多路电力推进的船舶的制作方法

1.本实用新型涉及船舶技术领域，具体而言，涉及一种多路电力推进的船舶。


背景技术：

2.近年来随着环保意识的不断增强，电动船舶凭借零排放、低噪音的优势，国内新能源船舶的市场需求持续升温，特别是动力电池技术的逐步成熟和成本的不断下降，使电动船产业的发展具备了基本条件。但是现有技术中都是一组电池同时为船舶的运行和船舶的日用负载供电，当电池出现问题时，船舶既不能运行，各日用负载也不能正常工作。
3.针对现有技术中都是一组电池同时为船舶的运行和船舶的日用负载供电，当电池出现问题时，船舶既不能运行，各日用负载也不能正常工作的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例中提供一种多路电力推进的船舶，以解决现有技术中都是一组电池同时为船舶的运行和船舶的日用负载供电，当电池出现问题时，船舶既不能运行，各日用负载也不能正常工作的问题。
5.为达到上述目的，本实用新型提供了一种多路电力推进的船舶，其包括：船舶推进系统和日用负载推进系统；所述船舶推进系统包括：船舶推进单元；所述船舶推进单元设置有至少两个；所述船舶推进单元包括：变频电机，设置于所述船舶的机舱，用于驱动所述船舶运行；推进变频器，设置于所述船舶的配电间，其输入端与第一电池组连接，输出端与所述变频电机连接，用于驱动所述变频电机工作；相邻两个所述船舶推进单元通过第一母排开关连接；所述日用负载推进系统包括：日用负载推进单元；所述日用负载推进单元设置有至少两个；所述日用负载推进单元包括：日用逆变器，设置于所述船舶的配电间，其输入端与第二电池组连接，输出端与船舶的日用负载连接，用于为所述船舶的日用负载供电；相邻两个所述日用负载推进单元通过第二母排开关连接；所述推进变频器和所述日用逆变器集成在一个直流配电板上；所述直流配电板设置于所述船舶的配电间。
6.可选的，所述船舶推进单元还包括：第一高压箱；所述第一高压箱的输入端与所述第一电池组的输出端连接；所述日用负载推荐单元还包括：第二高压箱；所述第二高压箱的输入端与所述第二电池组的输出端连接。
7.可选的，所述船舶推进单元还包括：第一母排；所述第一母排的输入端与所述第一高压箱的输出端连接，所述第一母排的输出端与所述推进变频器的输入端连接；相邻两个所述第一母排通过所述第一母排开关连接；所述第一母排和所述第一母排开关设置于所述直流配电板上；所述日用负载推进单元还包括：第二母排；所述第二母排的输入端与所述第二高压箱的输出端连接，所述第二母排的输出端与所述日用逆变器的输入端连接；相邻两个所述第二母排通过所述第二母排开关连接；所述第二母排和所述第二母排开关设置于所述直流配电板上。
8.可选的，所述船舶推进单元还包括：第一输入开关；所述第一输入开关设置于所述第一母排与所述第一高压箱之间；所述日用负载推进单元还包括：第二输入开关；所述第二输入开关设置于所述第二母排与所述第二高压箱之间。
9.可选的，所述船舶推进单元还包括：第一直流熔断器；所述第一直流熔断器设置于所述第一输入开关与所述第一母排之间；以及所述第一直流熔断器设置于所述第一母排与所述推进变频器之间；所述日用负载推进单元还包括：第二直流熔断器；所述第二直流熔断器设置于所述第二输入开关与所述第二母排之间；以及所述第二直流熔断器设置于所述第二母排与所述日用逆变器之间。
10.可选的，还包括：推进主控制器；所述推进主控制器设置于所述船舶的驾驶室；所述推进主控制器与所述直流配电板连接，用于控制所述直流配电板的运行。
11.可选的，还包括：机旁控制箱；所述机旁控制箱设置于所述船舶的机舱，分别与所述推进变频器和所述推进主控制器连接，用于当所述推进主控制器失效时，控制所述推进变频器运行。
12.可选的，所述日用负载推进单元还包括：交流配电板；所述交流配电板的输入端与所述日用逆变器连接，输出端与所述船舶的日用负载连接，用于接收所述日用逆变器输出的正弦波并传输给所述船舶的日用负载。
