可更换的船舶能量存储系统及其控制方法与流程

本技术要求于2021年12月2日在韩国提交的专利申请no.10-2021-0171108的优先权，其全部通过引用而在此明确地并入本技术中。本发明涉及一种可更换的船舶能量存储系统及其控制方法，并且尤其涉及一种可以使用电力电池增加船的操作距离的可更换的船舶能量存储系统。

背景技术：

1、常规的船配备有动力推进装置，该动力推进装置被配置为驱动安装到后部的推进器。蒸汽涡轮系统和电推进系统通常用作动力推进装置。

2、蒸汽涡轮系统是旋转蒸汽动力发动机。蒸汽涡轮系统是一种外部燃烧类型引擎，其被配置为通过在制造高速蒸汽喷射之后将来自锅炉的高压蒸汽通过喷嘴喷射到旋转叶轮来产生动力。

3、由于它具有低的振动和高性能以及高速和大容量的推进，因此这种蒸汽涡轮系统被广泛地应用于火力发电和船推进引擎。然而，蒸汽涡轮系统具有由于其噪声和过大规模而不必要地增加船的重量的缺点。

4、为了改善这种缺点，与蒸汽涡轮系统相比，应用了使用具有较少噪声、较少污染和强推进的电动机的电动推进系统。

5、船的电力推进系统通过使用用于推进的电动机通过在一端驱动连接到螺旋桨的推进轴来推进船。电力推进系统已经应用于各种类型的船，诸如lng运输船、游船和钻井船。

6、当使用电池作为大型船的驱动电力时，考虑到大型船的负载和长距离操作，应该增加电池的容量。然而，电池容量的增加导致电池本身的重量增加，使得可能存在船的操作距离缩短并且电动机的操作效率降低的缺点。

7、此外，当电池容量增加时，对电池充电的时间也增加，使得存在增加船的总操作时间的问题。

8、本公开的背景技术在kp 2021-009020(在2021年7月23日公布，发明名称：powercontrol device for electric propulsion ship(用于电动推进船的动力控制装置))中公开。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、因此，本发明的一个目的是解决现有技术的上述缺点，并且提供一种可更换的船舶能量存储系统及其控制方法，即使利用具有比常规的电池更小的充电容量的电池，该系统也可以促进长距离导航。

3、本发明的另一目的在于提供一种可更换的船舶能量存储系统，以解决现有技术中由于安装在船中的电池的长充电时间而增加船的整体操作时间的缺点。

4、本发明的目的不限于上述目的，并且本发明的其他目的和优点将通过以下描述来理解，并且将通过本发明的实施例更明确地理解。还容易理解，本发明的目的和优点可以通过在所附权利要求中描述的装置及其组合来实现和获得。

5、[技术解决方案]

6、根据本发明的一种可更换的船舶能量存储系统及其控制方法，其特征在于，移动充电船的移动电池替换为安装在操作船中的安装电池。

7、具体地，由于装备有移动电池的移动充电船位于操作船的移动路径上，因此装载在移动充电船上的电池与装载在操作船上的安装电池更换，以便增加操作船的可移动距离。此外，由于装载在操作船上的安装电池替换为移动电池，所以与常规电池相比，可以使用更小容量的安装电池，从而降低操作船的总重量。

8、进一步地，可更换的船舶能量存储系统及其控制方法可以特征在于，将充电站中存储的用于发电的电力移送至移动充电船以对移动电池进行充电。

9、更进一步地，可更换的船舶能量存储系统及其控制方法可以特征在于，通过将操作船的移动路线划分为多个区域并将移动充电船和充电站分布在区域中，持续进行操作船的供能。

10、根据实施例的可更换的船舶能量存储系统可以包括：移动电池，其被配置为在替换安装在操作船上的安装电池之后用作操作船的电源；移动充电船，其被配置为移动移动电池；以及充电站，其被配置为与移动充电船一起漂浮在海上并且通过使用由充电站产生的电力来对装载在移动充电船上的移动电池充电。

11、可更换的船舶能量存储系统还可以包括操作控制器，其被无线地配置为与操作船、移动充电船和充电站连接，并且被配置为基于传输到操作控制器的操作船的位置和导航路线来控制移动充电船和充电站的操作。

