电池；外壳，该外壳被配置为至少部分封装所述电池；温度传感器，该温度传感器被配置为检测所述外壳内的温度信息；压力传感器，该压力传感器被配置为检测所述外壳内的压力信息；以及控制器，该控制器联接到所述温度传感器和所述压力传感器，其中所述控制器被配置成：从所述温度传感器接收温度信息；从所述压力传感器接收压力信息；基于对所述温度信息和所述压力信息的比较来确定是否已经发生了外壳破裂状况；以及响应于确定已经发生了外壳破裂状况来执行外壳破裂缓解措施。2.根据权利要求1所述的船用电池系统，其中，所述外壳破裂缓解措施包括向操作员发送外壳破裂消息。3.根据权利要求1所述的船用电池系统，其中，所述外壳破裂缓解措施包括将所述船用电池系统与所述水上交通工具负载断开。4.根据权利要求1所述的船用电池系统，其中，所述外壳包含减压阀，该减压阀被配置为当所述外壳内的压力超过压力安全阈值时打开。5.根据权利要求4所述的船用电池系统，其中，所述控制器进一步被配置成：基于对所述压力信息和所述压力安全阈值的比较来确定是否已经发生了减压阀故障；响应于确定已经发生了减压阀故障来执行减压阀故障缓解措施。6.根据权利要求1所述的船用电池系统，进一步包括湿度传感器，该湿度传感器被配置为检测所述外壳内的湿度数据，其中，所述控制器进一步被配置为基于所述湿度数据来确定是否已经发生了水侵入状况。7.根据权利要求6所述的船用电池系统，其中，所述控制器进一步被配置为响应于确定已经发生了水侵入状况来执行水侵入缓解措施。8.根据权利要求1所述的船用电池系统，进一步包括加速计，该加速计被配置为检测所述外壳内的加速度信息，其中，所述控制器进一步被配置为响应于确定已经发生了异常加速度状况，来执行加速度缓解措施。9.根据权利要求8所述的船用电池系统，其中，所述异常加速度状况是电池掉落状况，并且基于超过加速度损坏阈值的加速度信息确定所述电池掉落状况已经发生。10.根据权利要求9所述的船用电池系统，其中，所述加速度损坏阈值包括加速度值分量和时间值分量。11.根据权利要求8所述的船用电池系统，其中，所述异常加速度状况是碰撞状况，并且基于超过加速度损坏阈值的加速度信息确定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文，
申请(专利权)人：布伦斯威克公司，
类型：发明
国别省市：