具有紧急耗尽模式的电力船舶推进系统和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有紧急耗尽模式的电力船舶推进系统和控制方法。一种电力船舶推进系统被配置为推进船舶，并包括锂离子(LI)电池、具有由LI电池供电的电机的船舶驱动以及被配置为接收选择紧急耗尽模式的用户输入的用户输入设备。该系统还包括控制器，该控制器被配置为确定LI电池的电池电荷水平，并且一旦电池电荷水平达到最低电荷水平，通过停止从LI电池到船舶驱动的功率输送，为LI电池保留与正常操作区域相关联的LI电池的最低电荷水平。响应于紧急耗尽模式的选择，当电池电荷水平低于最低电荷水平时，功率从LI电池输送到船舶驱动。功率从LI电池输送到船舶驱动。功率从LI电池输送到船舶驱动。

【技术实现步骤摘要】
具有紧急耗尽模式的电力船舶推进系统和控制方法

技术介绍

[0001]以下美国专利提供了背景信息，并通过引用全部并入本文。
[0002]美国专利号6,507,164公开了一种具有基于电流的功率管理的拖曳电机，包括：电机；电机控制器，其具有用于向电机提供电压的输出；以及电流传感器，其用于测量流过电机的电流。一经确定拖曳电机已在其连续负荷极限以上运行预定时间段，电机控制器就开始降低电机的电压输出，直到达到可接受的输出电压。在另一个实施例中，控制器以具有三组不同的操作参数的三种不同的模式进行操作，即：正常模式，其中，输出被设置为命令电平；电流限制模式，其中，输出被设置为安全的预定电平；以及过渡模式，其中，输出从预定电平递增地改变到命令电平。
[0003]美国专利号6,652,330公开了一种用于控制船舶的电气系统的方法，该方法包括以下步骤：测量电池电势，将电池电势与阈值电压幅值进行比较，然后在电压电势低于阈值电压幅值时断开多个电力消耗设备中的一个或多个。这样做是为了避免有害条件，其中当多个电力消耗设备正在运行并从交流发电机吸取足够的电流以防止电池正确充电时，船舶的发动机以怠速运行并试图对电池充电。在这些情况下，当电池试图为负载提供所需的额外电流时，电池电势实际上可能会耗尽。
[0004]美国专利号6,885,919公开了一种过程，通过该过程，船舶的操作员可以调用计算机程序的操作，该计算机程序调查可以提高船舶航程的各种替代方案。确定船舶的当前位置与所需航路点之间的距离，并将其与船舶的航程进行比较，该航程是根据可用燃油、船舶速度、燃油使用率和发动机转速确定的。该计算机程序从理论上研究了发动机转速变化将获得的结果。回顾了发动机转速的增加和降低，并根据这些新的发动机转速计算附加理论范围。当确定发动机转速的有利变化时，通知船舶的操作员。
[0005]美国专利号7,218,118公开了一种用于监测船舶推进系统的电池状况的方法，该方法提供了测量电池的电压特性，将电压特性与预选阈值进行比较，以及根据电压特性和阈值的相对幅值来评估电池的状况。当电池和电负载之间的连接关系改变时，在连接事件之后测量电池的电压特性。
[0006]美国专利号7,385,365公开了一种对无刷电机的误差检测方法，其中测量或确定至少一个第一电机参数，并基于第一电机参数估计第二估计电机参数。将第二估计电机参数与第二测量或确定电机参数进行比较。通过比较可以找出电机的误差。
[0007]美国专利号10,723,430公开了一种用于船艇的螺旋桨推进系统，该系统包括至少一个电机和可由电机驱动的螺旋桨。螺旋桨是一种表面穿透式螺旋桨。该推进系统包括具有侧壁的箱体，电机固定在侧壁上，以及盖部，表面穿透式螺旋桨的外驱动施加在盖部上。侧壁和盖部包括电机轴和外驱动轴分别穿过的孔。箱体包括从驱动轴到外驱动轴的运动传输装置，并且推进系统包括用于将箱体固定到船艇横梁的装置。

技术实现思路

[0008]提供本
技术实现思路
是为了介绍以下详细描述中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路

