具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，船用电池模块，该电池模块包括：第一模组和第二模组，所述第一模组和第二模组串联；

所述第一模组包括第一电池组，第二电池组和第三电池组，所述第一电池组设有多个电芯，所述多个电芯为并联状态；所述第二电池组和第三电池组内设置与第一电池组数目相同的并联的电芯；

所述第一电池组内的多个电芯的正极和负极分别通过一块铝板1连接固定；

所述第二电池组内的多个电芯的负极通过铝板1与第一电池组内的多个电芯的负极连接，第二电池组内的多个电芯的正极与所述第三电池组内的多个电芯的正极通过铝板1连接，第三电池组内的多个电芯的负极通过铝板1连接固定；

所述第二模组内电芯的设置结构与第一模组相同。

进一步地，第二模组的第一电池组的多个电芯的负极与第一模组的第三电池组的多个电芯的负极通过铝板1连接。

进一步地，第一电池组，第二电池组和第三电池组内电芯的数量均为8个。

具体的，第一电池组，第二电池组和第三电池组中的电芯均为8P1S(S表示串联、P表示并联)，而第一模组便为8P3S，第二模块也是如此。

进一步地，电池模块的高度为单电芯的高度。

进一步地，铝板1的厚度为3mm。

进一步地，电芯为圆柱体电芯。

具体的，单体电芯是的电流为28AH，电压为3.2V，均采用大圆柱全极耳技术，电芯正极、负极的集流体全部在轴向用金属铜经激光焊接与电芯电极连接，连接处设置保险软连接条。电池间连接采用激光熔焊在一体。

进一步地，电芯正极、负极的集流体在轴向通过金属铜焊接。

本发明还提供了一种测量船用电池模块中的单电芯的电压和温度的检测方法：

基于上述船用电池模块中的单电芯的电压检测方法，测量第一电池组内的多个电芯的正极和负极上安装的铝板1的电压，该电压为所述电池模块中每个单体电芯的等效电压，见图1中的电压检测点2。

具体地，由于单体电芯在电池箱中以单体高度顺序排列，单体电芯电压的检测实际上是测量8P1S模块(即第一电池组)正、负端的电压。8个单体电芯的电极正对正、负对负通过3mm铝板1并接而成。电阻率非常小，正极、负极汇流板与正负极柱可视为等电位体，故并联的电芯的电压与汇流排的电压基本相等的。因此，通过测量并联电芯的铝汇流板的电压即可得到每个电芯的电压。

利用上述等效方法用万用表测量单体电芯电压，将万用表的正负表笔分别接在8P1S电池模块的正负极汇流板，测量8P1S模块在0.5C(100A)放电时的电压，8P1S模块端电压与各电芯电压的实验测量值如表1所示。

表1电池单体电压测量值

测试结论：

在0.5C放电状态下，8P1S最小单体电压为3.295V，单体最高为3.297V，压差为2mV，小于BMS采样精度(5mV)，因此可以认定通过测量8P1S模块正负极铝汇流板的电压可以反映各个单体电芯的真实电压。

基于上述船用电池模块中的单电芯的温度检测方法，测量第一电池组内的多个电芯的正极和负极上安装的铝板1的温度，该温度为所述电池模块中每个单体电芯的等效温度。

具体地，由于本发明所选电芯为圆柱体电芯，电芯轴向热传导性能相对优异，轴向的散热较径向更为突出，且铝汇流板热阻及热容较小，从电芯几何中心传导至铝汇流板的热量很快能达到热平衡，电芯串、并联正负极各个铝汇流板可视为等温面。因此，单体电芯温度的检测实际上是测量8P1S模块(即第一电池组)正、负极汇流铝板1的温度。通过检测每块电芯串、并联连接铝汇流板的温度即可对模组中每个电芯温度进行测量。

