新能源電動船制造技術(shù)

一種新能源電動船，包括新能源發(fā)電單元（10）、電能存儲單元（20）、充電單元（30）、電力推進(jìn)裝置（40）及用電負(fù)載、主控單元（50），其特征在于，所述電力推進(jìn)裝置（40）和用電負(fù)載均為直流負(fù)載，所述新能源發(fā)電單元（10）發(fā)的電經(jīng)充電單元（30）儲存于電能存儲單元（20）內(nèi)，該電能存儲單元（20）與所述電力推進(jìn)裝置（40）和用電負(fù)載相連接，直接將直流電輸送到所述電力推進(jìn)裝置（40）和用電負(fù)載，為其提供工作電源。本實用新型專利技術(shù)可有效降低能源消耗，提高能源利用率，并可有效提高續(xù)航里程且無污染，噪音低。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電力驅(qū)動的船舶，特別是涉及一種以太陽能、風(fēng)能、潮汐能等可再生能源所產(chǎn)生的電能為動力的新能源電動船。
技術(shù)介紹
船舶是最重要的交通運輸工具之一。正如人們所知，傳統(tǒng)的船舶主要是依靠熱機(jī)，如柴油機(jī)、汽輪機(jī)以及燃汽輪機(jī)等來驅(qū)動的，船舶運行的能量來源依賴于具有污染的不可再生的燃油，這種以燃油為動力來源的船舶具有如下顯著缺陷 I、排放的廢氣、廢水較多，對環(huán)境污染比較嚴(yán)重。2、噪聲污染非常嚴(yán)重，乘坐環(huán)境的舒適性相對較低。3、能源的消耗較大，營運經(jīng)濟(jì)性較差。特別是近年來，由于燃油價格上漲過快，船舶經(jīng)營者承受較大的運營成本壓力。面對更為嚴(yán)格的排放要求，以及提高船舶運營的經(jīng)濟(jì)效益和為了滿足特種船舶的特殊要求，人們尋求通過改變船舶的能量來源和推進(jìn)方式來解決上述問題，而電力推進(jìn)方式則是一條有效途徑。為此，人們開發(fā)出了一些電動船舶，其中一些嘗試?yán)眯履茉础＿@類電動船舶的結(jié)構(gòu)基本類似，其通過太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等產(chǎn)生電能，將能量儲存在蓄電池中，并通過DC/AC逆變器將存儲在電池中的直流電逆變成交流電，為漿、舵和驅(qū)動電機(jī)等電力推進(jìn)裝置和船上的照明、空調(diào)等交流負(fù)載提供交流電能。然而。這類電動船舶雖然采用了風(fēng)能、太陽能等新能源技術(shù)，但由于其蓄電池輸出的是直流電，要給船用推進(jìn)裝置和交流負(fù)載供電，必須要經(jīng)過DC/AC轉(zhuǎn)換，能量轉(zhuǎn)換過程中必然存在能量損耗，使得電池的電能得不到充分利用，導(dǎo)致續(xù)航里程較短，不利于推廣。還由于船舶經(jīng)常起停，在啟動時，船用推進(jìn)裝置供電電能變化大，而從電池的工作特性看，變化的大電流沖擊將嚴(yán)重影響電池的壽命，使得電池更換頻繁，從而導(dǎo)致維護(hù)成本提高。就電池技術(shù)而言，一般單節(jié)電池電壓很低(幾伏)，而船用供電系統(tǒng)電壓可高達(dá)幾百伏，需要多節(jié)電池串聯(lián)在一起使用。由于各個電池的內(nèi)阻等參數(shù)的不一致，經(jīng)過多次充、放電后，各個電池的電壓等參數(shù)會不一致，而電池電壓是直接對應(yīng)電池容量的，電池電壓的不同意味著電池的容量得不到充分利用，因而導(dǎo)致整個電池的容量不足，續(xù)航里程縮短，且電池長期在低壓工作，也會影響電池的壽命。此外，如果采用新型的鋰離子電池，還需要對各個電池的溫度和電壓參數(shù)進(jìn)行采樣，如果電壓過低，容易直接導(dǎo)致電池失效，如果電壓或溫度過高，會引起爆炸、火災(zāi)等危險。因此需要對其進(jìn)行監(jiān)控和管理，以保證電池儲能單元工作的安全性、可靠性，并延長電池使用壽命。另一方面，對于米用交流輸電的電動船，由于其推進(jìn)系統(tǒng)電機(jī)功率一般較大，在起停和電機(jī)驅(qū)動功率變化的時候，對整個船的交流電的諧波污染嚴(yán)重。