CN110395360A - 一种钓鱼艇动力及推进装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种钓鱼艇动力及推进装置，包括动力系统和推进系统，动力系统采用动力电池作为能源并与推进系统电连接；推进系统包括推进电机、导管和螺旋桨，推进电机、导管与螺旋桨，且置于钓鱼艇下方，其中螺旋桨与推进电机设置于导管内。本发明的一种钓鱼艇动力及推进装置，相对于现有技术，一方面，采用动力电池为全艇提供动力及电源，实现了钓鱼艇的纯电池动力推进，不仅环保而且设备运行振动和噪音小极大地提高了全艇的舒适度；另一方面，推进系统实现了一体化、无轴化设计，有效地节省了设备的布置空间和减少了效率损失、提高推进效率，同时导管兼有舵的功能可在水平面内左右转动来实现船舶的转向。
Description
技术领域
本申请涉及水上交通工具领域，具体而言，涉及一种钓鱼艇动力及推进装置。
背景技术
目前，国家正在大力推广新能源、清洁能源等在船舶行业的应用，其中采用动力电池作为船舶推进动力将是未来市场的主流。船舶的常规动力是船用柴油机，但石油是不可再生能源，而且柴油机推进产生的废弃物较多，容易造成大气污染、水污染等环境问题。当下，船舶常规动力带来的环境污染问题已经显得非常突出，大力发展清洁能源、绿色船舶已经时不我待。特别是对于沿海休闲娱乐船舶，采用动力电池作为推进动力在环保方面、船舶的舒适性方面都体现出了巨大的优越性。另一方面，船舶的推进系统通常是在船体上设置发动机，通过齿轮、轴承传递动力，并在轴承一端连接螺旋桨，再将螺旋桨放置于水面下方，启动发动机推动船体前进，此方式由于在船上设置发动机将会产生较大噪音与震动，因此舒适感较差，并且此种推进模式下靠舵进行方向调节将损失掉部分动能，效率较低；而且螺旋桨后将产生大量涡旋，造成推进效率低下。
发明内容
本申请的目的在于提供一种钓鱼艇动力及推进装置，实现了钓鱼艇的“纯电池动力推进”，全艇不使用一滴燃油，采用锂离子动力电池等性能指标相当的动力电池为全艇航行及生活设备提供动力和电源，此钓鱼艇推进装置采用“一体化”、“无轴化”设计，将螺旋桨、推进电机设置于喇叭状导管内，并且喇叭状导管可在水平面内左右转动，在推动钓鱼艇航行的同时可以调节船舶航向；一方面，采用动力电池为全艇提供动力及电源，实现了钓鱼艇的“纯电池动力推进”，不仅环保而且设备运行振动和噪音小极大地提高了全艇的舒适度；另一方面，“一体化”、“无轴化”的推进系统有效地节省了设备的布置空间和减少了效率损失、提高推进效率。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
一种钓鱼艇动力及推进装置，包括动力系统和推进系统，实现了钓鱼艇的“纯电池动力推进”，全艇不使用一滴燃油，动力系统采用动力电池作为能源并与推进系统电连接；推进系统包括推进电机、导管和螺旋桨，推进电机、导管与螺旋桨采用“一体化”、“无轴化”设计，置于钓鱼艇尾部船底板下方，其中螺旋桨与推进电机设置于导管内，且螺旋桨的旋转中心线与导管中心线方向平行，导管与钓鱼艇之间通过轴承组件和安装座进行连接，轴承组件下端与导管连接，轴承组件上端与安装座连接，轴承组件可带动导管在水平面内左右转动用于调节船舶航向，，导管呈喇叭状，且导管两端的开口口径可根据螺旋桨的大小进行变径调节。
进一步的，钓鱼艇动力及推进装置还包括安装座，安装座与钓鱼艇固定连接，安装座连接动力系统和推进系统。
进一步的，动力系统包括第一电池包、第二电池包、电池管理系统、配电系统和变频器，第一电池包与第二电池包共用一个电池管理系统，第一电池包、第二电池包与配电系统电连接。
进一步的，推进系统与配电系统之间由变频器连接，变频器用于调节推进电机的转速进而可以调节钓鱼艇的航速。
进一步的，第一电池包与第二电池包设置于钓鱼艇电池舱的左右两舷。
进一步的，第一电池包和第二电池包分别均由多个电池模块组成，电池模块由多块锂电池串联构成。
进一步的，根据本艇的相关参数指标要求，第一电池包和第二电池包分别由5个电池模块组成，每个电池模块由12块锂电池串联构成。
进一步的，第一电池包和第二电池包均设有防护外壳，防护外壳底部与钓鱼艇固定连接。