不旨在识别所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。
[0009]在一个实施例中，电力船舶推进系统被配置为推进船舶，并包括锂离子(LI)电池、具有由LI电池供电的电机的船舶驱动，以及被配置为接收选择紧急耗尽模式的用户输入的用户输入设备。该系统还包括控制器，控制器被配置为确定LI电池的电池电荷水平，并且一旦电池电荷水平达到最低电荷水平，通过停止从LI电池到船舶驱动的功率输送，为LI电池保留与正常操作区域(NOA)相关联的LI电池的最低电荷水平。响应于紧急耗尽模式的选择，当电池电荷水平低于最低电荷水平时，功率从LI电池输送到船舶驱动。
[0010]在一个实施例中，一种控制被配置为推进船舶的电力船舶推进系统的方法包括：确定为船舶驱动供电的锂离子(LI)电池的电池电荷水平，并且一旦电池电荷水平达到最低电荷水平，通过停止从LI电池到船舶驱动的功率输送，为LI电池保留与正常操作区域(NOA)相关联的LI电池的最低电荷水平。接收选择紧急耗尽模式的用户输入，并且响应于该选择，当电池电荷水平低于最低电荷水平时，来自LI电池的功率被输送到船舶驱动。
[0011]本专利技术的各种其他特征、目的和优点将从以下描述和附图中显而易见。
附图说明
[0012]参考下图描述本公开。
[0013]图1是根据本公开的具有示例性电力船舶推进系统的船舶的示意描述。
[0014]图2是根据本公开的另一示例性电力船舶推进系统的示意图。
[0015]图3是根据本公开的一个实施例的具有用户输入设备的示例性电池外壳，该用户输入设备被配置为接收选择紧急耗尽模式的用户输入。
[0016]图4是根据本公开的另一实施例的被配置为接收选择紧急耗尽模式的用户输入的示例性显示器。
[0017]图5是举例说明根据本公开的用于控制电力船舶推进系统的方法或其部分的流程图。
具体实施方式
[0018]本专利技术人已经认识到，与陆地车辆的电动推进相比，电力船舶推进带来了额外的挑战和安全问题。对于船舶推进而言，一个被放大或增加的挑战是电池航程，并有效管理船舶用户的航程焦虑和电池利用率。由于电池不足而搁浅在水体中，对船舶的用户来说是一个问题，并且往往比陆地车辆的用户更为重要，因为用户无法轻松离开船舶，并且可能处于不容易呼叫或获得帮助的情况下。因此，用户报告称，在操作电力船舶推进系统时，他们的焦虑感增加，尤其是高度关注保持足够的电池电量以到达目的地和/或海岸的方面。
[0019]在认识到相关技术中的上述挑战后，专利技术人研究了公开的系统和方法，使用户能够在明确输入和同意的情况下，在紧急情况下获取更多存储在LI电池中的功率。虽然这样做可能会降低电池的性能，但专利技术人已经认识到，船舶应用可能会给用户带来这样的境况：电池损坏比搁浅在水体中要好。
[0020]锂离子(LI)电池都具有与电池正常工作区域(NOA)相关联的最低电荷水平或最小放电电压。NOA是为电池规定的正常工作电压范围，设置电池应保持的最大和最小电压水
平，以保持电池的运行和安全。一般情况下，LI电池单体不应耗尽至低于其最低电荷水平，每个单体的电荷水平通常在2.4V到3.0V之间。举一个示例，LI单体的标称电压为3.7V，最大电压为4.2V，最小电压为2.7V。如果违反了电池的这些限制—例如，在任何一个或多个单体放电到低于2.7V的情况下违反了最低电荷水平—这可能会导致单体状况不稳定。锂电池在低于最低电荷水平放电时会经历不必要的化学反应，这可能导致其内阻永久显著升高。它们的容量也可能受到影响，这意味着电池单体可以存储的最大电荷量将减少。
[0021]因此，较大的LI电池具有被配置为提供欠压保护的控制电路。为了保护电池及其使用寿命，控制电路被配置为在电荷水平达到或低于最低电荷水平时断开电池与负载的连接，以保留最低电荷水平并防止电池过度放电至发生损坏的水平。
[0022]公开的LI电池系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力船舶推进系统，所述电力船舶推进系统被配置为推进船舶，包括：锂离子(LI)电池；具有由LI电池供电的电机的船舶驱动；用户输入设备，其被配置为接收选择紧急耗尽模式的用户输入；控制器，其被配置为：确定所述LI电池的电池电荷水平；一旦所述电池电荷水平达到最低电荷水平，通过停止从所述LI电池到所述船舶驱动的功率输送来为所述LI电池保留与正常操作区域(NOA)相关联的所述LI电池的最低电荷水平；响应于对所述紧急耗尽模式的选择，当所述电池电荷水平低于所述最低电荷水平时，从所述LI电池向所述船舶驱动输送功率。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置为在选择所述紧急耗尽模式和/或在所述电池电荷水平变得小于所述最低电荷水平时，记录低于NOA事件。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器还被配置为与所述低于NOA事件相关联地存储低于所述最低电荷水平的运行时间和所述LI电池的最低电池电荷水平中的至少一个。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述用户输入设备是能定位为选择和取消选择所述紧急耗尽模式的选择器开关。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述选择器开关位于包含所述LI电池的功率存储系统的外壳上。6.根据权利要求5所述的系统，还包括在邻近所述选择器开关的所述外壳上的保修无效警告，并向用户建议与选择所述紧急耗尽模式相关的电池保修政策。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述用户输入设备是用户界面显示器，所述用户界面显示器被配置为向用户呈现选择和取消选择所述紧急耗尽模式的选项。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述控制器还被配置为结合选择所述紧急耗尽模式的选项在所述用户界面显示器上提供保修无效警告，并向用户建议与选择所述紧急耗尽模式相关的电池保修政策。9.根据权利要求1所述的系统，其中，用户界面显示器被配置为一旦满足预定重启条件就向所述用户呈现取消选择所述紧急耗尽模式的通知。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述预定重启条件是在选择所述紧急耗尽模式时键循环所述船舶驱动、在选择所述紧急耗尽模式时向所述LI电池输送充电电流、以及在选择所述紧急耗尽模式时所述电池电荷水平变得大于所述最低电荷水平中的至少一个。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置为一旦满足预定重启条件，就自动取消选择所述紧急耗尽模式。12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述预定重启条件是在选择所述紧急耗尽模式时键循环所述船舶驱动、在选择所述紧急耗尽模式时向所述LI电池输送充电电流、以及在选择所述紧急耗...

【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：