水上可移动储能舱和电动船舶供换电方法与流程

本发明涉及电动船舶供电和换电，具体为一种水上可移动储能舱和基于这种储能舱的电动船舶供换电方法。

背景技术：

1、电动船舶充分利用电力系统低谷负荷充电，即可实现削峰填谷、优化电力资源配置，又可减少空气污染和碳排放。相对于传统柴油机船舶，电动船舶不但有振动低、噪音小、工作环境友好等优点，而且同等型号其能耗比柴油机船舶要降低50%以上。因此电动船舶被社会广泛寄予厚望。目前各地正大力开展集装箱式换电模式电动船舶的研究和实践。

2、 但是集装箱换电模式有很大的局限性，主要体现在如下方面：1集装箱储能模块尺寸大、重量大，放置在电动船舶上会牺牲载货能力。2 要求换电站码头要能停靠大型船舶，对泊位大小和水深要求都很高，充电站码头建设成本高。3 大规模应用场景下，大量电动船舶排队等换电的情况，充换电不方便。4 矿砂和散货类电动船舶卸货时间有时长达数天，此时船上集装箱电池处于闲置，大幅降低了电池周转率。5 在船舶锚地时与第4点情况类似。

3、鉴于此，本发明提供了一种水上可移动储能舱和基于这种储能舱的电动船舶供换电方法，以解决上述背景技术中提到的问题。具体为设计一种载有储能模块的并具有在水上移动能力的可充放电的储能舱，并利用该储能舱的水上移动灵活性，多个储能舱接力为电动船提供续航电力的供换电方法。

技术实现思路

1、 有别于将储能电池组安装在集装箱中并通过吊装来实现供换电的技术路线，本发明提供如下技术方案：一种水上可移动储能舱和基于这种储能舱的电动船舶供换电方法。包括充电站、储能舱、辅助船。其特征在于所述充电站有多个，合理分布于水运航道的沿岸区域，每个充电站有多个带充电装置的充电泊位。每一个充电站c 布置有多个储能舱g充电并待命。储能舱在所述辅助船拖曳下移动到途经充电站附近水域的电动船舶处并连接电动船舶，从而进行供电或者换电服务。单个所述储能舱外形为船艇样式，浮在水面上，可拖曳移动。储能舱的内容包括但不限于壳体、无线通信模块、全球定位系统、置于壳体内的储能模块、充放电模块、置于壳体上的充电接口和放电接口、多个拖曳连接装置。储能舱壳体所包围的空间大部分用来安装储能模块，以尽可能储存更多电能。储能舱在充电站用所述充电接口充电。供电工作时，储能舱由电动船舶拖曳随行并保持对电动船舶连接供电续航。所述辅助船上安装有拖曳装置，在拖曳储能舱时起连接储能舱的作用。电动船舶需要换电时，辅助船将充电站处某个满电的储能舱拖曳到电动船舶处进行连接换电，因此电动船舶无需靠码头换电。辅助船随后将换下来的馈电的储能舱拖曳回附近充电站充电备用。所述储能舱放电接口，其作用是连接电动船舶上的对接口以实现对电动船舶供电。

2、作为本发明的进一步方案，所述储能舱壳体为封闭结构，储能模块安装在由壳体所封闭空间内，防止雨水或波浪水进入储能模块。

3、作为本发明的进一步方案，所述储能舱储能模块包括但不限于多套储能电池组、电池管理系统、充放电模块、消防系统、热管理系统、监测系统和通信系统。

4、作为本发明的进一步方案，所述储能舱在上述内容基础上再集成有动力系统、智能驾驶系统、接口自动连接系统，实现储能舱在没有辅助船的帮助下自行完成电动船舶的供电和换电服务。

5、作为本发明的备选方案，所述储能舱的储能系统集成在一个箱体，然后整体安装在“船体”内或者”船体”上，此表述的“船体”是广泛意义的，所有可浮在水面的装置都可理解为此描述的“船体”。

