船舶及其热管理控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶的热管理控制系统和一种船舶。


背景技术：

2.随着国际海事组织制定的排放法规以及能效设计指数愈加严格，以及
″
双碳
″
目标的提出，解决船舶高耗能、高污染问题已迫在眉睫，混合动力船舶应运而生。
3.混合动力船舶兼有传统内燃机和纯电力船舶的优点：1)相比内燃机船舶，混合动力船舶具有排放低、动力性优的优点；2)相比于纯电力船舶，混合动力船舶具有初期投入成本低、续航能力强的优点。混合动力船舶中内燃机和电池组的工作温度对其工作性能产生了重要影响，相关技术中，通过降温方式对内燃机和电池组的温度进行调节，从而避免内燃机和电池组的温度过高，但是该技术方案应用局限性高，无法保证内燃机和电池组处于最佳工作状态。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种船舶的热管理控制系统，根据两个换热单元的出水口温度，对两个换热单元的冷媒来源进行优化，保证内燃机与电池组始终工作在最佳状态。
5.本实用新型的第二个目的在于提出一种船舶。
6.为达到上述目的，本实用新型第一方面提出了一种船舶的热管理控制系统，船舶包括内燃机和电池组，该船舶的热管理控制系统包括：蓄热池；水泵；第一换热单元，第一换热单元的进水口通过第一三通阀分别与蓄热池的输出端和水泵的输出端相连，第一换热单元用于通过其内部流经的冷媒与内燃机进行热交换；第二换热单元，第二换热单元的进水口通过第二三通阀分别与蓄热池的输出端和水泵的输出端相连，第二换热单元用于通过其内部流经的冷媒与电池组进行热交换；以及控制单元，控制单元用于根据第一换热单元的出水口温度对第一三通阀的导通进行控制，以实现通过蓄热池或水泵为第一换热单元提供冷媒，以及根据第二换热单元的进水口温度对第二三通阀的导通进行控制，以实现通过蓄热池或水泵为第二换热单元提供冷媒。
7.根据本实用新型的船舶的热管理控制系统，第一换热单元的进水口通过第一三通阀分别与蓄热池的输出端和水泵的输出端相连，第一换热单元用于通过其内部流经的冷媒与内燃机进行热交换，第二换热单元的进水口通过第二三通阀分别与蓄热池的输出端和水泵的输出端相连，第二换热单元用于通过其内部流经的冷媒与电池组进行热交换，控制单元根据第一换热单元的出水口温度对第一三通阀的导通进行控制，以实现通过蓄热池或水泵为第一换热单元提供冷媒，以及根据第二换热单元的进水口温度对第二三通阀的导通进行控制，以实现通过蓄热池或水泵为第二换热单元提供冷媒。由此，该系统根据两个换热单元的出水口温度，对两个换热单元的冷媒来源进行优化，保证内燃机与电池组始终工作在
最佳状态。
8.另外，根据本实用新型上述实施例的船舶的热管理控制系统，还可以具有如下的附加技术特征：
9.进一步地，船舶的热管理控制系统还包括：蓄热池加热装置，蓄热池加热装置用于对蓄热池内的冷媒进行加热；控制单元还用于，根据蓄热池冷媒温度对蓄热池加热装置进行控制。
10.进一步地，内燃机包括尾气排出口，船舶的热管理控制系统还包括：第三三通阀，第三三通阀的输入端与尾气排出口相连，第三三通阀的第一输出端朝向蓄热池；控制单元还用于，根据蓄热池冷媒温度和尾气温度对第三三通阀的导通进行控制，当控制第三三通阀的输入端与第三三通阀的第一输出端导通时，内燃机排出的尾气与蓄热池内的冷媒进行热交换。
11.具体地，第三三通阀的第二输出端连接有排放通道，排放通道的一端与第三三通阀的第二输出端相连，排放通道的另一端朝向大气；第三三通阀的第一输出端适于连接蓄热池的热交换通道，蓄热池的热交换通道的一端与第三三通阀的第一输出端相连，蓄热池的热交换通道的另一端与排放通道相连通。
12.具体地，控制单元在蓄热池冷媒温度大于等于第一预设温度阈值时，控制第三三通阀的输入端与第三三通阀的第二输出端导通，并控制蓄热池加热装置停止加热操作；在蓄热池冷媒温度小于第一预设温度阈值，且大于第二预设温度阈值时，如果尾气温度大于等于第一预设温度阈值，则控制第三三通阀的输入端与第三三通阀的第一输出端导通，并控制蓄热池加热装置停止加热操作，否则，控制第三三通阀的输入端与第三三通阀的第二输出端导通，并控制蓄热池加热装置执行加热操作；在蓄热池冷媒温度小于等于第二预设温度阈值时，控制蓄热池加热装置执行加热操作，如果尾气温度大于等于第一预设温度阈值，则控制第三三通阀的输入端与第三三通阀的第一输出端导通，否则，控制第三三通阀的输入端与第三三通阀的第二输出端导通。
