一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统的制作方法

本发明涉及燃料电动船舶，尤其涉及一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统。

背景技术：

1、近年来，运业迅猛发展促使传统船舶的能耗与环境问题日益显现，随着绿色船舶和新能源技术迅速发展，以氢气作为燃料的绿色船舶技术成为船舶行业发展的主要方向之一，航氢动力船舶将是实现水路交通领域碳达峰、碳中和目标的重要依托，其是公认的可有效缓解危机减少温室气体排放的最佳解决方案，具有绿色环保、效率高、能量密度高、稳定性好、噪音低和不受环境因素影响等优点。目前，中国船用氢能产业正处于快速起步阶段，为规避危险性、规避氢气积聚，各法规均对用氢安全做出严格限制，如ccs明确要求“将所有涉氢零部件及燃料电池模块全部布置于负压氢区单元壳体内部并进行封装”、“应对负压通风系统的运行进行监控”等，以此来确保通风良好及监测可靠，构建船用氢能产业健康发展基础。

2、现有技术中，氢燃料电池组一般放置在燃料电池舱室内，可能会在工作过程中发生氢气泄露等安全事故，由于氢气具有可燃性，达到一定浓度易引起火灾和爆炸等安全事故，而且船舶的工作环境是在水上，工况环境更加恶劣多变，发生事故时相应的救援措施实施起来相对困难。基于此，我们针对安全用氢问题提出了一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，包括氢安全智能中控单元、燃电及其控制单元、监管单元和氢安全执行单元，所述氢安全智能中控单元包括可视化平台、氢安全智能中控处理器、整船交互翻译器路、系统can路、监管can路、执行can路、硬线控制路和应急电源；

4、所述燃电及其控制单元包括主控fcu、从控fcu和燃电系统；

5、所述监管单元包括氢浓度监测、通风系统监测、绝缘监测、烟雾/温度监测和系统fcu状态监测；

6、所述氢安全执行单元包括声光报警系统、应急通风系统和灭火系统。

7、优选地：所述可视化平台包括中控显示、中控状态灯、中控蜂鸣器。

8、优选地：所述整船交互翻译器路，用于完成工作模式下的通讯信息中转和翻译。

9、优选地：所述系统can路为一路隔离can收发器；

10、所述监管can路为一路隔离can收发器；

11、所述执行can路为一路隔离can收发器。

12、优选地：所述硬线控制路由燃电急停开关、声光报警开关、应急通风开关和灭火开关组成。

13、优选地：所述主控fcu，用于主控燃电系统内部部件，确保正常的开关机、运行、故障处理；

14、所述从控fcu，用于对主控fcu状态进行监控、系统内部状态信息预判，以及应急情况下的接管、可控安全停机功能。

15、优选地：所述通风系统监测分为被动通风监测和应急通风监测。

16、优选地：所述绝缘监测用于判断电堆高压输出及电堆漏电问题，并对系统进行漏电保护；

17、所述烟雾/温度监测用于对舱内温度及烟雾进行检测及预警，并实时传输给中控显示；

18、所述系统fcu状态监测，用于对主控fcu进行监控，并将监测到异常问题反馈至中控显示。

19、优选地：所述声光报警系统包括分别设置于设备室和操纵室的声光报警器；

20、所述应急通风系统为多级风机；

21、所述灭火系统由储藏式灭火器和喷淋装置构成。

22、优选地：所述燃电急停开关与从控fcu直连；

23、所述声光报警开关与声光报警系统直连；

24、所述应急通风开关与应急通风系统中的多级风机直连。

25、本发明的有益效果为：

26、1.本发明，通过氢安全智能中控单元实现对整船的控制交互，通过监管单元实现对整船的全面监控，若发现异常问题会及时反馈至氢安全智能中控单元，以便其操控氢安全执行单元进行声光报警及相应的应急措施，进而实现了对船用安全用氢问题的氢安全监测、报警、应急等问题，避免出现船用氢安全隐患情况。

27、2.本发明，通过设置的整船交互翻译器路，便于不同通讯协议的控制器之间的交流，任意时刻将监测及控制执行内容翻译、传输到该路线并将船舶系统相关请求接收回来下发给系统内各级子路部分，方便对整船控制交互。

28、3.本发明，当驾驶员主动开启燃电模式，氢安全智能中控单元运行，从控fcu对系统内部部件进行监管并实时反馈数据，当监管单元发现主控fcu出现假死情况下，控制从控fcu对燃电系统进行全面接管，保障船舶动力稳定输出，并在发出警报一段时间后，进行安全降载后停机，当操纵人员遇到紧急情况按下急停开关，从控fcu接管燃电系统并直接执行紧急安全停机，保证系统的正常运行。

29、4.本发明，任意时刻当出现监管部分异常，声光报警系统会自动启动响应，并且氢安全执行单元会自动执行工作，减少因氢安全造成的事故损失问题；通过设置绝缘监测能实时监控系统母线对地电压，包括系统电压、正对地电压、负对地电压及交流窜电电压并实时传输给中控显示。

30、5.本发明通过设置氢安全执行单元，能够及时处理中控大脑集中汇总处理后，并下发执行的系统设定相应保障安全的具体动作，任意时刻，当出现监测路的任意异常，或人为主动触发，均可相应及实施，谨防氢气积聚，避免出现氢积聚易爆炸等情况。

技术特征：

1.一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，包括氢安全智能中控单元、燃电及其控制单元、监管单元和氢安全执行单元，其特征在于，所述氢安全智能中控单元包括可视化平台、氢安全智能中控处理器、整船交互翻译器路、系统can路、监管can路、执行can路、硬线控制路和应急电源；

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，其特征在于，所述可视化平台包括中控显示、中控状态灯、中控蜂鸣器。

3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，其特征在于，所述整船交互翻译器路，用于完成工作模式下的通讯信息中转和翻译。

4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，其特征在于，所述系统can路为一路隔离can收发器；

5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，其特征在于，所述硬线控制路由燃电急停开关、声光报警开关、应急通风开关和灭火开关组成。

6.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，其特征在于，所述主控fcu，用于主控燃电系统内部部件，确保正常的开关机、运行、故障处理；

7.根据权利要求6所述的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，其特征在于，所述通风系统监测分为被动通风监测和应急通风监测。

8.根据权利要求7所述的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，其特征在于，所述绝缘监测用于判断电堆高压输出及电堆漏电问题，并对系统进行漏电保护；

9.根据权利要求5所述的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，其特征在于，所述声光报警系统包括分别设置于设备室和操纵室的声光报警器；

10.根据权利要求9所述的一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，其特征在于，所述燃电急停开关与从控fcu直连；

技术总结
本发明公开了一种氢燃料电池船舶氢安全智能中控系统，涉及燃料电动船舶技术领域；为了解决船用氢存在安全隐患问题；具体包括氢安全智能中控单元、燃电及其控制单元、监管单元和氢安全执行单元，所述氢安全智能中控单元包括可视化平台、氢安全智能中控处理器、整船交互翻译器路、系统CAN路、监管CAN路、执行CAN路、硬线控制路和应急电源；所述燃电及其控制单元包括主控FCU、从控FCU和燃电系统；所述监管单元包括氢浓度监测、通风系统监测、绝缘监测、烟雾/温度监测和系统FCU状态监测；所述氢安全执行单元包括声光报警系统。本发明对船用安全用氢问题的氢安全监测、报警、应急等问题，避免出现船用氢安全隐患情况。

技术研发人员：陈炜,王成尧,王定庚,王亮,张帝,王休兵,刘成龙
受保护的技术使用者：安徽明天氢能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15