6、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

7、（1）充电站的选址不再局限在深水码头和中大型泊位，其泊位大小和水深只需要满足储能舱和辅助船自身尺寸和吃水，因此航道两岸、近海沿岸、小岛沿岸或者锚地浮动充电站都可灵活选址，且建设成本很低。（2）供电或换电程序在任何水域任何时间完成快速完成。电动船舶无需航行至特定码头换电，也无需排队，可一直保持续航，增加收益。换电程序简单、灵活、高效。（3）因储能舱独立于电动船舶船体，由电动船舶拖曳随行。电动船舶不需要牺牲载货空间和载货重量来装载原来的集装箱储能柜。（4）电动船舶在锚地空闲状态或者长时间卸货时间段，储能舱可以被拖曳去别处为其他运营的电动船舶供电，或者回充电站充电。即减少了储能系统闲置时间，又降了电动船舶的租舱成本。

技术特征：

1.一种电动船舶水上可移动储能舱（g），包括壳体、无线通信系统（1）、全球定位系统、储能能模块（8)、充放电模块(6)、充电接口(2)、放电接口(5)、多个拖曳连接装置(3)，其特征在于，所述储能舱为船艇样式，浮在水上，可拖曳移动，所述壳体为封闭结构，特点是壳体所包围的空间大部分用来安装储能模块(8)的电池组，所述充电接口(2)、放电接口(5)在所述壳体上并与壳体内部的充放电模块相连。

2.根据权利要求1所述多个拖曳连接装置(3)安装在所述储能舱(g)壳体周围。

3.根据权利要求1所述储能舱(g) 壳体为封闭结构，储能模块(8)安装在由壳体所封闭空间内。

4.根据权利要求1所述储能舱(g) 储能模块(8)包括储能电池组、电池管理系统、消防系统、热管理系统、监测系统和数据通信模块。

5.根据权利要求1，作为进一步方案所述储能舱（g）有动力系统和智能驾驶系统，所述智能驾驶系统包括人工模式、远程遥控模式和智能驾驶模式。

6.根据权利要求1，作为本发明的备选方案权利，所述储能舱(g) 储能模块集成在一个箱体，然后整体安装在“船体”内或者”船体”上，此处术语“船体”是广泛意义的，所有可浮在水面的装置都可理解为此描述的“船体”。

7.基于权利要求1所述储能舱(g)的一种电动船舶s的供电换电方法，包括多个充电站(c) 、多个储能舱(g) 、多艘辅助船(f) 、多艘电动船舶(s) ，其特征在于所述充电站(c)有多个，合理分布于于水运航道的沿岸区域，每个充电站(c) 有多个带充电装置的充电泊位。每一个充电站(c) 布置多个储能舱(g)充电并待命。

8.根据权利要求7所述储能舱(g)电力充足，在所述辅助船(f) 拖曳或自身动力下移动到途经充电站(c)附近水域的电动船舶(s) 处并连接电动船舶(s)实施供电、换电。

9.根据权利要求7所述储能舱(g)的电能不足时在所述辅助船（f） 拖曳或自身动力下移动回充电站（c）的充电泊位充电。

10.根据权利要求1、7、8、9作为进一步方案所述储能舱（g）在权利要求1、2、3、4、5、6的基础上有动力系统、智能驾驶系统、接口自动连接系统，其特征是实现储能舱（g） 在没有辅助船（f） 的帮助下自行完成电动船舶（s） 的供电和换电程序。

技术总结本发明公开了一种水上可移动储能舱和基于这种储能舱的电动船舶供换电方法。包括充电站、储能舱、辅助船。所述充电站有多个，合理分布于水运航道的沿岸区域，每个充电站有多个带充电装置的充电泊位。每一个充电站布置有多个储能舱充电并待命。储能舱在所述辅助船拖曳或者在自身动力带动下移动到途经充电站附近水域的电动船舶处，并连接电动船舶进行供电、换下馈电储能舱。单个所述储能舱外形为船艇样式，浮在水面上，可拖曳移动，装有动力系统的储能舱可自行移动。储能舱的内容包括但不限于壳体、无线通信模块、全球定位系统、置于壳体内的储能模块、充放电模块、置于壳体上的充电接口和放电接口、多个拖曳连接装置。工作时储能舱由电动船舶拖曳随行或靠自身动力保持跟随的同时供电续航。电动船换电时，换下来的馈电的储能舱由辅助船拖曳或者自身动力行驶回附近充电站充电备用。本发明提供的水上可移动储能舱和电动船舶供电换电的方法可以有效解决电动船舶的低续航，换电效率低的痛点，避免了集装箱储能柜换电技术中高昂的码头建设成本。技术研发人员：彭利剑受保护的技术使用者：彭利剑技术研发日：技术公布日：2024/6/18