进一步的，防护外壳内设置有温控及火灾处理系统，温控及火灾处理系统包括温度传感器、过热保护器、散热装置及卸载装置，温度传感器、过热保护器、散热装置及卸载装置通过控制系统相互连接，温度传感器用于监测电池模块的温度，过热保护器用于与散热装置连接或断开。
进一步的，散热装置如接到电池模块高温预警信号后便自动开启散热功能，在极端情况下如有某个单体电池模块发生热失控则卸载装置便自动将该电池模块从整个系统中卸载掉，避免对整个系统造成连带损伤。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本申请实施例提供的钓鱼艇示意图；
图2为本申请实施例提供的现有技术钓鱼艇推进系统示意图；
图3为本申请实施例提供的钓鱼艇双推进系统示意图；
图4为本申请实施例提供的动力系统示意图；
图中：10-钓鱼艇；11-第一电池包；12-第二电池包；111-第一电池包防护外壳；121-第二电池包防护外壳；13-船载配电系统；14-电池管理系统；15-变频器；20-推进系统；201-第一推进装置；202-第二推进装置；21-安装座；22-轴承组件；23-导管；24-螺旋桨；25-推进电机；30-电动机；31-连接轴；32-螺旋桨。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
一种钓鱼艇动力及推进装置，如图1和图4所示，包括动力系统和推进系统20，动力系统和推进系统20电连接；推进系统20包括推进电机25、导管23和螺旋桨24，推进电机25、导管23与螺旋桨24一体设置于钓鱼艇10尾部船底板下方，需要说明的是，其中螺旋桨24的叶根安装在推进电机25的转子上，转子直接带动螺旋桨24旋转并产生推力，推力通过推进电机25的定子轴承、导管23和轴承组件22传递到安装座21从而推动钓鱼艇前进。这样，在减少传递机构能量损失的同时节省了大量的设备布置空间，且各设备运行平稳、噪音小，提升了钓鱼艇的舒适度。
螺旋桨24与推进电机25设置于导管23内，且螺旋桨24的旋转中心线与导管23中心线方向平行，导管23与安装座21之间通过轴承组件22连接，其中，安装座21的目的是将推进系统20与钓鱼艇10固定，用来将螺旋桨24所提供的推力传递至钓鱼艇10，推动钓鱼艇10前进。
导管23上设置有安装部，安装部与轴承组件22的下端可旋转连接，其中需要说明的是，安装部固定安装于导管23的壳体上，并且安装部上设置有电控转动装置，并且该转动装置与轴承组件22连接，当钓鱼艇10需要进行转向操作时，用户可通过调节电控制器，从而控制该转向装置进行转动，同时带动导管23进行水平角度范围调节，从而控制船体进行水面上任意角度的转向。此种转向操作与传统转向的区别在于，直接通过旋转螺旋桨24的矢量推进方向，从而改变船体转动方向；而传统通过舵转向的方式只能在特定角度范围内进行转动，其旋转角度小，从而造成船体转弯半径大，不利于船体在较窄水域范围内进行掉头。如图2所示，电动机30与螺旋桨32通过连接轴31连接，电动机30置于船体上，这样不仅占用船体空间，而且，电动机30所带来的噪音与震动将严重降低乘船人员体验感；同时，该推进方式下，还需要设置专门的舵设备，且舵的旋转角度小，从而使船体的转弯半径大，导致船体的机动性能下降。
并且导管23呈喇叭状，且导管23两端的开口口径可根据螺旋桨24的大小进行变径调节。其中，需要说明的是，基于流体力学中伯努力方程，即：动能+重力势能+压力势能＝常数；因此，当流体流过变截面区域时，尤其是当流体从大口径截面流通至小口径截面时，根据质量守恒定律，一方面，流体的压强降低速度增加，另一方面，流体的动能将呈速度的二次方增长，因此当流体流经窄口截面时，流体的动能与速度同时增加，此时螺旋桨24将获得更高的来流速度和流体反作用力推动船体前进；并且与传统无导管23的推进方式相比，通过增设导管23，可降低螺旋桨24在旋转过程种所产生的紊流干扰，避免了螺旋桨24产生无效做功，从而提高了螺旋桨24的工作效率。
钓鱼艇10动力及推进装置还包括安装座21，安装座21与钓鱼艇10固定连接，安装座21连接动力系统和推进系统20。
另外，为了给钓鱼艇10提供更强的动力，可通过设置多个推进系统20，如图3所示的第一推进装置201，第二推进装置202。
