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CN107069895A - 一种内河支线船舶 - Google Patents

一种内河支线船舶 Download PDF

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CN107069895A
CN107069895A CN201710427251.1A CN201710427251A CN107069895A CN 107069895 A CN107069895 A CN 107069895A CN 201710427251 A CN201710427251 A CN 201710427251A CN 107069895 A CN107069895 A CN 107069895A
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CN
China
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power
inland
lithium battery
power system
battery pack
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CN201710427251.1A
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English (en)
Inventor
王平
王金苓
罗元方
肖乐
匡剑
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Guangdong Guangxin Marine Engineering Equipment Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Guangxin Marine Engineering Equipment Research Institute Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种内河支线船舶，其包括船体和安装在船体上的推进设备，其特征在于，内河支线船舶还包括安装在船体上为推进设备提供电源的动力系统，所述动力系统包括主汇流排、直流配电板和锂电池组，锂电池组连接于主汇流排上，主汇流排安装于直流配电板上，推进设备电连接于直流配电板上。本发明的优点在于适于内河支线运输的船舶，不但可以避免对环境的污染，而且相对常规船舶而言增加了载货的数量和数量，提高了经济效益。

Description

一种内河支线船舶
技术领域
本发明涉及一种内河支线船舶。
背景技术
内河支线船舶作为船舶应用的一个分支，在社会经济生活中有大量的应用。内河支线船舶主要用于城市内部旅游和货物转运等用途，航行航程较短，码头固定，载重量相对于海船较小。
常规内河支线船舶与其它船舶一样，其动力系统均采用柴油机驱动，因为船舶载重量较大，要消耗大量的石油燃料，船舶本身还需要设计一定容量的燃油舱在储存燃料油，因而减少了船舶载货重量和数量。
另外，这种常规动力系统的船舶，因为其载重量较大，全船的内燃机要消耗大量的石油燃料，特别是用于推进的主内燃机，有时候还需要烧重油。这种油料的污染物排放远超普通油料，因而会对环境，特别是内河沿岸城市的环境造成影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适于内河支线运输的船舶，其不但可以避免对环境的污染，而且相对常规船舶而言增加了载货的数量和数量，提高了经济效益。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种内河支线船舶，包括船体和安装在船体上的推进设备，其特征在于，内河支线船舶还包括安装在船体上为推进设备提供电源的动力系统，所述动力系统包括主汇流排、直流配电板和锂电池组，锂电池组连接于主汇流排上，主汇流排安装于直流配电板上，推进设备电连接于直流配电板上。
本发明可通过如下方案进行改进：
动力系统还包括与所述锂电池组汇总连接于主汇流排上的电容组，动力系统共有分关联连接在两段副汇流排上的锂电池组和电容组，两段副汇流排之间设置有隔离开关，两段副汇流排和隔离开关关联连接到主汇流排上。
在两段副汇流排上，分别接有用于对相对应的锂电池组和电容组进行充电的充电箱，所述充电箱安装设置在船体主甲板上接近船舷的位置。