13.可选的，所述第一电池组和第二电池组设有用于与岸基充电桩连接的输入端；所述岸基充电桩用于为所述第一电池组和所述第二电池组充电。
14.可选的，还包括：所述能量管理系统与所述电池管理系统连接，用于获取每个所述船舶推进单元中的所述第一电池组的第一电量值，并根据所述第一电量值判断所述第一电池组是否发生故障，若是，将所述第一母排开关闭合；以及获取每个所述日用负载推进单元中的所述第二电池组的第二电量值，并根据所述第二电量值判断所述第二电池组是否发生故障，若是，将所述第二母排开关闭合。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型提供了一种多路电力推进的船舶，其包括：船舶推进系统和日用负载推进系统；船舶推进系统包括：船舶推进单元；船舶推进单元设置有至少两个；船舶推进单元包括：变频电机，设置于船舶的机舱，用于驱动船舶运行；推进变频器，设置于船舶的配电间，其输入端与第一电池组连接，输出端与变频电机连接，用于驱动变频电机工作；相邻两个船舶推进单元通过第一母排开关连接；日用负载推进系统包括：日用负载推进单元；日用负载推进单元设置有至少两个；日用负载推进单元包括：日用逆变器，设置于船舶的配电间，其输入端与第二电池组连接，输出端与船舶的日用负载连接，用于为船舶的日用负载供电；相邻两个日用负载推进单元通过第二母排开关连接；通过该设计，当第一电池组出现故障时，不影响船舶的日用负载供电；当第二电池组出现故障时，不影响船舶的运行。解决了现有技术中都是一组电池同时为船舶的运行和船舶的日用负载供电，当电池出现问题时，船舶既不能运行，各日用负载也不能正常工作的问题。进一步的，推进变频器和日用逆变器集成在一个直流配电板上；所述直流配电板设置于所述船舶的配电间，通过该设计，节省了舱室容量及重量，简化了舱室布置。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例提供的多路电力推进的船舶的线路图。
18.符号说明：
19.变频电机-1，推进变频器-2，第一电池组-3，第一母排开关-4，日用逆变器-5，第二电池组-6，第二母排开关-7，直流配电板-8，第一高压箱-9，第二高压箱-10，第一母排-11，第二母排-12，第一输入开关-13，第二输入开关-14，第一直流熔断器-15，第二直流熔断器-16，第一dc/dc变换器-17，第二dc/dc变换器-18，交流配电板-19。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.近年来随着环保意识的不断增强，电动船舶凭借零排放、低噪音的优势，国内新能源船舶的市场需求持续升温，特别是动力电池技术的逐步成熟和成本的不断下降，使电动船产业的发展具备了基本条件。但是现有技术中都是一组电池同时为船舶的运行和船舶的日用负载供电，当电池出现问题时，船舶既不能运行，各日用负载也不能正常工作。
22.因而，本实用新型提供了一种多路电力推进的船舶，将船舶的运行和船舶的日用负载分为独立两部分，通过第一电池组3为船舶的运行供电，通过第二电池组6为船舶的日用负载供电；图1是本实用新型实施例提供的一种多路电力推进的船舶的线路图，如图1所示，该多路电力推进的船舶包括：船舶推进系统和日用负载推进系统；
23.所述船舶推进系统包括：船舶推进单元；所述船舶推进单元设置有至少两个(本实用新型中，所述船舶推进单元设置有两个，即第一船舶推进单元和第二船舶推进单元)；所述船舶推进单元包括：
24.变频电机1，设置于所述船舶的机舱，用于驱动所述船舶运行；
25.具体的，所述变频电机1驱动所述船舶的螺旋桨运行。
26.推进变频器2，设置于所述船舶的配电间，其输入端与第一电池组3连接，输出端与所述变频电机1连接，用于驱动所述变频电机1工作；
27.具体的，所述第一电池组3设置于1号电池舱中。
28.相邻两个所述船舶推进单元通过第一母排开关4连接；
29.所述船舶推进单元还包括：第一高压箱9；所述第一高压箱9的输入端与所述第一电池组3的输出端连接；
