CN109703726A - 一种模块化电动船系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化电动船系统，包括：电池船调度系统，用于实时接收江海船舶用户的要求，并调遣电池船为船舶提供拖带服务，同时安排电池的换电计划；电池船，用于为江海船舶提供快速响应的牵引服务；岸基储能电站，用于为电池船的电池进行充电；快速电池更换系统，用于为电池船的电池进行更换。本发明可以完全解决船舶的推进和辅助电力供应。

Description

一种模块化电动船系统

技术领域

本发明涉及新能源船舶技术领域，特别是涉及一种模块化电动船系统。

背景技术

电动船舶是未来新能源船舶的发展方向，对提高船舶效率、降低运输成本、减少环境污染、并最终实现船舶低碳排放的根本措施。但船舶特别是大型江海船舶，由于船舶动力大，能耗高、耗油量大，要改造成电动船，航程、航速、电池容量等问题很难兼顾。特别是大量现有的船舶，要改造为电池储能和电动推进，投资巨大、经济性差，还存在改造船体结构的问题，很难在短期内实现。在现有的技术基础上，快速解决船舶的电动化，需要进行系统集成技术创新。

发明内容

本发明提供一种模块化电动船系统，解决船舶的推进和辅助电力供应问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种模块化电动船系统，包括：电池船调度系统，用于实时接收江海船舶用户的要求，并调遣电池船为船舶提供拖带服务，同时安排电池的换电计划；电池船，用于为江海船舶提供快速响应的牵引服务；岸基储能电站，用于为电池船的电池进行充电；快速电池更换系统，用于为电池船的电池进行更换。

所述电池船通过船体两侧的电磁靠泊系统为江海船舶提供快速响应的牵引服务。

所述电池船调度系统根据电池船上的定位模块发送的定位信息调遣距离发出要求的江海船舶用户最近的电池船进行拖带服务。

所述岸基储能电站包括充电架，所述充电架用于安装电池船的标准电池集装箱，在电池船需要更换标准电池集装箱时快速释放通过平板拖车运送到电池船基地，在电池船不需要更换标准电池集装箱时作为储能电站的储能模块，为电网提供储能服务。

所述快速电池更换系统包括电池输送轨道和电池桥吊，所述电池输送轨道用于输送电池船的标准电池集装箱，所述电池桥吊用于将电池输送轨道上的标准电池集装箱吊装到电池船。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明利用标准化电池船系统为运输船舶提供推进动力，不需要改造船舶轮机电气系统，并能够通过电池船为船舶提供辅助电力，可以完全解决船舶的推进和辅助电力供应。本发明的标准电池船以更换推进船代替更换船舶动力系统，可以直接为船舶提供推进能量，避免了船舶充电靠泊的时间。本发明的标准电池船，主要载荷是电池，储能电量大，可以为江海船舶在不改造推进系统的情况下，提供推进动力，较长的续航里程和航行速度。本发明的基于定位系统的船舶调度系统，可以快速响应船舶的推进要求，根据需求调度不同数量的电池船，为运输船舶提供推进服务，最优化设计调度的航线，提高电池船的使用效率。本发明的储能电站，电池船的标准集装箱电池为模块，进行储能，可以安全高效地为电池储能，并参与电网的夜间调峰。本发明的储能电站的电池模块，可以快速通过拖车，拖到电池船码头，由快速电池更换系统，采用桥吊吊装或从电池船拆卸电池，可以实现精确快速的电池更换，避免了码头岸电充电的各种不利影响。本发明采用的电池船的电池实行标准化管理，包括充电、使用、监测、检验、更换、梯度利用等，大大提高了电池的使用寿命，降低了电池的度电成本。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是本发明中电池船的示意图；

图3是本发明中岸基储能电站的示意图；

图4是本发明中快速电池更换系统的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种模块化电动船系统，如图1所示，包括：电池船调度系统A，用于实时接收江海船舶用户的要求，并调遣电池船为船舶提供拖带服务，同时安排电池的换电计划；电池船B，用于为江海船舶提供快速响应的牵引服务；岸基储能电站C，用于为电池船的电池进行充电；快速电池更换系统D，用于为电池船的电池进行更换。