13.具体地，第一三通阀的第一输入端适于与蓄热池的输出端相连，第一三通阀的第二输出入端适于与水泵的输出端相连，第一三通阀的输出端适于与第一换热单元的进水口相连，控制单元在第一换热单元的出水口温度小于等于第一预设温度时，控制第一三通阀的输出端与第一三通阀的第一输入端导通，否则，控制第一三通阀的输出端与第一三通阀的第二输入端导通。
14.具体地，控制单元在根据第一换热单元的出水口温度对第一三通阀的导通进行控制后，还用于，根据第一换热单元的进水口温度、第一换热单元的进水口压力和第一换热单元的出水口温度对下一周期中所述蓄热池或所述水泵流入第一换热单元的冷媒流量进行控制。
15.具体地，第二三通阀的第一输入端适于与蓄热池的输出端相连，第二三通阀的第二输入端适于与水泵的输出端相连，第二三通阀的输出端适于与第二换热单元的进水口相连，控制单元在第二换热单元的出水口温度小于等于第二预设温度时，控制第二三通阀的输出端与第二三通阀的第一输入端导通，否则，控制第二三通阀的输出端与第二三通阀的第二输入端导通。
16.具体地，控制单元在根据第二换热单元的出水口温度对第二三通阀的导通进行控
制后，还用于，根据第二换热单元的进水口温度、第二换热单元的进水口压力和第二换热单元的出水口温度对下一周期中所述蓄热池或所述水泵流入第二换热单元的冷媒流量进行控制。
17.为达到上述目的，本实用新型第二方面实施例提出了一种船舶，包括上述的船舶的热管理控制系统。
18.根据本实用新型的船舶，基于上述的船舶的热管理控制系统，根据两个换热单元的出水口温度，对两个换热单元的冷媒来源进行优化，保证内燃机与电池组始终工作在最佳状态。
19.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
20.图1为根据本实用新型一个实施例的船舶的热管理控制系统的方框示意图；
21.图2为根据本实用新型一个具体实施例的船舶的热管理控制系统的连接示意图；
22.图3为根据本实用新型一个实施例的船舶的方框示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.下面参考附图描述本实用新型提出的船舶的热管理控制系统和船舶。
25.图1为根据本实用新型一个实施例的船舶的热管理控制系统的方框示意图。
26.在本技术的一个实施例中，船舶包括内燃机和电池组。也就是说，该船舶为兼有内燃机和电池组的混合动力船舶。混合动力船舶相比传统内燃机船舶具有排放低、动力性优的优点，相比传统纯电力船舶具有初期通入成本低、续航能力强的优点。
27.传统内燃机船舶一般都是使用海水换热器来进行发动机冷却水的冷却，换热器内进行换热的冷却水是江河或者海里面的水，由于水的比热容大，冬季时江水的温度低，导致了换热器换热能力太强，将发动机冷却水的温度冷却的太低。发动机冷却水温度太低，会带走太多的气缸燃烧温度，会造成了船舶内燃机热效率低。
28.当前船用电池系统的热管理还是自然冷却为主，但随着电动船舶的不断推广，市场对船用电池系统的充放电倍率要求也在不断提高，给船用电池系统的热管理带来了新的挑战。自然冷却渐渐不能满足更高的使用需求，因此，船舶电池组的热管理对于船舶实现高效率电力推进有着重要意义。
29.为解决上述问题，本技术提出了一种船舶的热管理控制系统。
30.如图1所示，本技术的船舶的热管理控制系统可包括：蓄热池10、水泵20、第一换热单元30、第二换热单元40和控制单元50。
31.其中，第一换热单元30的进水口通过第一三通阀60分别与蓄热池10的输出端和水泵20的输出端相连，第一换热单元30用于通过其内部流经的冷媒与内燃机100进行热交换。
第二换热单元40的进水口通过第二三通阀70分别与蓄热池10的输出端和水泵20的输出端相连，第二换热单元40用于通过其内部流经的冷媒与电池组200进行热交换。控制单元50用于根据第一换热单元30的出水口温度对第一三通阀60的导通进行控制，以实现通过蓄热池10或水泵20为第一换热单元30提供冷媒，以及根据第二换热单元40的进水口温度对第二三通阀70的导通进行控制，以实现通过蓄热池10或水泵20为第二换热单元40提供冷媒。
