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一种纯电动双体船舶热管理系统及方法 

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申请/专利权人:山东科技大学

摘要:本申请提供了一种纯电动双体船舶热管理系统及方法,属于电动船舶热管理技术领域。该系统包括设置于第一船体的第一热管理子系统、设置于第二船体的第二热管理子系统及与第一热管理子系统、第二热管理子系统分别连接并进行热管理控制的整船控制器;第一热管理子系统至少包括:设置有至少一个动力部件的第一循环管路、设置有动力电池的第二循环管路、连接第一循环管路及第二循环管路的第一热泵;第一循环管路传输外部水冷却后的冷却液流经各动力部件的设置位置,以便第一热泵对吸热冷却液进行吸热处理。第二循环管路传输第二循环管路中的原冷却液或第一热泵加热后的原冷却液或外部水冷却后的冷却液,以对第一动力电池进行热管理。

主权项:1.一种纯电动双体船舶热管理系统,其特征在于,所述系统包括:设置于第一船体的第一热管理子系统、设置于第二船体的第二热管理子系统及与所述第一热管理子系统、所述第二热管理子系统分别连接并进行热管理控制的整船控制器;所述第一热管理子系统至少包括:设置有至少一个动力部件的第一循环管路、设置有动力电池的第二循环管路、连接所述第一循环管路及所述第二循环管路的第一热泵;所述第一循环管路,用于传输外部水冷却后的冷却液流经各所述动力部件的设置位置,得到吸热冷却液,以便所述第一热泵对所述吸热冷却液进行吸热处理;所述第二循环管路,用于基于所述整船控制器处理第一动力电池的电池温度得到的温度管理模式信号,传输所述第二循环管路中的原冷却液或所述第一热泵加热后的所述原冷却液或外部水冷却后的所述冷却液,流经所述第一动力电池的设置位置,以对所述第一动力电池进行热管理;所述第一热泵加热后的所述原冷却液基于所述第一热泵从所述吸热冷却液吸收的热量进行加热得到;其中,所述第一热管理子系统还包括:第一水泵、与所述第一水泵连接的第一热交换模块、设置于所述第一热交换模块的冷却液出水口处的第一温度传感器、设置于所述冷却液出水口后的第二水泵;所述第一水泵,用于根据所述整船控制器处理所述第一温度传感器采集的第一温度信号后生成的转速调整信号,将所述外部水以调整转速泵入所述第一热交换模块;所述第一热交换模块,用于对所述外部水与所述冷却液进行热交换处理,对所述冷却液进行冷却处理;所述第二水泵,用于将冷却后的所述冷却液泵入所述第一循环管路、所述第二循环管路;其中,所述第一循环管路包括:至少一个所述动力部件;所述动力部件用于驱动电动双体船舶前行,所述动力部件包括:电机控制单元、电机、DCDC变换器、DCAC逆变器;所述第二循环管路至少包括:第一三通调节阀、所述第一动力电池、设置于所述第一动力电池的设置位置之后的电池管路出水口处的第二温度传感器、第二三通调节阀;所述第一三通调节阀,分别连接至所述第一热泵、所述第二水泵、所述第二三通调节阀,用于与所述第二三通调节阀配合,基于所述温度管理模式,开启相应的三通阀门组合,以使所述原冷却液或所述第一热泵加热后的所述原冷却液或外部水冷却后的所述冷却液,在所述第二循环管路中循环流动;所述第二温度传感器,用于采集所述第一动力电池的电池温度,并通过CAN总线发送所述电池温度至所述整船控制器;所述第一动力电池,用于为所述第一热管理子系统中的各所述动力部件供电;其中,所述温度管理模式信号对应的温度管理模式包括:第一加热模式、第二加热模式、温度保持模式、降温模式;所述第一加热模式、所述第二加热模式及所述温度保持模式均对应于第一三通阀门组合,所述降温模式对应于第二三通阀门组合;所述第一三通阀门组合为:所述第一三通调节阀分别与所述第一热泵、所述第二三通调节阀连接的第一阀门、第二阀门开启,与所述第二水泵连接的第三阀门关闭;所述第二三通调节阀分别与所述电池管路出水口、所述第一三通调节阀的所述第二阀门连接的第四阀门、第五阀门开启,与所述第一热交换模块的冷却液入水口连接的第六阀门关闭;所述第二三通阀门组合为:所述第一三通调节阀的所述第一阀门及所述第三阀门开启,所述第二阀门关闭;所述第二三通调节阀的所述第四阀门、所述第六阀门开启,所述第五阀门关闭;其中,所述第二循环管路还包括:设置于所述第一动力电池的设置位置之前的第一PTC;所述第一PTC,用于在所述第一加热模式下,对所述第一动力电池的设置位置加热;其中,所述电池温度为第一温度区间时,所述温度管理模式信号对应的温度管理模式为第一加热模式;所述电池温度为第二温度区间时,所述温度管理模式为第二加热模式;所述电池温度为第三温度区间时,所述温度管理模式为温度保持模式;所述电池温度为第四温度区间时,所述温度管理模式为降温模式;其中,所述第一温度区间下,电池需要被加热,所述整船控制器激活第一热泵和PTC,所述第一热泵负责从所述第一循环管路吸收热量以进行加热,而PTC则提供直接的热源,以确保电池温度能迅速上升至安全工作范围;所述第二温度区间下,电池仍需轻微加热,所述第一热泵继续工作,而PTC关闭以节省能源;所述第三温度区间下,电池已达最佳工作温度,无需加热,所述第一热泵和PTC都不工作,以保持能源效率;所述第四温度区间下,电池需要散热,所述整船控制器经过对所述第二温度传感器采集到的电池温度信号的分析和处理后发出指令,改变三通调节阀的状态,以使冷却液流向所述第一热交换模块以散发多余的热量;其中,所述第一热管理子系统与所述第二热管理子系统具有相同结构,且所述第一热管理子系统与所述第二热管理子系统通过第一备用水泵连接;所述第一备用水泵用于替换所述第一热管理子系统中第一水泵或所述第二热管理子系统中的第四水泵,以泵入所述外部水至所述第一热管理子系统或所述第二热管理子系统;其中,所述第一备用水泵的两端分别设置第三三通调节阀、第四三通调节阀,以基于来自所述整船控制器的备用水泵调节信号,使所述第一备用水泵接入所述第一热管理子系统或所述第二热管理子系统。

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