具体地，利用上述等效方法用温度测试仪测量8P1S模块温度，选取正极汇流板、负极汇流板、单体电芯圆柱外壳中部三个测温点将探头用胶带固定在测温点上，在室温下以0.5C放电进行测量，选择一个电池单体在测试开始计时20S利用短路仪进行短路，制造短路故障。搁置1h记录各测温点及温度变化，记录的温度变化曲线如图所示。

(1)在计时开始20秒时进行短路，从温度记录曲线中可以看出，短路试验单体电芯正极软连接处(试验单体电芯正极极柱)温度上升最快，正极汇流板其次，说明短路试验单体电芯的热量首先传导到单体电芯正极极柱，然后再传导至正极汇流板。而短路试验单体电芯外壳温度是径向传热，相比较前两个测温点温升上升要慢。在110秒(短路后90秒内)前，正极汇流板的温度上升要高于短路试验单体电芯外壳温度。

(2)在短路试验单体电芯温度上升期间(持续分析70秒)，正极汇流板温度从25℃上升到110℃，温升速率为1.2℃/s。

(3)在计时90秒时间点，短路放电结束，短路试验单体电芯内部产热停止，但由于8个电芯正极利用铝汇流板连接在一起，正极汇流板的热量要继续传导给其他7节正常电池和负极汇流板，正常单体温度和汇流板温度开始上升。但时间变化，热量在空气中的扩散，短路试验单体电芯正极软连接处及正极汇流板的温度开始下降。

(4)从记录的温度曲线可以看出，正极汇流板温度变化快于负极汇流板和正常电池外壳的温度变化，由于散热，正极汇流板温度下降时，负极汇流板和正常电池壳体的温度还会继续上升，慢慢趋于平稳。

(5)由于每个电芯都有塑料外套，具有保温作用，因此，短路试验单体电芯外壳的温度下降较为缓慢，从而也说明电芯正负极之间的热传导要快于像外壳扩散，因此，测试正负极汇流板的温度可以等效检测电芯的温度变化。

采用本发明测量8P6S电池模组，温度检测点在三个负极汇流板设置三个测温点，在四块正极汇流板设置四个测温点，整个8P6S电池模组设置7个测温点。BMS采样周期为1s，并通过温升速率及与其他电池温度的比较，可以在5s内，判定单体电芯因故障而导致的温度异常，并采取相应的报警和安全措施；单体电芯均按电芯高度顺序排列，8P6S电池模组仅需设置6个电压监测点。压差为2mV，小于BMS采样精度(5mV)；相比较于48个电芯，单体温度监测点少41个，电压检测点少42个。整体个系统成本节约30％，体积缩小近50％，达到实用适用效果。

电芯异常情况下温度、电压的检测和判定原理

借鉴乘用车车载电池的失效案例，电池模组中电芯异常模式主要分为：单体电芯容量衰弱、单体电芯内部开路、单体电芯内部短路、单体电芯内部过热等4种情况。

(1)如果相互并联的电芯中一个或一个以上电芯发生严重容量衰减，该并联的电芯容量会低于其他并联电芯，根据干电池特性，在充电阶段其会首先被充饱和，在放电阶段同样会首先放完。因此，在端电压上比其他电芯会存在明显电压差。如果出现此类问题电池管理系统BMS就很容易判定该并联电芯容量已衰减或开路，并进行报警提示，从而确认衰减电芯的位置。

(2)如果并联电芯中有电芯发生内部短路，正负极之间就相当于导线接通，正负极之间将不存在电位差，该并联的电芯端电压会瞬间快速跌落，由于BMS检测电芯端电压的采样周期反应时间一般为毫秒级，可快速检测到这一并联电芯的电压变化，即可判定该并联电芯发生内部短路，将进行报警并切断该簇直流母线的控制接触器进行保护。

(3)如果个别电芯由于电性能恶化，导致内部产生大量热量，由于汇流板热传导性能较好，热量会迅速传导至电芯并联铝汇流板，该电芯并联铝汇流板温度快速上升，将与其它正常电芯温度存在明显温差，BMS即可判定该并联电芯温度过高，在发生热失控(电芯温度到达130℃)之前报警并切断控制接触器进行保护。