32.具体地，蓄热池10用于对冷媒进行加热并控制冷媒温度保持在预设温度范围内。水泵20用于将船舶当前所处河流或海洋中的水抽取，以此作为冷媒提供给第一换热单元30和第二换热单元40进行热交换。其中，蓄热池10内的冷媒温度高于水泵20抽取的河流或海洋中的水温，蓄热池10内的冷媒可以为船舶当前所处河流或海洋中的水，通过加热操作对蓄热池10内的水进行温度控制。
33.第一换热单元30通过流经内部的冷媒与内燃机100进行热交换，实现对内燃机100的降温或升温操作。第二换热单元40通过流经内部的冷媒与电池组200进行热交换，实现对电池组200的降温或升温操作。第一换热单元30的出水口处设置有温度传感器，通过温度传感器对第一换热单元30的出水口温度t3s进行实时获取，并发送给控制器50。第二换热单元40的出水口处设置有温度传感器，通过温度传感器对第二换热单元40的出水口温度t4s进行实时获取，并发送给控制器50。其中，第一换热单元30的进水口、出水口相对内燃机100进行限定，第一换热单元30的进水口为与内燃机100开始进行热交换的输入端口，第一换热单元30的出水口为与内燃机100进行热交换后的输出端口。第二换热单元40的进水口、出水口相对电池组200进行限定，第二换热单元40的进水口为与电池组200开始进行热交换的输入端口，第二换热单元40的出水口为与电池组200进行热交换后的输出端口。
34.控制器50通过设置在第一换热单元30出水口处的温度传感器对第一换热单元30的出水口温度t3s进行实时获取，以此判断第一换热单元30与内燃机100进行热交换后的冷媒温度，控制器50根据第一换热单元30的出水口温度t3s对内燃机100的温度需求进行判断，从而确定内燃机100是需要加热还是降温，以对第一三通阀60进行控制。可以理解的是，当控制器50确定内燃机100需要加热升温时，则控制蓄热池10为第一换热单元30提供冷媒，当控制器50确定内燃机100需要冷却降温时，则控制水泵20为第一换热单元30提供冷媒。
35.同时，控制器50通过设置在第二换热单元40出水口处的温度传感器对第二换热单元40的出水口温度t4s进行实时获取，以此判断第二换热单元40与电池组200进行热交换后的冷媒温度，控制器50根据第二换热单元40的出水口温度t4s对电池组200的温度进行判断，从而确定电池组200是需要的温度需求，以此对第二三通阀70进行控制。可以理解的是，当控制器50确定电池组200需要加热升温时，则控制蓄热池10为第二换热单元40提供冷媒，当控制器50确定电池组200需要冷却降温时，则控制水泵20为第二换热单元40提供冷媒。
36.可以理解的是，过高或过低的冷媒温度都会严重影响内燃机100和电池组200的工作性能。例如，在冷媒温度过高时，对于内燃机100，会导致内燃机润滑油变质，从而失去润滑性能，破坏润滑油膜，加剧零件的摩擦磨损，这些都会导致发动机动力性、经济性、可靠性、耐久性的全面恶化；而对于电池组，冷媒温度过高会破坏电池组内的化学平衡，导致副反应，影响电池使用寿命，严重的情况可能导致热失控。当冷媒温度过低，对于内燃机100，会导致内燃机燃油燃烧不充分,降低内燃机的工作效率，而燃料燃烧不充分造成积碳，不仅增加燃料消耗，还污染环境，且如果发动机长期在低温下工作，会加速发动机内部零件的磨
损和失效；对于电池组，当冷媒温度过低时，电极的反应率下降，电池的功率输出也会下降，续航能力大大降低。
37.为保证内燃机100和电池组200处于最佳工作温度范围，该系统提供了两个冷媒来源，分别为蓄热池10和水泵20，并通过第一三通阀60实现对第一换热单元30的冷媒来源的控制，通过第二三通阀70实现对第二换热单元30的冷媒来源的控制，并基于第一换热单元30和第二换热单元40的出水口温度对内燃机100和电池组200的热交换需求进行判断，从而通过对第一三通阀60和第二三通阀70的控制调节第一换热单元30和第二换热单元40的冷媒来源，优化了冷媒来源，可以实现对内燃机100和电池组200的加热或冷却保证内燃机100和电池组200的温度处于最佳温度范围内，使内燃机100和电池组200始终工作在最佳状态。
38.需要说明的是，上述蓄热池10设置有水位检测传感器，实时监测蓄热池10的水位，并在蓄热池水位低于预设水位高度时，对蓄热池10进行补水，以保持蓄热池10内水量充足。
39.根据本技术的一个实施例，参照图2所示，该船舶的热管理控制系统还包括：蓄热池加热装置80，蓄热池加热装置80用于对蓄热池10内的冷媒进行加热。控制单元50还用于，根据蓄热池冷媒温度t5s对蓄热池加热装置80进行控制。