内河支线船舶还配置有能与充电箱可拆装连接的并提供电源的充电桩，所述充电桩设置在岸边的码头上。
推进设备包括交流推进电机，交流推进电机配置连接有变频驱动器。
每一所述锂电池组由三组锂电池组成，每组锂电池组由188只规格为DC3.2V，500AH锂电池串联组成规格为DC600V，500AH的电池组，每一电容组由二组电容器组所组成，每组电容器组为由13只规格为DC48V，3000F的电容器串联而组成规格为DC600V，3000F的电容器组。
内河支线船舶还设置有电力系统，电力系统包括电力专用汇流排和连接在电力专用汇流排的锂电池组，电力专用汇流排通过一开关与所述主汇流排连接。
所述电力系统共用两组锂电池组，该锂电池组由六组锂电池组成，每组锂电池组由188只规格为DC3.2V，500AH锂电池串联组成规格为DC600V，500AH的电池组。
所述电力系统还设置有至少一台将由电力系统之锂电池组的直流电源逆变成AC380V交流电的30KW逆变器。
所述电力系统还配置有一台用以对电源进行分配的交流配电装置。
本发明的优点在于：1、利用内河支线船舶航程较短且较固定的特点，取消现有的普通推进系统的柴油机，利用电池组作为主要电源，同时在码头设置充电设备，可以避免对环境的污染；2、通过对系统的改进，不使用柴油机，因而可以减少石油燃料的使用，避免对环境的污染；3、系统的改进，因而不再需要设置专用的燃料油舱室，由此减少了舱室对船舶载重量的占用，提高了船舶的载重量，提高了经济效益。
附图说明
图1是实施例中内河支线船舶部分装置的安装布置结构示意图(侧视状态)。
图2是实施例中内河支线船舶部分装置的安装布置结构示意图(俯视状态)。
图3是实施例中动力系统和电力系统各部分的连接结构示意图。
具体实施方式
如附图1和附图2所示的一种内河支线船舶，包括船体、及安装在船体上的推进设备3和为推进设备3提供电源的动力系统。具体而言，本船可以是一类适用于内河支线货物运输的小型船舶，其总长度在70.5m，宽度在13.9m，吃水3.4m，载货量约2000t。
所述动力系统包括主汇流排11、直流配电板2和锂电池组14，锂电池组连接于主汇流排11上，主汇流排11安装于直流配电板2上，推进设备3电连接于直流配电板2上。更好的一种方式是动力系统还包括与所述锂电池组汇总连接于主汇流排11上的电容组，动力系统共有分关联连接在两段副汇流排12上的锂电池组和电容组15，两段副汇流排12之间设置有隔离开关13，两段副汇流排12和隔离开关13关联连接到主汇流排11上。
较优的一种方式是，动力系统共有分左右关联连接在两段副汇流排12上的锂电池组和电容组，两段副汇流排12之间设置有隔离开关13，两段副汇流排12和隔离开关13关联连接到主汇流排11上。使用时，隔离开关13长期接通，当隔离开关13的左边或右边任一部分出现故障时，可将隔离开关13打开以隔离故障部分，无故障部分任可继续保持船舶具有一定的动力。
如附图3所示，每一所述锂电池组由六组锂电池组成，每组锂电池组由188只规格为DC3.2V，500AH锂电池串联组成规格为DC600V，500AH的电池组，每一电容组由四组电容器组所组成，每组电容器组为由13只规格为DC48V，3000F的电容器串联而组成规格为DC600V，3000F的电容器组。
六组锂电池与四组超级电容主要作为本船的推进系统动力，锂电池作为常规能源，持续向动力系统提供电能。而超级电容因具有较好的快速大电流放电能力，用于补充推进系统当船舶忽然加速或者受到风浪影响时的超大功率需求，同时也可在系统功率富余时消耗(储存)一定的富余功率。
锂电池组和电容组的容量，经计算可以确保本船舶在其固定的航线航程内完成单个行程，即由起始码头到达目的码头。
所述的副汇流排12为被安装于直流配电板2上的600V直流汇流排。直流配电板2是本船动力系统直流电力分配的重要组成部分。
在两段副汇流排12上，分别接有用于对相对应的锂电池组和电容组进行充电的充电箱4，所述充电箱4安装设置在船体主甲板上接近船舷的位置。
推进设备3包括交流推进电机31，交流推进电机31配置连接有变频驱动器32。本船配置的推进设备3是两台适用于内河浅水灵活型的直翼全向推进器，交流推进电机31功率为160kW，直翼全向推进器带动直翼浅水螺旋桨，推进船舶运动。
内河支线船舶还配置有能与充电箱4可拆装连接的并提供电源的充电桩，所述充电桩设置在岸边的码头上。充电桩属于本船系统重要组成部分，但并不安装于本船上，因此在附件中并无标注。
