1.本发明涉及一种船舶运行过程中根据灾害情况可即时做出应对，火灾不可控时自动抛落的电池舱，涉及船用电池领域。


背景技术：

[0002]“绿色、智能、极地、深海”是当前民用船舶技术发展的最新方向，绿色船舶已经成为越来越多船东的选择。其中,以蓄电池和燃料电池技术为船舶动力的完全零排放解决方案逐步在航运领域推广并初具市场规模。此外，很多船上设备也需要使用电池供电。但目前广泛使用的锂电池，在应对火灾的场合，无法自发判断电池内部温度变化，且保护措施薄弱。以目前广泛使用的锂电池为例，锂本身属于可燃物，锂电池在受到挤压、穿刺、高温时会导致分隔膜破裂，锂电池就会瞬间释放出巨大的热量。三元锂离子电池包被穿刺短路之后，3秒钟就能引燃整个电池包，并释放出大量氧气，引起爆炸与大面积失火。外部因素之外，蓄电池内部自燃时，化学物质泄露，使得有毒气体排出，导致船体以致海洋腐蚀。事故发生后，因蓄电池连接船只，难以第一时间扑灭火源，二次灾害发生，对船舶，货物及环境造成更大的影响。因此，电池对于火灾的防护措施，自发检测即时反映电池状态与火灾发生后避免二次灾害发生的应对措施极为重要。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是：设计一个能自发检测火灾状况做出快速反应，并应对不同程度火灾，做出不同应对，有效阻止二次灾害发生的电池舱。
[0004]
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于快速响应技术的船用抛落式电池舱，其特征在于，包括为船舶设备供电的电池舱本体以及顶面为斜面的电池舱基座，电池舱基座设于船舶的甲板上，电池舱本体设于电池舱基座的斜面上，电池舱本体可沿电池舱基座的斜面滑出船舶后以自由落体形式抛入水中，设位于电池舱基座上的电池舱本体的后端在高处、前端在低处，则有：
[0005]
电池舱基座的前部设有状态可在闭锁状态与开启状态之间切换的前挡板，当前挡板处于闭锁状态时，前挡板抵住电池舱本体的前端，以阻碍电池舱本体经由电池舱基座的斜面向外滑出；当前挡板处于开启状态时，前挡板脱离电池舱本体，电池舱本体可经由电池舱基座的斜面自由向外滑出；
[0006]
在电池舱本体上还设有用于给予处于火灾不可控状态的电池舱本体一个初始加速度的初始速度获取机构。
[0007]
优选地，所述电池舱基座位于甲板尾部。
[0008]
优选地，所述电池舱基座位于甲板侧边。
[0009]
优选地，还包括电池舱回收装置，电池舱回收装置设于甲板上，电池舱回收装置与电池舱本体的后端相连。
[0010]
优选地，所述电池舱回收装置包括导缆卷筒及绞车，绳索的一端与电池舱本体的
后端相连，另一端绕经导缆卷筒后缠绕在绞车上。
[0011]
优选地，所述电池舱基座顶面的左右两侧分别设有至少一块侧挡板，所有侧挡板均位于所述电池舱本体的左右两侧，用于限制电池舱本体在左右方向上的位移。
[0012]
优选地，所述初始速度获取机构包括设置于所述电池舱本体的左、右两侧的高压气瓶，高压气瓶内存储有高压气体，高压气瓶具有可启闭的喷射口，该喷射口朝向后方。
[0013]
优选地，在所述电池舱基座的四周布置有外部温度、压力传感器，外部温度、压力传感器连接船舶已有的火灾监测报警系统。
[0014]
优选地，所述电池舱本体包括外壳，外壳内设有bms系统以及多个安全壳，由安全壳将外壳内部的空间分隔为多个电池模块安装空间，每个电池模块安装空间内有一个电池模块以及多个内部温度、压力传感器，相邻两个电池模块之间通过安全壳相互隔开；每个电池模块内封装有电芯，电芯及内部温度、压力传感器与bms系统形成电连接；外壳内顶部还设有与bms系统相连的压力水雾系统，bms系统与船舶已有的控制系统建立数据通信。
[0015]
优选地，所述外壳前端采用流线型外形。
[0016]
本发明比较传统蓄电池组采用分层安全屏障与抛落式处理方式。比起单一对电池防护，固定式的蓄电池组克服了对火灾防护不灵活，易引起二次灾害的问题。基于快速响应技术，使电池舱在灾情时能自行推断火灾程度并做出警报，与应对手段。多重安全屏障使得电池对火灾有了充足防护。并且当火势处于不可控状态时，可通过抛落手段，使其远离船只，避免二次灾害，保护船舶与货物安全。