40.具体地，可预先设定蓄热池10的预设温度范围，当蓄热池冷媒温度t5s处于预设温度范围内时，认为蓄热池10内的水温处于最佳状态；当蓄热池冷媒温度t5s处于预设温度范围外时，需要对蓄热池内的冷媒进行升温或降温操作，以保证蓄热池10内的冷媒温度处于预设温度范围内。
41.示例性的，以冷媒为水为例，蓄热池10内设置蓄热池冷媒温度传感器t5，以对蓄热池10内的水温进行实时获取，以此作为蓄热池冷媒温度t5s，并将蓄热池冷媒温度t5s发送给控制器50。当控制器50确定蓄热池冷媒温度t5s低于预设温度范围中的预设温度最小值时，认为当前蓄热池水温较低，则控制蓄热池加热装置80启动，对蓄热池10内的水进行加热，直到蓄热池冷媒温度t5s处于预设温度范围内。当控制器50确定蓄热池冷媒温度t5s处于预设温度范围内时，认为当前蓄热池水温处于最佳温度范围，则控制蓄热池加热装置80停止加热，或者保持当前蓄热池加热装置80的加热状态，此处不作限定。当控制器50确定蓄热池冷媒温度t5s高于预设温度范围中的预设温度最大值时，控制蓄热池加热装置80停止加热。当蓄热池冷媒温度t5s高于预设温度范围中的预设温度最大值时，认为当前蓄热池水温较高，则控制蓄热池加热装置80停止加热操作，然后通过自然冷却使蓄热池10内的水温处于预设温度范围内。另外，除了上述自然冷却外，也可采用向蓄热池10内补充河流或海洋中的低温水来达到降温效果，此处不作限制。
42.根据本技术的一个实施例，参照图2所示，内燃机100包括尾气排出口，该船舶的热管理控制系统还包括：第三三通阀s3，第三三通阀s3的输入端与尾气排出口相连，第三三通阀s3的第一输出端朝向蓄热池10；控制单元50还用于，根据蓄热池冷媒温度t5s和尾气温度t6s对第三三通阀s3的导通进行控制，当控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第一输出端导通时，内燃机100排出的尾气与蓄热池10内的冷媒进行热交换。
43.具体而言，内燃机100燃料燃烧后的产物以尾气的形式通过内燃机100的尾气排出口排出。控制器50通过设置在尾气排出口的尾气温度传感器t6对尾气温度t6s进行实时获取，然后将获取的尾气温度t6s与蓄热池冷媒温度t5s相比较，并以此对第三三通阀s3的导通进行控制。当控制器50控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第一输出端导通
时，内燃机100排出的尾气与蓄热池10内的冷媒进行热交换后，排向大气，从而基于内燃机100排出的尾气度蓄热池10的水温进行调节。由此，该系统在内燃机100的尾气管路中设有内燃机尾气电控三通阀即第三三通阀s3，控制器50通过导线可控制内燃机尾气电控三通阀s3，以控制尾气是流向蓄热池10还是直接排向大气。
44.根据本技术的一个实施例，第三三通阀s3的第二输出端连接有排放通道，排放通道的一端与第三三通阀s3的第二输出端相连，排放通道的另一端朝向大气；第三三通阀s3的第一输出端适于连接蓄热池10的热交换通道，蓄热池10的热交换通道的一端与第三三通阀s3的第一输出端相连，蓄热池10的热交换通道的另一端与排放通道相连通。
45.具体地，蓄热池10的热交换通道可以横穿在蓄热池10内部，也可环绕式设置在蓄热池10的外表面，从而通过内部流经的尾气与蓄热池10内的冷媒进行热交换，此处不做限制。
46.当控制器50控制第三三通阀s3输入端与第二输出端导通时，内燃机10排出的尾气直接通过排放通道排向大气。当控制器50控制第三三通阀s3的输出端与第一输出端导通时，内燃机10排放的尾气流入蓄热池10的适于连接蓄热池10的热交换通道，在蓄热池10的热交换通道与蓄热池10执行热交换后，然后通过排放通道排放向大气。另外，蓄热池10的热交换通道的另一端也可根据实际情况连接下级管道，或者直接通过热交换通道的另一端将热交换后的尾气排出。
47.下面对控制单元50根据蓄热池冷媒温度t5s对蓄热池加热装置80的控制过程，以及根据蓄热池冷媒温度t5s和尾气温度t6s对第三三通阀s3的导通的控制过程进行举例说明。