具体到本船，需要在其起始码头和目的码头均设置专用充电桩，专用充电桩共8路，每一路充电功率约120KW,DC600V 200A，其中6路专用于向推进动力电源充电，充电时间经过计算可以确保在装货或卸货期间将电源充满。
交流推进电机31功率为160kW，带动直翼浅水螺旋桨，推进船舶运动。推进系统功率总需求共为320kW，设计实用功率需要求为220kW，按单航程8小时计算，本船需要电量1760kWh，本船推进系统锂电池组可提供电量为300kWh*6时，约1800kWh的电量。
另外，内河支线船舶还设置有电力系统，电力系统包括电力专用汇流排和连接在电力专用汇流排的锂电池组，电力专用汇流排通过一开关与所述主汇流排11连接，该开关长期断开，只有当出现紧急情况或者进行调试等其它特殊需要时才与主汇流排11接通。电力专用汇流排也安装连接在所述直流配电板2上，电力专用汇流排采用600V直流汇流排规格。
所述电力系统共用两组锂电池组，该锂电池组由六组锂电池组成，每组锂电池组由188只规格为DC3.2V，500AH锂电池串联组成规格为DC600V，500AH的电池组。
所述电力系统还设置有至少一台将由电力系统之锂电池组的直流电源逆变成AC380V交流电的30KW逆变器5。具体而言，本船电力系统设置两台30kW的逆变器5，通过将电力直流电源逆变成AC380V交流电，向本船航行过程中必需要的机械及安全设备提供电源，两台逆变器5互相备用，平时只使用一台。
所述电力系统还配置有一台用以对电源进行分配的交流配电装置6，交流配电装置6是本船日常生活，工作进行电源分配的重要设备，是本船系统的重要组成部分。
在本船的航行过程中，通过交流配电装置6向本船航行必要设备进行供电，电源来自经过逆变器5的2组专用锂电池组，此时，本船的工作机械设备不工作。当本船靠码头后，将其它系统切断，电池组接充电桩进行充电。本船的工作机械通过设置在交流配电板上的岸电接口接入岸电，带动所有工作机械工作。
上述实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内河支线船舶，包括船体和安装在船体上的推进设备，其特征在于，内河支线船舶还包括安装在船体上为推进设备提供电源的动力系统，所述动力系统包括主汇流排、直流配电板和锂电池组，锂电池组连接于主汇流排上，主汇流排安装于直流配电板上，推进设备电连接于直流配电板上。
2.根据权利要求1所述的一种内河支线船舶，其特征在于：动力系统还包括与所述锂电池组汇总连接于主汇流排上的电容组，动力系统共有分关联连接在两段副汇流排上的锂电池组和电容组，两段副汇流排之间设置有隔离开关，两段副汇流排和隔离开关关联连接到主汇流排上。
3.根据权利要求2所述的一种内河支线船舶，其特征在于：在两段副汇流排上，分别接有用于对相对应的锂电池组和电容组进行充电的充电箱，所述充电箱安装设置在船体主甲板上接近船舷的位置。
4.根据权利要求2所述的一种内河支线船舶，其特征在于：内河支线船舶还配置有能与充电箱可拆装连接的并提供电源的充电桩，所述充电桩设置在岸边的码头上。
5.根据权利要求1所述的一种内河支线船舶，其特征在于：推进设备包括交流推进电机，交流推进电机配置连接有变频驱动器。
6.根据权利要求2至5任一权利要求所述的一种内河支线船舶，其特征在于：每一所述锂电池组由三组锂电池组成，每组锂电池组由188只规格为DC3.2V，500AH锂电池串联组成规格为DC600V，500AH的电池组，每一电容组由二组电容器组所组成，每组电容器组为由13只规格为DC48V，3000F的电容器串联而组成规格为DC600V，3000F的电容器组。
7.根据权利要求1至5任一权利要求所述的一种内河支线船舶，其特征在于：内河支线船舶还设置有电力系统，电力系统包括电力专用汇流排和连接在电力专用汇流排的锂电池组，电力专用汇流排通过一开关与所述主汇流排连接。
8.根据权利要求7所述的一种内河支线船舶，其特征在于：所述电力系统共用两组锂电池组，该锂电池组由六组锂电池组成，每组锂电池组由188只规格为DC3.2V，500AH锂电池串联组成规格为DC600V，500AH的电池组。
9.根据权利要求8所述的一种内河支线船舶，其特征在于：所述电力系统还设置有至少一台将由电力系统之锂电池组的直流电源逆变成AC380V交流电的30KW逆变器。
10.根据权利要求9所述的一种内河支线船舶，其特征在于：所述电力系统还配置有一台用以对电源进行分配的交流配电装置。
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