此外，電動船負(fù)載中，絕大部分是感性負(fù)載電機(jī)，因此交流電功率因素很低，交流輸電效率低，無功損耗嚴(yán)重，另外對船用其他交流負(fù)載供電電能質(zhì)量也差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)旨在解決上述問題，而提供一種由電能存儲單元輸出的直流電無須進(jìn)行直流到交流的轉(zhuǎn)換，可有效降低能源消耗，提高能源利用率，并可有效提高續(xù)航里程且無污染，噪音低的新能源電動船。為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供一種新能源電動船，該新能源電動船包括新能源發(fā)電單元，與新能源發(fā)電單元連接的電能存儲單元，與電能存儲單元連接的充電單元、電力推進(jìn)裝置及用電負(fù)載，與新能源發(fā)電單元、電能存儲單元、充電單元及電力推進(jìn)裝置連接的主控單元，其特征在于，所述電力推進(jìn)裝置用電負(fù)載均為直流負(fù)載，所述新能源發(fā)電單元發(fā)的電經(jīng)充電單元儲存于電能存儲單元內(nèi)，該電能存儲單元與所述電力推進(jìn)裝置和用電負(fù)載相連接，直接將直流電輸送到所述電力推進(jìn)裝置和用電負(fù)載，為其提供工作電源。新能源發(fā)電單元為太陽能發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元、潮汐能發(fā)電單元、燃料電池發(fā)電單元中的一種或幾種的組合。太陽能發(fā)電單元包括普通太陽能發(fā)電裝置、薄膜太陽能發(fā)電裝置、聚光太陽能發(fā)電裝置中的一種或者幾種的組合。風(fēng)力發(fā)電單元包括直流永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)和開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的一種或其組口 ο電能存儲單元為鋰電池電能存儲單元和超級電容電能存儲單元中的一種或其組口 O充電單元包括新能源充電單元和岸上充電單元,其中，新能源充電單元分別與太陽能發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元、電能存儲單元及主控單元連接，岸上充電單元與電能存儲單元相連接。電力推進(jìn)裝置包括電機(jī)驅(qū)動單元、傳動單元及船槳單元，所述用電負(fù)載包括照明裝置和家用電器。主控單元包括控制模塊及與之相連的人機(jī)交互模塊和信號采集模塊，所述信號采集模塊還分別與新能源發(fā)電單元、電能存儲單元、充電單元、電力推進(jìn)裝置及用電負(fù)載相連接。本技術(shù)的貢獻(xiàn)在于，其有效解決了現(xiàn)有電動船舶所存在的電力傳輸及用電效率低，能量損耗高，續(xù)航里程短等問題。本技術(shù)將電能的供給端直接與船舶的電力推進(jìn)裝置及用電負(fù)載相連，去掉了中間的DC/AC轉(zhuǎn)換裝置，因而有效提高了電力傳輸及用電的效率，減少了能源消耗，從而增加了電動船的續(xù)航能力。此外，由于采用直流電，其功率因素為1，不存在交流電中的功率因素和諧波的問題，因此無需因功率因素低而增加功率因數(shù)校正器。還由于本技術(shù)的電力設(shè)備中沒有DC/AC轉(zhuǎn)換裝置，并且直流傳輸?shù)碾妱哟耐七M(jìn)電機(jī)的容量也可比交流傳輸?shù)碾妱哟耐七M(jìn)電機(jī)低，因此可有效節(jié)約成本。本技術(shù)的新能源電動船不僅能節(jié)能和提高能源效率，且環(huán)保無污染，噪音低。附圖說明圖I是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本技術(shù)的實施例I結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本技術(shù)的實施例2結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本技術(shù)的實施例3結(jié)構(gòu)框圖。