48.根据本技术的一个实施例，控制单元50在蓄热池冷媒温度t5s大于等于第一预设温度阈值t5max时，控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第二输出端导通，并控制蓄热池加热装置80停止加热操作；在蓄热池冷媒温度t5s小于第一预设温度阈值t5max，且大于第二预设温度阈值t5min时，如果尾气温度t6s大于等于第一预设温度阈值t5max，则控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第一输出端导通，并控制蓄热池加热装置80停止加热操作，否则，控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第二输出端导通，并控制蓄热池加热装置80执行加热操作；在蓄热池冷媒温度t5s小于等于第二预设温度阈值t5min时，控制蓄热池加热装置80执行加热操作，如果尾气温度t6s大于等于第一预设温度阈值t5max，则控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第一输出端导通，否则，控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第二输出端导通。
49.具体而言，以(t5min，t5max)作为预设温度范围，控制器50根据蓄热池冷媒温度传感器t5确定当前蓄热池冷媒温度t5s，并将蓄热池冷媒温度t5s与预设温度范围(t5min，t5max)相比较，根据蓄热池冷媒温度t5s落入的区间范围确定具体的控制策略。
50.当控制器50确定蓄热池冷媒温度t5s≥t5max时，认为当前蓄热池100内的水温较高。因此，控制器50控制第三三通阀s3的输入端与第二输出端导通，使内燃机100排出的尾气直接通过排放通道排入大气，同时控制蓄热池加热装置80停止加热，以实现蓄热池冷媒温度t5s的降低。
51.当控制器50确定t5min＜t5s＜t5max时，认为当前蓄热池100内的水温处于最佳温度范围内，仅需控制蓄热池100的温度保持。此时，控制器50将获取的尾气温度t6s与第一预
设温度阈值t5max相比较，若t6s≥t5max，则控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第一输出端导通，并控制蓄热池加热装置80停止加热，即在尾气温度t6s≥t5max时，通过内燃机100排放的尾气流入蓄热池10的热交换通道以利用尾气热能对储热池10内的冷媒进行加热。若t6s＜t5max，则该温度下的尾气对蓄热池10的热交换效果较差，无法达到目标，因此控制器50控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第二输出端导通，使内燃机100排出的尾气直接排放至大气，并通过控制蓄热池加热装置80执行加热操作，其中，蓄热池加热装置80的加热功率可根据实际情况进行调节，例如可根据当前蓄热池冷媒温度t5s所处预设温度范围(t5min，t5max)的位置，对蓄热池加热装置80的加热功率进行确定。
52.当蓄热池冷媒温度t5s≤第二预设温度阈值t5min时，认为当前蓄热池10的水温较低。因此，控制器50控制蓄热池加热装置80执行加热操作。并将尾气温度t6s与第一预设温度阈值t5max相比较，若t6s≥t5max，则控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第一输出端导通，即将内燃机100排出的尾气通过蓄热池10的热交换通道排放至大气，通过蓄热池加热装置80和内燃机100排放的尾气热能同时对蓄热池10进行升温操作。若t6s＜t5max，则控制第三三通阀s3的输入端与第三三通阀s3的第二输出端导通，即，将内燃机100排出的尾气直接排放至大气，仅通过蓄热池加热装置80对蓄热池10进行升温操作。
53.由此，该实施例通过储热池加热装置80和内燃机100排放的尾气对储热池10内的冷媒温度进行调节，保证储热池10内的冷媒温度处于预设温度范围内，同时有效利用尾气热能，降低消耗与排放，
54.根据本技术的一个实施例，第一三通阀60的第一输入端适于与蓄热池10的输出端相连，第一三通阀60的第二输出入端适于与水泵20的输出端相连，第一三通阀60的输出端适于与第一换热单元30的进水口相连，控制单元50在第一换热单元30的出水口温度t3s小于等于第一预设温度t3min时，控制第一三通阀60的输出端与第一三通阀60的第一输入端导通，否则，控制第一三通阀60的输出端与第一三通阀60的第二输入端导通。
