本發(fā)明涉及船舶動力系統(tǒng)，具體涉及一種大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電池動力船舶是船舶行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和轉(zhuǎn)型升級的重要途徑。當(dāng)前電動船舶普遍以固定電池艙的設(shè)計(jì)居多，使用的電池數(shù)量較少，裝船電池容量較小，不能滿足長江及沿海航運(yùn)對電動船舶長續(xù)航里程、大載貨量的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種使用大容量電池、換電式的電池動力集裝箱船的動力系統(tǒng)，船舶采用純電池動力推進(jìn)，電池系統(tǒng)采用可移動式集裝箱電源，當(dāng)船舶停泊碼頭時，通過更換電池的方式，快速實(shí)現(xiàn)動力系統(tǒng)的能量補(bǔ)充。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)，包括直流配電板、集裝箱移動電源組、推進(jìn)電機(jī)；直流配電板內(nèi)設(shè)有直流母排，直流母排連接有若干dc/dc模塊，每個dc/dc模塊均接通至獨(dú)立的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜，設(shè)置若干獨(dú)立的集裝箱移動電源組，每個開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜均連接至對應(yīng)的集裝箱移動電源組，集裝箱移動電源組包括若干箱式電源以及與箱式電源對應(yīng)布置的接線箱，每個箱式電源通過對應(yīng)的接線箱連接至開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜并通過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜單獨(dú)控制通斷。本動力系統(tǒng)的直接電力來源為集裝箱移動電源組，工作時，同一時間內(nèi)每個集裝箱移動電源組只有一個箱式電源對直流母排進(jìn)行供電，當(dāng)上一個箱式電源的電量低時，自動轉(zhuǎn)換為同一集裝箱移動電源組內(nèi)下一個箱式電源。

3、優(yōu)選的，直流母排包括第一直流母排和第二直流母排，第一直流母排和第二直流母排分別連接一半數(shù)量的dc/dc模塊，第一直流母排和第二直流母排之間通過直流固態(tài)開關(guān)連接。需要進(jìn)一步說明的，為了做到安全冗余，通過在直流配電板的直流母排上設(shè)置直流固態(tài)開關(guān)將直流母排分為第一直流母排和第二直流母排，如果發(fā)生直流母排短路，直流固態(tài)開關(guān)以20us左右速度隔離故障，可以確保非故障母排不會受到任何電壓上擾動，保持持續(xù)運(yùn)行。

4、優(yōu)選的，設(shè)置備用發(fā)電機(jī)組接入直流配電板，備用發(fā)電機(jī)組包括第一備用發(fā)電機(jī)和第二備用發(fā)電機(jī)，第一備用發(fā)電機(jī)通過第一ac/dc整流模塊接入第一直流母排，第二備用發(fā)電機(jī)通過第二ac/dc整流模塊接入第二直流母排。需要進(jìn)一步說明的，配置兩臺備用發(fā)電機(jī)，當(dāng)全部集裝箱移動電源組均無法進(jìn)行供電時，啟動備用發(fā)電機(jī)，通過ac/dc整流模塊將供電分接至兩段直流母線。

5、優(yōu)選的，第一直流母排依次連接有第一斬波器和第一峰值電壓限制器，第二直流母排依次連接有第二斬波器和第二峰值電壓限制器。需要進(jìn)一步說明的，斬波器和峰值電壓限制器共同組成制動能量回收裝置，用來消耗直流母排短路或船舶緊急制動產(chǎn)生的多余能量。

6、優(yōu)選的，設(shè)置交流配電板，第一直流母排依次連接第一逆變電源、第一隔離變壓器并接通至交流配電板，第二直流母排依次連接第二逆變電源、第二隔離變壓器并接通至交流配電板。需要進(jìn)一步說明的，直流配電板通過逆變電源向交流配電板供電，交流配電板將電分配給全船用電設(shè)備，同一時間只有一個逆變電源向交流配電板進(jìn)行供電，第一逆變電源和第二逆變電源互為備用向交流配電板供電，實(shí)現(xiàn)安全冗余。

7、優(yōu)選的，第二直流母排依次連接有側(cè)推電機(jī)驅(qū)動器和側(cè)推電機(jī)。

8、優(yōu)選的，設(shè)置第一推進(jìn)電機(jī)接通至直流配電板內(nèi)的第一電機(jī)驅(qū)動器，第一推進(jìn)電機(jī)依次連接至第一推進(jìn)齒輪箱、第一推進(jìn)裝置，設(shè)置第二推進(jìn)電機(jī)接通至直流配電板內(nèi)的第二電機(jī)驅(qū)動器，第二推進(jìn)電機(jī)依次連接至第二推進(jìn)齒輪箱、第二推進(jìn)裝置。