[0017]
本发明的有益效果在于：对于火灾电池舱可以自动响应、报警，且针对不同情况的火灾有不同应对方法，同时当有不可控火势时，能即时止损，并且后续可以做到回收，避免污染扩散。
附图说明
[0018]
图1是实施例1公开的电池舱采用尾抛式的船体结构与电池舱布置位置的俯视图；
[0019]
图2是实施例1公开的电池舱采用尾抛式的船体结构与电池舱布置位置的侧视图；
[0020]
图3及图4是电池舱本体的示意图；
[0021]
图5是实施例2公开的电池舱采用侧抛式的船体结构与电池舱布置位置的俯视；
[0022]
图6是实施例2公开的电池舱采用侧抛式的船体结构与电池舱布置位置的侧视图。
具体实施方式
[0023]
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
[0024]
实施例1
[0025]
本实施例公开了一种基于快速响应技术的船用抛落式电池舱，可对不同程度的火灾进行响应、应对，包括电池舱本体1以及顶面为斜面的电池舱基座2。在电池舱基座2的斜面上设置电池舱本体1，由电池舱本体1为船舶设备供电，电池舱基座2则固定在甲板上。本实施例中，电池舱基座2布置在甲板尾部。
[0026]
电池舱本体1至于电池舱基座2上后，其后端位于高处、前端位于低处，电池舱本体1的后端与绳索3的一端相连，本实施例中，电池舱本体1的后端设有吊耳10，绳索3的一端与吊耳10连接固定。绳索3的另一端绕经导缆卷筒4后缠绕在绞车5上，可以手动控制绞车5收、放绳索3，也可以由船舶已有的控制系统控制绞车5收、放绳索3。手动收、放绳索3的绞车5以及自动收、放绳索3的绞车5均为本领域技术人员所熟知的常规设备，此处不再赘述。
[0027]
电池舱基座2顶面的左右两侧分别设有至少一块侧挡板6，侧挡板6位于电池舱本体1的左右两侧，用于限制电池舱本体1在左右方向上的位移。
[0028]
结合图3，电池舱基座2的前部设有前挡板7，前挡板7的状态可在船舶已有的控制系统控制的控制下在闭锁状态与开启状态之间切换。当前挡板7处于闭锁状态时，前挡板7抵住电池舱本体1的前端，以阻碍电池舱本体1经由电池舱基座2的斜面向外滑出；当前挡板7处于开启状态时，前挡板7脱离电池舱本体1，电池舱本体1可经由电池舱基座2的斜面自由向外滑出。前挡板7的结构可以参考常规的气动百叶窗，通过弹簧将处于闭锁状态的前挡板7，使其不向开启状态切换，当前挡板7需要向开启状态切换时，可以利用气缸驱动气动杆将前挡板7顶出，此时前挡板7会克服弹簧的作用切换至开启状态。当然本领域技术人员在阅读了本发明公开的内容，也可以用其他所熟知的方式实现前挡板7的状态切换，此处不再赘述。
[0029]
在电池舱本体1的左右两侧的各设有一个高压气瓶8，高压气瓶8的喷射口8
‑
1在船舶已有的控制系统控制的控制下启闭，控制系统可以通过应急气动阀等本领域技术人员所熟知的手段来控制喷射口8
‑
1的启闭，此处不再赘述。
[0030]
在电池舱基座2的四周布置有外部温度、压力传感器9，外部温度、压力传感器9连接船舶已有的火灾监测报警系统，可针对电池舱本体1内不同类型电池，在船舶上配置不同类型的火灾监测报警系统。
[0031]
结合图3及图4，电池舱本体1为船舶上的耗电设备供电，可以在电池舱本体1上设置供电触点，在电池舱基座2的顶面设置接触片，接触片与船舶上的耗电设备电路相通，供电触点与接触片接触后，实现电池舱本体1对耗电设备的供电。本实施例中，电池舱本体1包括外壳1
‑
1。外壳1
‑
1前端采用流线型外形减少阻力，增加浮力，降低电池舱本体1落入水中时对电池舱本体1的冲力保护其安全。外壳1
‑
1内设有bms系统1
‑
2(即本领域技术人员所熟知的“电池管理系统”)以及多个安全壳1
‑
3，由安全壳1
‑
3将外壳1
‑