30.进一步的，所述船舶推进单元还包括：第一母排11；所述第一母排11的输入端与所述第一高压箱9的输出端连接，所述第一母排11的输出端与所述推进变频器2的输入端连接；相邻两个所述第一母排11通过所述第一母排开关4连接；所述第一母排11和所述第一母排开关4设置于所述直流配电板8上；
31.进一步的，所述船舶推进单元还包括：第一输入开关13；所述第一输入开关13设置于所述第一母排11与所述第一高压箱9之间；
32.更进一步的，所述船舶推进单元还包括：第一直流熔断器15；所述第一直流熔断器
15设置于所述第一输入开关13与所述第一母排11之间；以及所述第一直流熔断器15设置于所述第一母排11与所述推进变频器2之间；
33.通过设置第一直流熔断器15能实现直流电网短路时电流选择性保护，保证在发生短路时，船舶供电连续。
34.本实用新型中，在所述第一输入开关13与所述第一高压箱9之间设置有第一dc/dc变换器17；第一dc/dc变换器17的作用是无论输入端的电池电压为多少，输出电压均为一个稳定值。这样，即便第一母排开关4被误触以使其闭合上，此时，两个船舶推进单元中的第一电池组3的放电电流依次经过第一高压箱9、第一dc/dc变换器17后电流是相等的，两条电路(即第一船舶推进单元中：第一电池组3、第一高压箱9、第一dc/dc变换器17串联的电路；第二船舶推进单元中：第一电池组3、第一高压箱9、第一dc/dc变换器17串联的电路)相当于并联，电流不会发生倒流。
35.以下通过一个具体的实施例对本实用新型的线路图进行说明：
36.线路1：第一船舶推进单元中的第一电池组3的输出端与第一船舶推进单元中的第一高压箱9的输入端连接；第一船舶推进单元中的第一高压箱9的输出端依次通过第一dc/dc变换器17、第一输入开关13、第一直流熔断器15与第一船舶推进单元中的第一母排11的输入端连接；第一船舶推进单元中的第一母排11的输出端依次通过第一直流熔断器15、第一输出开关与第一船舶推进单元中的推进变频器2的输入端连接；第一船舶推进单元中的推进变频器2的输出端与第一船舶推进单元中的变频电机1的输入端连接；第一船舶推进单元中的变频电机1用于驱动船舶运行；
37.线路2：第二船舶推进单元中的第一电池组3的输出端与第二船舶推进单元中的第一高压箱9的输入端连接；第二船舶推进单元中的第一高压箱9的输出端依次通过第一dc/dc变换器17、第一输入开关13、第一直流熔断器15与第二船舶推进单元中的第一母排11的输入端连接；第二船舶推进单元中的第一母排11的输出端依次通过第一直流熔断器15、第一输出开关与第二船舶推进单元中的推进变频器2的输入端连接；第二船舶推进单元中的推进变频器2的输出端与第二船舶推进单元中的变频电机1的输入端连接；第二船舶推进单元中的变频电机1用于驱动船舶运行；
38.第一船舶推进单元中的第一母排11与第二船舶推进单元中的第一母排11通过第一母排开关4连接。
39.正常情况下，两个船舶推进单元中的变频电机1分段运行，当第一船舶推进单元中的第一电池组3发生故障时，此时将第一母排开关4闭合，第二船舶推进单元中的第一电池组3带动两路变频电机1运行。
40.所述日用负载推进系统包括：日用负载推进单元；所述日用负载推进单元设置有至少两个(本实用新型中，所述日用负载推进单元设置有两个，即第一日用负载推进单元和第二日用负载推进单元)；所述日用负载推进单元包括：
41.日用逆变器5，设置于所述船舶的配电间，其输入端与第二电池组6连接，输出端与船舶的日用负载连接，用于为所述船舶的日用负载(例如：空调、水泵等)供电；
42.具体的，所述第二电池组6设置于2号电池舱中。
43.日用逆变器5的输入端与所述第二电池组6连接，用于将第二电池组6输出的直流电源转换为正弦波。所述日用负载推进单元还包括：交流配电板19；所述交流配电板19的输
入端与所述日用逆变器5的输出端连接，交流配电板19的输出端与所述船舶的日用负载连接，用于接收所述日用逆变器5输出的正弦波并传输给所述船舶的日用负载，从而为所述船舶的日用负载供电。
