电动海洋船舶中的电池充电方法与流程

本公开总体上涉及海洋船舶。在特定方面中，本公开涉及一种用于对电动海洋船舶中的电池充电的方法。尽管可以关于特定船舶描述本公开，但是本公开不限于任何特定船舶。

背景技术：

1、如今，通常的做法是在诸如码头的岸上设施处为船舶提供岸电。电源通常包括用于船舶上各种电气装置的dc系统或3相4线ac系统。电气装置可以包括一个或多个电池充电器(这取决于电池的数量和类型)、舱底泵、空调单元、灯和需要电力的其他辅助装置。

2、利用岸电对船舶上的电气装置充电或供电的不良影响是船舶的部分可能会受到腐蚀。更具体地，当金属船体或其他金属部件和异种金属(例如，螺旋桨)都放置在相同的水溶液中时，可能会出现所谓的电偶腐蚀。为了避免或至少减少这种腐蚀的影响，可以采取不同的对策。例如，为了保护船体，可在船舶中和船舶上提供导电配件、油漆和其他导体。腐蚀保护的示例包括外加电流腐蚀保护(iccp)系统和/或无源牺牲阳极。

3、腐蚀与ac(交流)和dc(直流)岸电或船舶系统中的杂散电流的出现有关，并且这些杂散电流可能有不同原因。例如，码头处的ac电源可能接线不正确，并且电源线、零线和安全地线可以互换(通常称为反转极性)。替代地，船舶上的ac系统接线可能不正确，或者ac泄漏到船舶接地。这些问题可能导致ac电流泄漏或故障，并且对船舶上的水下部分和电气装置造成严重损害或故障。

4、为了克服船舶上提供的电蚀作用而提供的dc系统经常与安全接地互连。通过该路径的泄漏电流可能导致腐蚀加速。安全接地上的ac电压表示所有船舶和码头设备的严重电解和安全问题。

5、这些杂散电流可能导致所有水下防腐蚀活性元件(通常为锌)和船舶的更贵重的水下金属部分(例如，青铜螺旋桨)与连接到ac安全接地布线的dc接地电连接。结果是电解腐蚀网络的面积很大，这可能迅速耗尽船舶上更具活性的元件。如果多艘船舶连接到同一个岸上设施，则电偶腐蚀的组合影响可能会使这种情况变得更糟。

6、另一种形式的损坏是因引入通常连接到船舶的dc接地系统的岸上ac电源引起的电解腐蚀。这种腐蚀是由于接线不当、泄漏和ac回流线电压降引起的，所述电压降将低水平的ac电压引入公共ac岸电安全接地。这可能会导致耗尽活性元件和船舶的更贵重的水下元件。这种类型的损坏攻击所有贯穿船体的配件，腐蚀并最终破坏它们，使得船舶可能由于贯穿船体配件的故障而遭受进水。

7、另一种故障机制是由于输送到船舶的岸电中的杂散电流不平衡而导致的电气损坏。当电流被供应到船舶但是没有通过预期的回流线返回时，就会发生这种情况。失衡电流可能通过水泄漏到码头或通过ac安全接地泄漏。其他正确布线的船舶中的这种类型的故障可能是由于配电面板中彼此接触的电触点的移动引起，或由于海水进入电路(该电路本应绝缘，但是该电路却通过湿区使电流泄漏到接地)引起。一些电气系统(如冰箱、加热器、空调或定时运行装置)可能出现故障，该故障在操作员离开船舶很久之后电气系统意外启动时才激活。

8、如上所述，由杂散电流引起的腐蚀是海洋船舶的普遍问题。即使存在用于降低影响的不同措施，但是仍然需要一种用于控制船舶供电系统中的杂散电流的改进方法。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，公开了一种包括处理器装置的计算机系统。该处理器装置可以被配置为：

2、标识在电动海洋船舶中提供的电池的充电开始，

3、响应于标识该电池的该充电开始而将保护接地(pe)电缆上的开关从断开状态致动到连接状态，其中该pe电缆设置在岸上的pe岸上连接点与该船舶上的pe船体连接点之间，

4、经由将该船舶上的该电池连接到岸上的电源连接点的充电电缆启动对该电池的充电，

5、标识该电池的充电结束，以及

6、响应于标识该电池的该充电结束而将该pe电缆上的该开关从该连接状态致动到该断开状态。

7、本公开的第一方面可以寻求通过在充电期间将pe岸上连接点仅连接到pe船体连接点来减少杂散电流的发生。

8、在充电期间，电能经由充电电缆从电源连接点传递到船舶的电池，即，充电电缆以及参与充电的电源连接点的部分和电池在充电期间通电。换句话说，施加电压。当没有发生充电时，充电电缆和上文提及的部分不会以相同方式通电并且不施加电压。

9、对充电开始的标识可以通过不同的方式获得。可以通过使用传感器(例如，接合传感器，诸如磁性传感器)来检测电源连接点与电池之间的连接，并且指示该连接的数据从电源连接点和/或船舶传输和/或被传输到计算机系统。另外的一种选项是通过测量充电电缆中的电流来标识充电开始，即，在标识充电开始之前执行充电的启动。这两者也可以组合，由此即使在指示连接的数据的传输失败的情况下也可以标识充电开始。

10、如上文提及，可以在标识充电开始之前执行电池充电的启动。替代地，可以在标识充电开始之后执行电池充电的启动。在又一替代方案中，可以响应于将pe电缆上的开关从断开状态致动到连接状态来执行电池充电的启动。

