一种基于自组态式动力电池混合动力船舶的测试装置

摘要

本发明披露一种基于自组态式动力电池混合动力船舶电力推进测试装置，包括动力源、操控装置、推进测试传动系统；推进测试传动系统采用双电机刚性轴联方式；动力源由两套柴‑电机组、自组态式动力电池组以及太阳能光伏电池组成；两套柴‑电机组连接到交流母线，交流母线通过AC/DC变换器连接直流母线；自组态式动力电池组由多个动力电池组模块组成，多个电池组模块连接电池组合控制器；操控装置包括触摸屏、可编程控制器、嵌入式工业控制计算机、通信模块；电池组合控制器按组态要求实现串并联组合，具有自动调节并联电池模块电压均衡的能力。该测试装置为柴电‑光伏‑动力电池混合动力船舶进行动力配置、节能减排以及船舶续航能力的提供测试环境。

主权项

一种基于自组态式动力电池混合动力船舶电力推进测试装置，包括动力源、操控装置、推进测试传动系统；推进测试传动系统采用双电机刚性轴联方式，两台电机的联轴之间安装扭矩传感器，检测推进转矩，其中一台电机为交流异步变频电机，另一台为同步电机；两台电机分别在异步电机变频器和同步电机变频器控制下作四象限运行，既可以作为推进螺旋桨的驱动电机，又可以作为模拟螺旋桨的负载电机，通过操控装置设置电机运行方式；动力源由两套柴‑电机组、自组态式动力电池组以及太阳能光伏电池组成；两套柴‑电机组连接到交流母线，交流母线通过AC/DC变换器连接直流母线；自组态式动力电池组由多个动力电池组模块组成，所述多个电池组模块连接电池组合控制器；电池组合控制器连接到双向DC‑DC转换器，双向DC‑DC转换器的输出接入直流母线；直流母线作为系统电源供给传动系统，太阳能光伏电池也通过双向DC‑DC转换器接入直流母线；操控装置包括触摸屏、可编程控制器、嵌入式工业控制计算机、通信模块、以及应急停止按钮；触摸屏、可编程控制器、嵌入式工业控制计算机、扭矩传感器、异步电机变频器、同步电机变频器、两套柴‑电机组、自组态式动力电池组以及太阳能光伏电池连接通信模块；触摸屏显示运行参数与状态以及电池剩余电荷；嵌入式工控机提供测试负载及设定负载；其特征在于：动力电池组的各个模块独立连接到电池组合控制器，电池组合控制器具有自动调节并联电池模块电压均衡的能力；电池组合控制器包括可编程逻辑控制器、接触器、开关、大功率晶闸管；电池组合控制器中的控制逻辑功能都由PLC实现，每一个动力电池组模块串联一个大功率晶闸管，晶闸管安装在电池组的负端，利用晶闸管的反向截止功能防止电池组之间电压不均衡而导致的环流；其中首个动力电池组模块的正极与双向DC‑DC转换器的正极相连；相邻的两组电池组第一电池组和第二电池组之间安装1个双位开关，所述双位开关有3个接线点，第1个接线点与第二电池组的正极连接，第2个接线点也与第一电池组的正极连接，第3个接线点与第一组电池组上串联的晶闸管正向连接；第2、3接线点也是双位开关的两个位置点，其中一个位置为串联位置，另一个位置为并联位置；与电池组串联的相邻晶闸管之间安装1个接触器，所述接触器两端与两个晶闸管的正向连接；每一个晶闸管的正向端又分别安装了1个开关，两个开关的下端又与双向DC‑DC转换器的负极连接在一起。