如图2所示，本实施方式以标准化电池船为基础，电池船B包括电力推进系统、标准电池集装箱21和电磁靠泊系统22。电池船作为系统的功能单元，通过位于船体两侧的电磁靠泊系统为江海船舶提供快速响应的牵引服务，电池船的标准电池集装箱可以在基地进行整体更换，避免了电池船长时间靠泊码头，提高了电池船的快速响应能力。

本实施方式以电池船调度系统为核心，其包括安装在电池船上的AIS和GPS定位模块。通过电池船上的GPS定位模块可以知道每艘电池船所在的具体位置，当接收到江海船舶用户的要求时，能够根据每艘电池船所在的具体位置，派遣距离发出要求的江海船舶用户最近的电池船进行拖带服务，并同时安排电池的换电计划。

本实施方式采用模块化的岸基储能电站，对标准化的标准电池集装箱进行充电，与传统的固定式的储能电站不同，如图3所示，岸基储能电站包括充电架31和电站电气系统32。其中的标准电池集装箱被快速安装在充电架上，在电池船需要更换标准电池集装箱的时候，可以快速释放，通过平板拖车运送到电池船基地。在电池船不需要更换标准电池集装箱的时候，作为储能电站的储能模块，为电网提供储能服务。

本实施方式的电池船基地设置码头快速电池更换系统，如图4所示，包括：电池输送轨道41和电池桥吊42。电池船可以进入港池，电池拖车将标准电池集装箱运输到输送轨道后，由电池桥吊吊装到电池船，实现快速更换。

下面通过一个具体的实施例来进一步说明本发明。

本实施例为用于长江的模块化电动船系统，由10艘10MWh，1000KW的电池船，一座100MWh的电池储能电站，一座500吨内河码头作为电池船基地，一座快速电池更换系统，一套电池船调度系统共同组成。

每2艘电池船可以以接力的方式，为1艘1万载重吨的长江运输船或内河船队提供200海里的续航里程。

调度系统在接到船舶推进请求后，安排一艘满电的电池船抵达指定位置，快速靠泊，为运输船或船队提供拖带推进服务，航程完毕或电池船电池耗尽后，电池船返回基地。

返航电池船，进入港池，由快速更换系统更换满电电池，待命出航。

换下的空电电池，由拖车拖到储能电站指定充电位，接入电网，等待充电，或作为电网调峰蓄能电池。

进入电站的电池作为蓄能电池，或待满电后作为电池船电池，由拖车拖至基地的快速更换电池码头，等待安装。

根据以上运行模式，10艘电池船可以每年为船舶提供至少50万海里以上的拖带里程，代替2～3万吨燃油消耗，并为电网提供1亿KWh的低谷电量吸纳能力。

Claims (5)

1.一种模块化电动船系统，其特征在于，包括：电池船调度系统，用于实时接收江海船舶用户的要求，并调遣电池船为船舶提供拖带服务，同时安排电池的换电计划；电池船，用于为江海船舶提供快速响应的牵引服务；岸基储能电站，用于为电池船的电池进行充电；快速电池更换系统，用于为电池船的电池进行更换。

2.根据权利要求1所述的模块化电动船系统，其特征在于，所述电池船通过船体两侧的电磁靠泊系统为江海船舶提供快速响应的牵引服务。

3.根据权利要求1所述的模块化电动船系统，其特征在于，所述电池船调度系统根据电池船上的定位模块发送的定位信息调遣距离发出要求的江海船舶用户最近的电池船进行拖带服务。

4.根据权利要求1所述的模块化电动船系统，其特征在于，所述岸基储能电站包括充电架，所述充电架用于安装电池船的标准电池集装箱，在电池船需要更换标准电池集装箱时快速释放通过平板拖车运送到电池船基地，在电池船不需要更换标准电池集装箱时作为储能电站的储能模块，为电网提供储能服务。

5.根据权利要求1所述的模块化电动船系统，其特征在于，所述快速电池更换系统包括电池输送轨道和电池桥吊，所述电池输送轨道用于输送电池船的标准电池集装箱，所述电池桥吊用于将电池输送轨道上的标准电池集装箱吊装到电池船。