55.根据本技术的一个实施例，控制单元50在根据第一换热单元30的出水口温度t3s对第一三通阀60的导通进行控制后，还用于，根据第一换热单元30的进水口温度t1s、第一换热单元30的进水口压力p1s和第一换热单元30的出水口温度t3s对下一周期中蓄热池10或水泵20流入第一换热单元30的冷媒流量进行控制。
56.具体而言，以图2为例，控制器50通过第一换热单元30的进水口温度传感器t1对第一换热单元30的进水口温度t1s进行实时采集，通过第一换热单元30的进水口压力传感器p1对第一换热单元30的进水口压力p1s进行实时采集，通过第一换热单元30的出水口温度传感器t3对第一换热单元30的出水口温度t3s进行实时采集，图2中以s1表示第一三通阀。
57.首先，控制器50根据第一换热单元30的出水口温度t3s对第一三通阀s1的导通进行控制。当第一换热单元30的出水口温度t3s≤第一预设温度t3min时，控制第一三通阀s1的输出端与第一三通阀s1的第一输入端导通，第一换热单元30的冷媒来自蓄热池10。然后，控制器50根据第一换热单元30的进水口温度t1s、第一换热单元30的进水口压力p1s、以及第一换热单元30的出水口温度t3s执行对冷媒流量的pid(proportion-integral-derivative，比例-积分-微分)控制，对下一周期蓄热池10流入第一换热器单元30的冷媒流量进行实时调节。
58.控制器50以预设周期作为数据采集周期，即对上述第一换热单元30的进水口温度
t1s、第一换热单元30的进水口压力p1s、以及第一换热单元30的出水口温度t3s进行周期性获取，例如获取周期为100s，则控制器50以100s为周期，根据第一换热单元30的进水口温度t1s、第一换热单元30的进水口压力p1s、以及第一换热单元30的出水口温度t3s计算下一周期的第一三通阀s1的开度，从而对下一周期中蓄热池10流入第一换热器单元30的冷媒流量进行实时调节。
59.当第一换热单元30的出水口温度t3s》t3min时，控制第一三通阀s1的输出端与第一三通阀s1的第二输入端导通，第一换热单元30的冷媒来自水泵20。然后，控制器50根据第一换热单元30的进水口温度t1s、第一换热单元30的进水口压力p1s、以及第一换热单元30的出水口温度t3s计算下一周期的第一三通阀s1的开度，从而对下一周期水泵20流入第一换热器单元30的冷媒流量进行调节。
60.另外，当第一换热单元30的出水口温度t3s≥t3max时，发出内燃机冷却水超温故障的报警信号，其中，t3max》t3min。
61.根据本技术的一个实施例，第二三通阀70的第一输入端适于与蓄热池10的输出端相连，第二三通阀70的第二输入端适于与水泵20的输出端相连，第二三通阀70的输出端适于与第二换热单元40的进水口相连，控制单元50在第二换热单元40的出水口温度t4s小于等于第二预设温度t4min时，控制第二三通阀70的输出端与第二三通阀70的第一输入端导通，否则，控制第二三通阀70的输出端与第二三通阀70的第二输入端导通。
62.根据本技术的一个实施例，控制单元50在根据第二换热单元40的出水口温度t4s对第二三通阀70的导通进行控制后，还用于，根据第二换热单元40的进水口温度t2s、第二换热单元40的进水口压力p2s和第二换热单元40的出水口温度t4s对下一周期中蓄热池10或水泵20流入第二换热单元40的冷媒流量进行控制。
63.具体而言，以图2为例，控制器50通过第二换热单元40的进水口温度传感器t2对第二换热单元40的进水口温度t2s进行实时采集，通过第二换热单元40的进水口压力传感器p2对第二换热单元40的进水口压力p2s进行实时采集，通过第二换热单元40的出水口温度传感器t4对第二换热单元40的出水口温度t4s进行实时采集，图2中以s2表示第二三通阀。
64.首先，控制器50根据第二换热单元40的出水口温度t4s对第二三通阀s2的导通进行控制。当第二换热单元40的出水口温度t4s≤t4min时，控制第二三通阀s2的输出端与第二三通阀s2的第一输入端导通，第二换热单元40的冷媒来自蓄热池10。然后，控制器50根据第二换热单元40的进水口温度t2s、第二换热单元40的进水口压力p2s、第二换热单元40的出水口温度t4s执行对冷媒流量的pid控制，对下一周期的第二三通阀s2的开度进行确定，从而对蓄热池10流入第二换热单元40的冷媒流量进行实时调节。其中，周期可以为控制器50的数据采集周期，例如，周期时间为100s，具体可根据实际情况进行限定。