12、操作船可以通过安装电池或移动电池供电，该安装电池或移动电池可以通过操作在操作船中设置的电动机来产生操作船的推进动力。

13、移动充电船可以是多个移动充电船，并且被配置为与充电站对接并且通过使用通过充电站传输到多个移动充电船的电力来对多个移动充电船中的每一个的移动电池充电。

14、移动充电船可以由无人驾驶系统操作，该无人驾驶系统被配置为基于操作控制器的控制信号来自动操作。

15、根据实施例的可更换的船舶能量存储系统可以包括：安装电池，其安装在操作船内部并且被配置为用作操作船的电源；充电站，其安装在远离操作船的位置处，并且被配置为通过使用太阳能、潮汐能和风能中的至少一个来发电并且漂浮在海上；以及移动充电船，其被配置为通过与充电站对接执行充电，并且被配置为移动到操作船的移动路线。

16、移动电池可以安装在移动充电船内并且被配置为替换为安装电池。可以在移动充电船与充电站对接时或者通过在移动充电船内使用太阳光发电来对移动电池充电。

17、移动充电船可以设置为多个，并与充电站对接，并配置为沿着操作船的移动路线移动到预设定位置。

18、在操作船和充电站之间可以进行通信以更换信息。充电站和移动充电船之间的通信是可能的，以使能够在操作船和移动充电船之间更换信息或通信，以更换信息。

19、包括操作船的位置和目的地到达时间以及安装电池的容量的操作船的导航信息可以通过操作船与充电站之间的通信来传输。

20、移动充电船可以设置为多个，并且操作船的导航路线可以划分为多个区域。移动充电船可以在区域中的每个移动到锚。

21、充电站可以包括：站主体，其被配置为漂浮在海上；以及发电机，其布置在站主体中并且被配置为通过使用太阳光、风能和潮汐能中的至少一个发电。

22、充电站可以包括从站主体的侧表面突出的第一对接连接部。此外，移动充电船可以包括与第一对接连接部连接的第二对接连接部。

23、在第一对接连接部和第二对接连接部相互连接的状态下，可以将充电站中存储的电力传输至移动充电船以对移动电池充电。

24、根据实施例的可更换的船舶能量存储系统的控制方法可以包括：通过安装在操作船中的安装电池来计算操作船的可移动距离；实施操作控制器，该操作控制器已经接收到操作船的可移动距离和移动路线，以设定安装在操作船中的安装电池的更换位置和时间；以及在将操作船移动到更换位置之后，将安装电池替换为安装在移动充电船上的移动电池。

25、可更换的船舶能量存储系统的控制方法还可以包括将操作船的导航路线划分为多个区域。

26、可更换的船舶能量存储系统的控制方法还可以包括：基于在所划分的区域中的每个中测量的移动充电船和充电站的数量来确定每个区域的总保留能量容量；以及在确定总保留能量容量之后，将移动充电船和充电站中的至少一个移动到具有不足的总保留能量容量的区域。

27、[有益效果]

28、根据本公开的可更换的船舶能量存储系统及其控制方法，即使当具有比常规船更小的充电容量的电池时，也可以允许操作船行进长距离，从而降低运输成本。

29、此外，根据可更换的船舶能量存储系统及其控制方法，可以通过更换安装在操作船中的安装电池而不对其进行充电来连续地执行电能的供应，从而减少船的总操作时间。

30、根据可更换的船舶能量存储系统及其控制方法，移动充电船可以对移动电池进行充电，并且还可以将存储在充电站中的用于发电的电力移送至移动充电船，以对移动电池充电，从而减少对移动电池充电所需的时间和成本。

31、此外，根据可更换的船舶能量存储系统及其控制方法，移动充电船可以在接近操作船的操作路线之后更换电池，从而使操作船用于对安装电池进行充电的操作路线改变的程度最小化，并减少操作船的操作时间。

32、此外，根据可更换的船舶能量存储系统及其控制方法，可以通过将操作船的移动路线划分为多个区域并将移动充电船和充电站分布在区域中来连续地执行操作船舶的能量供应，从而增加操作船的可移动距离。

33、除上述效果外，本发明的具体效果将与实施本发明的以下具体描述一起说明。