1内部的空间分隔为多个电池模块安装空间，每个电池模块安装空间内有一个电池模块1
‑
4以及多个内部温度、压力传感器1
‑
5。相邻两个电池模块1
‑
4之间通过安全壳1
‑
3相互隔开。每个电池模块内封装有电芯，并具备供电接口、充电接口和电池状态检测接口等，以满足电池充放电和状态检测的需要。供电接口、充电接口连接电芯1
‑
4，可以通过前述的触点、接触片结构实现当前电池模块的对外供电、充电。电池状态检测接口则与bms系统1
‑
2相连，bms系统1
‑
2还连接供电接口及充电接口。
[0032]
外壳1
‑
1内顶部设有与bms系统1
‑
2相连的压力水雾系统(图中未示意)，压力水雾系统为本领域技术人员所熟知的设备，此处不再赘述。bms系统1
‑
2与船舶已有的控制系统建立数据通信，同样可以采用前述的触点、触片结构实现bms系统1
‑
2与船舶已有的控制系统的电连接。
[0033]
本发明配置了三重安全屏障并且连接船舶已有的火灾报警系统与灭火系统。本发
明基于快速响应技术采用分层安全屏障，应对不同程度火灾，可自发响应并做出不同应对。同时在灾情不可控情况下，电池舱本体1可以从船舱抛落，及时止损，保证船只，货物安全。具体而言：
[0034]
在通常情况下，前挡板7处于闭锁状态，以阻碍电池舱本体1经由电池舱基座2的斜面向外滑出，电池舱本体1静止固定在电池舱基座2上。若在甲板上发生火灾时，外壳1
‑
1首先受热，外部温度、压力传感器9感知环境变化，传输信号至火灾监测报警系统。火灾监测报警系统进行多重判定是否误触发，若不是误触发，则火灾监测报警系统发出光声警报，并带动甲板上的灭火系统释放灭火剂，并开启船舱通风系统进行灭火降温。
[0035]
当电池舱本体1内的电池内部温度升高时，bms系统1
‑
2实时监控电池运行温度，一旦发现温度高于正常温度上限，给出报警提示并切断供电，使电池模块1
‑
4停机，并通知船内人员进行电池模组更换。单个电池模块1
‑
4发生自燃现象时，通过内部温度、压力传感器1
‑
5判定温度高于规定值后，bms系统1
‑
2发出信号给连接的压力水雾系统，进行喷洒来局部灭火，灭火成功后对整个安全壳1
‑
3进行更换。
[0036]
多个电池模块1
‑
4时，处于热失控状态，则首先对整个电池舱本体1进行灭火处理：利用甲板上的灭火系统喷洒灭火剂，同时启动压力水雾系统，并通过火灾监测报警系统通知船内人员紧急事态，需通过人工灭火。若电池舱本体1内的温度无法控制，并且出现超压现象，则需快速分离电池舱本体1，并进行抛落处理。即当火灾处于不可控状态时，将电池舱本体1快速弹出与船体分离，使其通过重力抛落至水中。电池舱本体1在整个抛离过程中与船体保持一定距离，避免抛落与燃烧过程中对船体造成损伤。
[0037]
进行抛落处理时，前挡板7切换至开启状态，并且连接电池舱本体1的绳索3放松。随后，将高压气瓶8的喷射口8
‑
1开启，使电池舱本体1具有一个初速度，电池舱本体1沿电池舱基座2的斜面下滑，离开甲板，自由落体抛落至江或海中。一段时间后，收紧绳索3开始回收电池舱本体1。本实施例中，由于电池舱本体1从船体尾部抛出，回收时，电池舱本体1可能会与船尾的桨叶产生干涉。因此，要同时安排人员监管整个回收流程，保证电池舱本体1与桨叶保持足够距离。由于回收较为复杂，因此在本实施例公开的尾抛式结构中，通常不考虑回收问题。
[0038]
实施例2
[0039]
如图5及图6所示，本实施例公开的一种基于快速响应技术的船用抛落式电池舱的电池舱基座2布置在船体两侧的甲板上。因此本实施例中，电池舱本体1抛落时采用侧抛方式，与实施例1公开的尾抛方式相比，采用侧抛方式后，回收电池舱本体1时，不必考虑对桨叶的碰撞问题，回时时具体采用以下步骤：
[0040]
电池舱本体1被吊起后，通过吊车将电池舱本体1置于甲板。绳索3与吊耳10脱离，通过收线器快速将绳索3收拢，固定在船体上。船内人员检查电池舱本体1内是否有毒化学物质泄露情况：若无泄露或泄露程度较轻，则将电池模块1
‑
4与外壳1
‑
1分离进行收纳；若泄露严重则将整个电池舱本体1进行隔离。