9、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

10、1、本發(fā)明通過采用集裝箱移動電源組，可以根據(jù)船舶的需要配置相應(yīng)數(shù)量的集裝箱移動電源組，適用各種型號的船舶；

11、2、本發(fā)明采用的集裝箱移動電源組，可在碼頭實(shí)現(xiàn)快速更換，避免長時間的充電，實(shí)現(xiàn)船舶能源的快速補(bǔ)充；

12、3、本發(fā)明中的集裝箱移動電源組采用多個獨(dú)立箱式電源編排為一組的方式，同一時間只有一個箱式電源單獨(dú)供電，當(dāng)上一個箱式電源的電量不足時，通過同組內(nèi)箱式電源的快速更換，實(shí)現(xiàn)船舶配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；

13、4、本發(fā)明中通過配置雙推進(jìn)電機(jī)、雙直流母排，當(dāng)任意一端發(fā)生故障時，另一端的設(shè)備還能維持正常運(yùn)行，保證船舶動力的安全性。

技術(shù)特征：

1.一種大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)，其特征在于：包括直流配電板、集裝箱移動電源組、推進(jìn)電機(jī)；直流配電板內(nèi)設(shè)有直流母排，直流母排連接有若干dc/dc模塊，每個dc/dc模塊均接通至獨(dú)立的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜，設(shè)置若干獨(dú)立的集裝箱移動電源組，每個開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜均連接至對應(yīng)的集裝箱移動電源組，集裝箱移動電源組包括若干箱式電源以及與箱式電源對應(yīng)布置的接線箱，每個箱式電源通過對應(yīng)的接線箱連接至開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜并通過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜單獨(dú)控制通斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)，其特征在于：直流母排包括第一直流母排和第二直流母排，第一直流母排和第二直流母排分別連接一半數(shù)量的dc/dc模塊，第一直流母排和第二直流母排之間通過直流固態(tài)開關(guān)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)，其特征在于：設(shè)置備用發(fā)電機(jī)組接入直流配電板，備用發(fā)電機(jī)組包括第一備用發(fā)電機(jī)和第二備用發(fā)電機(jī)，第一備用發(fā)電機(jī)通過第一ac/dc整流模塊接入第一直流母排，第二備用發(fā)電機(jī)通過第二ac/dc整流模塊接入第二直流母排。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)，其特征在于：第一直流母排依次連接有第一斬波器和第一峰值電壓限制器，第二直流母排依次連接有第二斬波器和第二峰值電壓限制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)，其特征在于：設(shè)置交流配電板，第一直流母排依次連接第一逆變電源、第一隔離變壓器并接通至交流配電板，第二直流母排依次連接第二逆變電源、第二隔離變壓器并接通至交流配電板。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)，其特征在于：第二直流母排依次連接有側(cè)推電機(jī)驅(qū)動器和側(cè)推電機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)，其特征在于：設(shè)置第一推進(jìn)電機(jī)接通至直流配電板內(nèi)的第一電機(jī)驅(qū)動器，第一推進(jìn)電機(jī)依次連接至第一推進(jìn)齒輪箱、第一推進(jìn)裝置，設(shè)置第二推進(jìn)電機(jī)接通至直流配電板內(nèi)的第二電機(jī)驅(qū)動器，第二推進(jìn)電機(jī)依次連接至第二推進(jìn)齒輪箱、第二推進(jìn)裝置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種大容量換電式電動集裝箱船的動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括直流配電板、集裝箱移動電源組、推進(jìn)電機(jī)；直流配電板內(nèi)設(shè)有直流母排，直流母排連接有若干DC/DC模塊，每個DC/DC模塊均接通至獨(dú)立的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜，設(shè)置若干獨(dú)立的集裝箱移動電源組，每個開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜均連接至對應(yīng)的集裝箱移動電源組，集裝箱移動電源組包括若干箱式電源以及與箱式電源對應(yīng)布置的接線箱，每個箱式電源通過對應(yīng)的接線箱連接至開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜并通過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)柜單獨(dú)控制通斷。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)電動集裝箱船的動力系統(tǒng)能量快速補(bǔ)充。

技術(shù)研發(fā)人員：楊洋,秦建國,陳立,陳福忠,劉玉濤,李立華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：揚(yáng)州中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10