65.当第二换热单元40的出水口温度t4s》t4min时，控制第二三通阀s2的输出端与第二三通阀s2的第二输入端导通，第二换热单元40的冷媒来自水泵20。然后，控制器50根据第二换热单元40的进水口温度t2s、第二换热单元40的进水口压力p2s、第二换热单元40的出水口温度t4s计算下一周期的第二三通阀s2的开度，从而对下一周期水泵20流入第二换热单元40的冷媒流量进行调节。
66.另外，当二换热单元40的出水口温度t4s≥t4max时，发出电池组冷却水超温故障的报警信号，其中，t4max》t4min。
67.进一步地，该船舶的热管理控制系统，能全天候的实时调整第一换热单元和第二换热单元的冷媒来源以及冷媒流量，使内燃机与电池组始终工作在最佳状态，同时有效利用内燃机排放尾气，降低消耗与排放，提高电池组续航能力。
68.综上，根据本实用新型的船舶的热管理控制系统，第一换热单元的进水口通过第一三通阀分别与蓄热池的输出端和水泵的输出端相连，第一换热单元用于通过其内部流经的冷媒与内燃机进行热交换，第二换热单元的进水口通过第二三通阀分别与蓄热池的输出端和水泵的输出端相连，第二换热单元用于通过其内部流经的冷媒与电池组进行热交换，控制单元根据第一换热单元的出水口温度对第一三通阀的导通进行控制，以实现通过蓄热池或水泵为第一换热单元提供冷媒，以及根据第二换热单元的进水口温度对第二三通阀的导通进行控制，以实现通过蓄热池或水泵为第二换热单元提供冷媒。由此，该系统根据两个换热单元的出水口温度，对两个换热单元的冷媒来源进行优化，保证内燃机与电池组始终工作在最佳状态。
69.对应上述实施例，本实用新型还提出了一种船舶。
70.如图3所示，本实用新型的船舶1000包括上述的船舶的热管理控制系统1100。
71.根据本实用新型的船舶，基于上述的船舶的热管理控制系统，根据两个换热单元的出水口温度，对两个换热单元的冷媒来源进行优化，保证内燃机与电池组始终工作在最佳状态。
72.应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
73.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
74.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
75.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
76.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围
内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种船舶的热管理控制系统，其特征在于，所述船舶包括内燃机和电池组，所述系统包括：蓄热池；水泵；第一换热单元，所述第一换热单元的进水口通过第一三通阀分别与所述蓄热池的输出端和所述水泵的输出端相连，所述第一换热单元用于通过其内部流经的冷媒与所述内燃机进行热交换；第二换热单元，所述第二换热单元的进水口通过第二三通阀分别与所述蓄热池的输出端和所述水泵的输出端相连，所述第二换热单元用于通过其内部流经的冷媒与所述电池组进行热交换；以及控制单元，所述控制单元用于根据所述第一换热单元的出水口温度对所述第一三通阀的导通进行控制，以实现通过所述蓄热池或所述水泵为所述第一换热单元提供所述冷媒，以及根据所述第二换热单元的进水口温度对所述第二三通阀的导通进行控制，以实现通过所述蓄热池或所述水泵为所述第二换热单元提供所述冷媒。2.根据权利要求1所述的热管理控制系统，其特征在于，所述系统还包括：蓄热池加热装置，所述蓄热池加热装置用于对所述蓄热池内的冷媒进行加热；所述控制单元还用于，根据所述蓄热池冷媒温度对所述蓄热池加热装置进行控制。3.根据权利要求2所述的热管理控制系统，其特征在于，所述内燃机包括尾气排出口，所述系统还包括：第三三通阀，所述第三三通阀的输入端与所述尾气排出口相连，所述第三三通阀的第一输出端朝向所述蓄热池；所述控制单元还用于，根据所述蓄热池冷媒温度和所述尾气温度对所述第三三通阀的导通进行控制，当控制所述第三三通阀的输入端与所述第三三通阀的第一输出端导通时，所述内燃机排出的尾气与所述蓄热池内的冷媒进行热交换。