具體實施方式下列實施例是對本技術(shù)的進(jìn)一步解釋和說明，對本技術(shù)不構(gòu)成任何限制。 參閱圖1，本技術(shù)的新能源電動船包括新能源發(fā)電單元10、電能存儲單元20、充電單元30、電力推進(jìn)裝置40及主控單元50。所述新能源發(fā)電單元10為太陽能發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元、潮汐能發(fā)電單元、燃料電池發(fā)電單元中的一種或幾種的組合。所述電能存儲單元20為鋰電池電能存儲單元和超級電容電能存儲單元中的一種或其組合。電能存儲單元可通過相應(yīng)的電能存儲管理裝置管理，管理裝置依據(jù)電能存儲單元的不同進(jìn)行相應(yīng)的配置，其可以是公知的電池管理系統(tǒng)(BMS)、超級電容管理系統(tǒng)(CMS)，或者電池超級電容混合管理系統(tǒng)(EMS)。所述充電單元30包括新能源充電單元31和岸上充電單元32。所述電力推進(jìn)裝置40包括電機(jī)驅(qū)動單元、傳動單元及船槳單元。所述主控單元50包括控制模塊及與之相連的人機(jī)交互模塊和信號采集模塊。實施例I如圖2所示，本實施例中，所述新能源發(fā)電單元10為太陽能發(fā)電單元11和風(fēng)力發(fā)電單元12的組合，它們共同為新能源電動船提供電能，其中，太陽能發(fā)電單元11可以是普通太陽能發(fā)電裝置、薄膜太陽能發(fā)電裝置、聚光太陽能發(fā)電裝置中的一種或者幾種的組合，本實施例中，太陽能發(fā)電單元11采用普通晶體硅太陽能發(fā)電裝置。所述風(fēng)力發(fā)電單元12為直流永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)和開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的一種或其組合，本實施例中，該風(fēng)力發(fā)電單元12采用直流永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)。由于風(fēng)能和太陽能具有間歇性及不可持續(xù)性的特點，將兩者結(jié)合可實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。如圖2，所述太陽能發(fā)電單元11和風(fēng)力發(fā)電單元12分別與、充電單元30及主控單元50相連接。如圖2所示，本實施例中，電能存儲單元20為鋰電池，其可選用市售產(chǎn)品。鋰電池具有能量密度比高、有效充放電次數(shù)多等突出優(yōu)點，在減輕儲能單元重量的同時，也增加了電池使用壽命。當(dāng)風(fēng)能和太陽能不足時，存儲在電能存儲單元20里的電能就可為電本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種新能源電動船，包括新能源發(fā)電單元（10），與新能源發(fā)電單元連接的電能存儲單元（20），與電能存儲單元連接的充電單元（30）、電力推進(jìn)裝置（40）及用電負(fù)載，與新能源發(fā)電單元（10）、電能存儲單元（20）、充電單元（30）及電力推進(jìn)裝置（40）連接的主控單元（50），其特征在于，所述電力推進(jìn)裝置（40）和用電負(fù)載均為直流負(fù)載，所述新能源發(fā)電單元（10）發(fā)的電經(jīng)充電單元（30）儲存于電能存儲單元（20）內(nèi)，該電能存儲單元（20）與所述電力推進(jìn)裝置（40）和用電負(fù)載相連接，直接將直流電輸送到所述電力推進(jìn)裝置（40）和用電負(fù)載，為其提供工作電源。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳樂茵，鄭家偉，鮑延杰，王道洪，
申請(專利權(quán))人：無錫富洪科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：