44.进一步的，所述日用逆变器5的输出端与所述交流配电板19的输入端之间设置有变压器，因为，交流配电板19的输出端与船舶的日用负载连接，负载启动的瞬间，电流比较大，能够超出它的额定电流的四到七倍，日用逆变器5主要由一些晶体管构成，其耐冲能力不够好，如果直接将日用负载与日用逆变器5连接，在日用负载启动的瞬间，会反馈到日用逆变器5中，从而损坏日用逆变器5，因此需要在所述日用逆变器5和的输出端与所述交流配电板19的输入端之间设置变压器，防止电流反馈损坏到日用逆变器5。
45.相邻两个所述日用负载推进单元通过第二母排开关7连接；
46.所述日用负载推荐单元还包括：第二高压箱10；所述第二高压箱10的输入端与所述第二电池组6的输出端连接。
47.所述日用负载推进单元还包括：第二母排12；所述第二母排12的输入端与所述第二高压箱10的输出端连接，所述第二母排12的输出端与所述日用逆变器5的输入端连接；相邻两个所述第二母排12通过所述第二母排开关7连接；所述第二母排12和所述第二母排开关7设置于所述直流配电板8上。
48.进一步的，所述日用负载推进单元还包括：第二输入开关14；所述第二输入开关14设置于所述第二母排12与所述第二高压箱10之间。
49.更进一步的，所述日用负载推进单元还包括：第二直流熔断器16；所述第二直流熔断器16设置于所述第二输入开关14与所述第二母排12之间；以及所述第二直流熔断器16设置于所述第二母排12与所述日用逆变器5之间。
50.通过设置第二直流熔断器16能实现直流电网短路时电流选择性保护，保证在发生短路时，船舶供电连续。
51.本实用新型中，在所述第二输入开关14与所述第二高压箱10之间设置有第二dc/dc变换器18；第二dc/dc变换器18的作用是无论输入端的电池电压为多少，输出电压均为一个稳定值。这样，即便第二母排开关7被误触以使其闭合上，此时，两个日用负载推进单元中的第二电池组6的放电电流依次经过第二高压箱10、第二dc/dc变换器18后电流是相等的，两条电路(即第一日用负载推进单元中：第二电池组6、第二高压箱10、第二dc/dc变换器18串联的电路；第二日用负载推进单元中：第二电池组6、第二高压箱10、第二dc/dc变换器18串联的电路)相当于并联，电流不会发生倒流。
52.以下通过一个具体的实施例对本实用新型的线路图进行说明：
53.线路3：第一日用负载推进单元中的第二电池组6的输出端与第一日用负载推进单元中的第二高压箱10的输入端连接；第一日用负载推进单元中的第二高压箱10的输出端依次通过第二dc/dc变换器18、第二输入开关14、第二直流熔断器16与第一日用负载推进单元中的第二母排12的输入端连接；第一日用负载推进单元中的第二母排12的输出端依次通过第二直流熔断器16、第二输出开关与第一日用负载推进单元中的日用逆变器5的输入端连接；第一日用负载推进单元中的日用逆变器5的输出端与交流配电板19的输入端连接；交流配电板19的输出端与船舶的日用负载连接，用于为所述船舶的多个日用负载供电。
54.线路4：第二日用负载推进单元中的第二电池组6的输出端与第二日用负载推进单
元中的第二高压箱10的输入端连接；第二日用负载推进单元中的第二高压箱10的输出端依次通过第二dc/dc变换器18、第二输入开关14、第二直流熔断器16与第二日用负载推进单元中的第二母排12的输入端连接；第二日用负载推进单元中的第二母排12的输出端依次通过第二直流熔断器16、第二输出开关与第二日用负载推进单元中的日用逆变器5的输入端连接；第二日用负载推进单元中的日用逆变器5的输出端与交流配电板19的输入端连接；交流配电板19的输出端与船舶的日用负载连接，用于为所述船舶的多个日用负载供电。
55.第一日用负载推进单元中的第二母排12与第二日用负载推进单元中的第二母排12通过第二母排开关7连接。