11、根据第二方面，公开了一种用于经由充电电缆对设置在电动海洋船舶中的电池进行充电的计算机实施的方法，该充电电缆被布置为将该船舶中的该电池连接到岸上的电源连接点。保护接地(pe)电缆可以设置在岸上的pe岸上连接点与船舶上的pe船体连接点之间。开关可以设置在pe电缆上，由此使得pe电缆可以处于连接状态或断开状态。

12、该方法可以包括

13、标识该电池的充电开始，

14、响应于标识该电池的该充电开始而将该pe电缆上的该开关从该断开状态致动到该连接状态，

15、经由该充电电缆启动对该电池的充电，

16、标识该电池的充电结束，以及

17、响应于标识该电池的该充电结束而将该pe电缆上的该开关从该连接状态致动到该断开状态。

18、技术优势可以包括可减少船体与海岸之间出现的杂散电流，由此减少腐蚀。

19、在第二方面中，可以在标识充电开始之前执行电池充电的启动。替代地，可以在标识充电开始之后执行电池充电的启动。在又一替代方案中，可以响应于将pe电缆上的开关从断开状态致动到连接状态来执行电池充电的启动。

20、在一些示例中，该船舶外部的该充电电缆和该pe电缆可以集成到同一个装置中。技术优势可以包括可降低连接充电电缆但是未连接pe电缆的风险。

21、在一些示例中，该开关可以是机电开关或晶体管。

22、在一些示例中，该开关可以设置在该船舶上。将开关设置在船舶上的优点是可实现更多种类的充电器的腐蚀的减少。

23、在一些示例中，标识该电池的该充电开始可以通过从提供该电源连接点的充电器接收充电开始数据来执行。以这种方式标识充电开始的优点是可使用现有的数据通信接口，而不是为该目的提供传感器装置。此外，通过将用于标识充电开始的传感器装置与具有充电开始数据组合，可实现更具弹性的系统。

24、在一些示例中，该方法还可以包括响应于该充电器在岸上或该船舶上的位置数据而接收含盐量数据，其中该含盐量数据是由该位置数据指示的位置的水含盐量的估计值，

25、其中如果该含盐量数据高于阈值，则可以执行将该pe电缆上的该开关从该连接状态致动到该断开状态。这种方法的优点是，可基于充电器和/或船舶的位置的估计含盐量来估计由于杂散电流引起的腐蚀的严重程度。基于估计的腐蚀严重程度，如果该严重程度被认为低于阈值，则可以将开关设置为连接状态，或者在另外情况下设置为断开状态。换句话说，如果将pe岸上连接点和pe船体连接点断开的优势被认为很低，例如，如果情况是船舶放置在淡水湖(低含盐量)中，则这两个点可以保持连接。

26、在一些示例中，该方法还可以包括通过凭借使用放置在该pe电缆上的电流计测量电流来估计含盐量，其中如果该含盐量高于阈值，则执行将该pe电缆上的该开关从该连接状态致动到该断开状态。如上所述，估计船舶所在水中的含盐量的优点是可估计腐蚀的严重程度。结果，由于高含盐量意味着高电导率并且进而意味着更严重的腐蚀，因此如果含盐量高于阈值，则开关可以从连接状态致动到断开状态。

27、在一些示例中，该方法还可以包括通过使用船上隔离监测装置(imd)来检测当该pe开关处于该断开状态时电池正极和负极与该船舶或该pe船体中的该pe电缆之间的隔离偏差，该imd连接到该充电电缆和该开关的pe船体侧。这种方法的优点是，将检测到可能导致电池正极和负极电阻下降的故障，由此提高安全性。

28、在一些示例中，如果通过使用交流(ac)充电来执行该电池的充电，则该方法还可以包括使用该充电电缆上的剩余电流装置(rcd)来检测泄漏电流。这样做的优点是可改进故障检测，进而导致提高安全性。

29、根据第三方面，提供了一种电动海洋船舶，该电动海洋船舶包括计算机系统，该计算机系统具有用于执行该第二方面的方法的处理器装置。上文关于第二方面讨论的特征和优点也适用于该方面。

30、在一些示例中，该计算机系统还可以包括通信接口，该通信接口被配置为经由数据通信网络接收充电开始数据。

31、在一些示例中，该计算机系统还可以包括该通信接口，该通信接口被配置为经由该数据通信网络接收含盐量数据。

32、在一些示例中，该船舶还包括放置在该pe电缆上的电流计，使得可以基于测量的电流来估计该含盐量。

33、根据第四方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序代码，该程序代码在由该处理器装置执行时执行该第二方面的方法。上文关于第二方面讨论的特征和优点也适用于该方面。

34、根据第五方面，提供了一种控制系统，该控制系统包括一个或多个控制单元，该一个或多个控制单元被配置为执行该第二方面的方法。上文关于第二方面讨论的特征和优点也适用于该方面。

35、根据第六方面，提供了一种包括指令的非暂时性计算机可读存储介质，该指令在由该处理器装置执行时使该处理器装置执行该第二方面的方法。上文关于第二方面讨论的特征和优点也适用于该方面。

36、上述方面、所附权利要求和/或本文在上文和下文中公开的示例可以适当地彼此组合，这对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

37、附加特征和优点在以下描述、权利要求和附图中公开，并且部分地对于本领域技术人员而言将是显而易见的或者通过如本文描述实践本公开而认识到。本文还公开了与上文讨论的技术优势相关联的控制单元、计算机可读介质和计算机程序产品。