4.根据权利要求3所述的热管理控制系统，其特征在于，所述第三三通阀的第二输出端连接有排放通道，所述排放通道的一端与所述第三三通阀的第二输出端相连，所述排放通道的另一端朝向大气；所述第三三通阀的第一输出端适于连接所述蓄热池的热交换通道，所述蓄热池的热交换通道的一端与所述第三三通阀的第一输出端相连，所述蓄热池的热交换通道的另一端与所述排放通道相连通。5.根据权利要求4所述的热管理控制系统，其特征在于，所述控制单元，还用于：在所述蓄热池冷媒温度大于等于第一预设温度阈值时，控制所述第三三通阀的输入端与所述第三三通阀的第二输出端导通，并控制所述蓄热池加热装置停止加热操作；在所述蓄热池冷媒温度小于所述第一预设温度阈值，且大于第二预设温度阈值时，如果所述尾气温度大于等于所述第一预设温度阈值，则控制所述第三三通阀的输入端与所述第三三通阀的第一输出端导通，并控制所述蓄热池加热装置停止加热操作，否则，控制所述第三三通阀的输入端与所述第三三通阀的第二输出端导通，并控制所述蓄热池加热装置执行加热操作；在所述蓄热池冷媒温度小于等于所述第二预设温度阈值时，控制所述蓄热池加热装置
执行加热操作，如果所述尾气温度大于等于所述第一预设温度阈值，则控制所述第三三通阀的输入端与所述第三三通阀的第一输出端导通，否则，控制所述第三三通阀的输入端与所述第三三通阀的第二输出端导通。6.根据权利要求1所述的热管理控制系统，其特征在于，所述第一三通阀的第一输入端适于与所述蓄热池的输出端相连，所述第一三通阀的第二输出入端适于与所述水泵的输出端相连，所述第一三通阀的输出端适于与所述第一换热单元的进水口相连；所述控制单元在所述第一换热单元的出水口温度小于等于第一预设温度时，控制所述第一三通阀的输出端与所述第一三通阀的第一输入端导通，否则，控制所述第一三通阀的输出端与所述第一三通阀的第二输入端导通。7.根据权利要求6所述的热管理控制系统，其特征在于，在根据所述第一换热单元的出水口温度对所述第一三通阀的导通进行控制后，所述控制单元还用于，根据所述第一换热单元的进水口温度、所述第一换热单元的进水口压力和所述第一换热单元的出水口温度对下一周期中所述蓄热池或所述水泵流入所述第一换热单元的冷媒流量进行控制。8.根据权利要求1所述的热管理控制系统，其特征在于，所述第二三通阀的第一输入端适于与所述蓄热池的输出端相连，所述第二三通阀的第二输入端适于与所述水泵的输出端相连，所述第二三通阀的输出端适于与所述第二换热单元的进水口相连；所述控制单元在所述第二换热单元的出水口温度小于等于第二预设温度时，控制所述第二三通阀的输出端与所述第二三通阀的第一输入端导通，否则，控制所述第二三通阀的输出端与所述第二三通阀的第二输入端导通。9.根据权利要求8所述的热管理控制系统，其特征在于，在根据所述第二换热单元的出水口温度对所述第二三通阀的导通进行控制后，所述控制单元还用于，根据所述第二换热单元的进水口温度、所述第二换热单元的进水口压力和第二换热单元的出水口温度对下一周期中所述蓄热池或所述水泵流入所述第二换热单元的冷媒流量进行控制。10.一种船舶，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的船舶的热管理控制系统。

技术总结
本实用新型公开了一种船舶及其热管理控制系统，所述船舶包括内燃机和电池组，所述系统包括：蓄热池；水泵；第一换热单元，第一换热单元用于通过其内部流经的冷媒与内燃机进行热交换；第二换热单元，第二换热单元用于通过其内部流经的冷媒与电池组进行热交换；以及控制单元，控制单元用于根据第一换热单元的出水口温度对第一三通阀的导通进行控制，以实现通过蓄热池或水泵为第一换热单元提供冷媒，以及根据第二换热单元的进水口温度对第二三通阀的导通进行控制，以实现通过蓄热池或水泵为第二换热单元提供冷媒。该系统根据两个换热单元的出水口温度，对两个换热单元的冷媒来源进行优化，保证内燃机与电池组始终工作在最佳状态。态。态。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：章鱼博士智能技术（上海）有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/3/21