56.正常情况下，日用逆变器5仅需运行一路，当第一日用负载推进单元中的第二电池组6发生故障时，此时启动第二日用负载推进单元中的第二电池组6带动该电路上的日用逆变器5运行，进而为船舶的日用负载供电。当然也可以将第二母排开关7闭合，第二日用负载推进单元中的第二电池组6带动两路的日用逆变器5运行，进而为船舶的日用负载供电。
57.所述推进变频器2和所述日用逆变器5集成在一个直流配电板8上；所述直流配电板8设置于所述船舶的配电间。
58.在一个可选的实施方式中，所述多路电力推进的船舶还包括：推进主控制器；所述推进主控制器设置于所述船舶的驾驶室；所述推进主控制器与所述直流配电板8连接，用于控制所述直流配电板8的运行。
59.在一个可选的实施方式中，所述多路电力推进的船舶还包括：机旁控制箱；所述机旁控制箱设置于所述船舶的机舱，分别与所述推进变频器2和所述推进主控制器连接，用于当所述推进主控制器失效时，控制所述推进变频器2运行。
60.在一个可选的实施方式中，所述第一电池组3和第二电池组6设有用于与岸基充电桩连接的输入端；所述岸基充电桩用于为所述第一电池组3和所述第二电池组6充电。
61.具体的，岸基充电桩的电流经过船舶上的充电插座再经过第一高压箱9输入到第一电池组3中，从而为第一电池组3充电，第一电池组3充电时间约为4小时。类似的，岸基充电桩的电流经过船舶上的充电插座再经过第二高压箱10输入到第二电池组6中，从而为第二电池组6充电，第二电池组6充电时间约为4小时。
62.在一个可选的实施方式中，所述多路电力推进的船舶还包括：电池管理系统和能量管理系统；
63.所述电池管理系统设置于所述第一高压箱9和第二高压箱10中，分别用于实时检测所述第一电池组3和所述第二电池组6的电量；
64.所述能量管理系统与所述电池管理系统连接，用于获取每个所述船舶推进单元中的所述第一电池组3的第一电量值，并根据所述第一电量值判断所述第一电池组3是否发生故障，若是，切断所述第一输入开关13，并将所述第一母排开关4闭合；以及获取每个所述日用负载推进单元中的所述第二电池组6的第二电量值，并根据所述第二电量值判断所述第二电池组6是否发生故障，若是，切断所述第二输入开关14，并将所述第二母排开关7闭合。
65.本实用新型中，变频电机1设置于所述船舶的机舱，用于驱动所述船舶运行；推进变频器2和日用逆变器5集成在一个直流配电板8上，直流配电板8设置于所述船舶的配电间；推进主控制器设置于所述船舶的驾驶室；机旁控制箱设置于所述船舶的机舱；第一电池组3设置于所述船舶的1号电池舱；第二电池组6设置于所述船舶的2号电池舱，通过将各个
设备分散式布置，使船舶占用空间大幅降低，充分利用船舶的舱室空间，装船入舱灵活安全，后期维护简单方便。
66.本实用新型的有益效果：
67.本实用新型提供了一种多路电力推进的船舶，其包括：船舶推进系统和日用负载推进系统；船舶推进系统包括：船舶推进单元；船舶推进单元设置有至少两个；船舶推进单元包括：变频电机1，设置于船舶的机舱，用于驱动船舶运行；推进变频器2，设置于船舶的配电间，其输入端与第一电池组3连接，输出端与变频电机1连接，用于驱动变频电机1工作；相邻两个船舶推进单元通过第一母排开关4连接；日用负载推进系统包括：日用负载推进单元；日用负载推进单元设置有至少两个；日用负载推进单元包括：日用逆变器5，设置于船舶的配电间，其输入端与第二电池组6连接，输出端与船舶的日用负载连接，用于为船舶的日用负载供电；相邻两个日用负载推进单元通过第二母排开关7连接；通过该设计，当第一电池组3出现故障时，不影响船舶的日用负载供电；当第二电池组6出现故障时，不影响船舶的运行。解决了现有技术中都是一组电池同时为船舶的运行和船舶的日用负载供电，当电池出现问题时，船舶既不能运行，各日用负载也不能正常工作的问题。进一步的，推进变频器2和日用逆变器5集成在一个直流配电板8上；所述直流配电板8设置于所述船舶的配电间，通过该设计，节省了舱室容量及重量，简化了舱室布置。
68.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。