[發明專利]一種內河大型電動船的綜合式充電系統

在審

• 申請號: 201711353379.4
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107901785A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 孫剛;付銀河;張春光;郭杜演;歐陽興東;何楚峰
• 申請（專利權）人: 廣州發展集團股份有限公司;廣州發展能源物流集團有限公司;廣州發展瑞華新能源電動船有限公司;廣州發展燃料港口有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;A62C3/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 鄭永泉,邱奕才

技術領域

本專利涉及船舶新能源技術領域，具體涉及一種內河大型電動船的綜合式充電系統。

背景技術

電動船舶作為一種新型的海洋或河道運輸工具，具有節省能源，安靜且不會污染水體等優點，在未來將會得到廣泛的應用。現有的電動船基本上是在現有船體上進行改造，將動力機構改造成電動或者混動的結構，但多數是將電動機作為輔助動力，如在泊船時專用電動驅動系統進行微調節船身。純電動的船集中在小型船只上，比如快艇之類。

目前，已有企業開始研發建造內河千噸級以上的大型純電動船，而現有的港口碼頭受之前的設計布局的條件限制，單純通過布置在岸邊的交流岸電箱的方式，難以向這種級別的大型電動船提供大容量、遠距離的充電電能。同時，由于岸基沿線常布置有其它裝卸、起吊或轉運設備設施，實際剩余及可利用的空間及面積受限，無法滿足在電動船泊位的岸基側現場就近、就地布置大容量充電站及其充電設備的占地體量要求。

現有的交流岸電供電及直流充電樁技術存在的缺點及不足：1）交流供電的電源型制單一，僅提供三相三線制交流電或交流變頻電源；2）交流供電適用的船型及使用范圍窄，僅作為柴油機動力船舶靠岸時日常用電的替代電源；3）交流岸電箱能提供的電源功率較小，多適用于不大于500kW容量交流用電的場合；4）目前應用于電動汽車充電的直流充電樁多由精密電子元器件組成，其防護等級一般為IP54，難以滿足港口碼頭現場室外布置的耐潮濕、鹽堿氣候及防水、防塵要求的IP56以上技術條件，而單純提高充電樁的技術防護等級又會帶來單位建設成本的成倍增加，且大型充電站所需要的規模數量的充電樁受碼頭現場條件的諸多限制，往往無法成批量安裝布置。因此，目前市面上常規的電動汽車充電樁從設備本身而言，除其自身的防護性能不完全滿足室外全天候工況下使用的技術條件外，從千噸級以上大型電動船需要岸基提供的充電容量而論，舊式港口碼頭現有條件也不具備岸線現場大規模、成批量安裝布置充電設施的環境條件。

發明內容

為了克服現有港口碼頭的條件制約及輸送電技術上的缺陷，本專利提供了一種能夠給千噸級以上電動船進行直流充電及交流供電的大型充電系統，提供了全套完整的、切實可行的技術解決方案。

針對上述技術問題，本專利是這樣加以解決的：

一種內河大型電動船的綜合式充電系統，包括充電站、戶外一體式集中岸電箱以及充電槍模組。

所述充電站采用遠離碼頭岸基前沿的布置方式，作為后方充電能源供給的分配平臺，通過專門研發的“動力+控制+通信三合一”輸電線纜的連接，經集中式岸電箱分別向直流充電槍模塊和交流插電槍模塊提供直流、交流電源。

相比于現有的交流岸電箱及直流充電樁，本專利的充電站可完全不必考慮港口碼頭現場的岸基布置條件的限制，多組直流充電單元和交流供電單元充分利用碼頭后方空置場地設計布置于室內，充電、供電單元設備的布置數量和容量可規模擴大不受限，使其為千噸級大型純電動船提供1200kW大功率的電能成為可能。同時，本專利所述的充電站不僅為電動船舶提供交流電源，而且將交流電源轉換為多路直流電源提供給電動船舶充電用，在解決實現岸電直流1000kW以上大功率、遠距離輸電目的同時，降低了電能傳輸過程自身損耗。因為直流輸電相對于交流輸電導線根數少，電阻發熱損耗小，沒有感抗和容抗的無功損耗，運行電能損耗小，單位損耗的降低大大增加了傳輸功率，能夠為千噸級以上電動船輸送提供1000kW以上的直流充電功率，其作為電力傳輸的節能效果經公論的優勢明顯，可作為大型電動船進行大功率直流充電的首選輸電模式。

所述戶外集中式岸電箱作為向電動船舶提供多路交流電源和多路直流電源的核心關鍵輸出端口，在電力輸送環節起到電能匯聚與承上啟下地過渡作用，向上連接一體式直流充電單元和交流供電單元，向下連接直流充電槍模塊和交流插電槍模塊，負責直流充電回路和交流供電回路的電氣量及非電量信號的采集、反饋與狀態監控，包括對直流充電槍的提供電子鎖工作電源、檢測電子鎖鎖止狀態和直流充電槍（正、負極）觸頭的溫度。集中式岸電箱包括工作電源輸入端、多組直流充電控制單元、分流器、直流接觸器、交流控制單元、交流接觸器、CAN通信光電轉換模塊、急停按鈕及指示燈。相比于現有在充電站對充電槍進行鎖止監控與觸頭溫度檢測的方式，本專利通過集中式岸電箱中的充電控制模塊對充電槍進行鎖止控制，解決了充電槍因線路長壓降大無法鎖止、鎖止狀態檢測信號不穩定、溫度檢測信號衰減的技術難題。