如图4所示，动力系统包括第一电池包11、第二电池包12、电池管理系统14、配电系统13和变频器15，第一电池包11与第二电池包12共用一个电池管理系统14，第一电池包11、第二电池包12与配电系统13电连接，推进系统20与配电系统13之间由变频器15连接。第一电池包11与第二电池包12设置于钓鱼艇10的电池舱的左右两舷。第一电池包11和第二电池包12分别均由多个电池模块组成，电池模块由多块锂电池串联构成。
具体实施例1
两组额定能量均为40kWh的船用高安全级动力第一电池包11和第二电池包12，分别置于船体电池舱的左右两舷，第一电池包11和第二电池包12均由5个电池模块组成，每个电池模块由12块锂电池串联构成。该锂离子动力电池包具有合理的能量密度，每个电池包的重量仅为450kg，体积仅为寸1500mmx680mmx700mm(长深高)。
日常使用过程中，动力电池包的充电可以通过码头的直流充电桩完成。在电池舱内设有船载电池管理系统14(BMS)，可对电池系统进行安全、可靠、高效的管理，并将数据显示在触摸屏上，同时通过BMS与充电桩的通讯实现智能充电控制。
另外，电池包外壳具有防火、防爆功能，且电池包内置控温及火灾处理系统，如有某个单体电池热失控等情况出现该电池包便自动从整个系统中卸载，不会对系统造成连带损伤。钓鱼艇10高速航行时艇体摇晃、颠簸也较大，动力电池需要具有较强的环境适应能力。而本电池包的工作温度范围为-20℃～55℃，且耐冲击振动，能较好地满足钓鱼艇10的使用要求。具体来说，第一电池包11和第二电池包12分别套设有第一电池包防护外壳111和第二电池包防护外壳121，第一电池包防护外壳111和第二电池包防护外壳121与钓鱼艇10固定连接。
第一电池包防护外壳111和第二电池包防护外壳121内均设置有温控及火灾处理系统，温控及火灾处理系统包括温度传感器、过热保护器、散热装置及卸载装置，温度传感器、过热保护器、散热装置及卸载装置通过控制系统相互连接，温度传感器用于监测电池模块的温度，过热保护器用于与散热装置连接或断开。
散热装置如接到电池模块高温预警信号后便自动开启散热功能，在极端情况下如有某个单体电池模块发生热失控则所述卸载装置便自动将该电池模块从整个系统中卸载掉，避免对整个系统造成连带损伤。
第一电池包11和第二电池包12存储的直流电通过船载配电系统13(直流配电装置)进行电能的分配，分别给推进系统20和船上生活用电设备提供电源。第一电池包11和第二电池包12采用并联方式接入该配电系统，二者可以独立或同时供电。在船舶快速巡航状态，二者并联供电，保证船舶具有较大的航速。在休闲观光状态，船舶航速较低，此时卸载掉其中一个电池包，只采用单个电池包供电。这样的设计相当于给船舶提供了一套备用电源以应对突发状况。
综上所述，本申请实施例提供的一种钓鱼艇动力及推进装置，包括动力系统和推进系统，实现了钓鱼艇的“纯电池动力推进”，全艇不使用一滴燃油，动力系统采用动力电池作为能源并与推进系统电连接；推进系统包括推进电机、导管和螺旋桨，推进电机、导管与螺旋桨采用“一体化”、“无轴化”设计置于钓鱼艇尾部的船底板下方，其中螺旋桨与推进电机设置于导管内，且螺旋桨的旋转中心线与导管中心线方向平行，导管与钓鱼艇之间通过轴承组件和安装座进行连接，导管上设置有安装部，安装部与轴承组件下端可旋转连接，，导管呈喇叭状，且导管两端的开口口径可进行变径调节。本发明的一种钓鱼艇动力及推进装置，相对于现有技术，一方面，采用动力电池为全艇提供动力及电源，实现了钓鱼艇的“纯电池动力推进”，不仅环保而且设备运行振动和噪音小极大地提高了全艇的舒适度；另一方面，推进系统实现了“一体化”、“无轴化”设计，有效地节省了设备的布置空间和减少了效率损失、提高推进效率，同时导管兼有舵的功能可在水平面内左右转动来实现船舶的转向。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种钓鱼艇动力及推进装置，其特征在于：包括动力系统和推进系统，所述动力系统与所述推进系统电连接；所述推进系统包括推进电机、导管和螺旋桨，所述推进电机、所述导管与所述螺旋桨置于所述钓鱼艇下方，所述螺旋桨与所述推进电机设置于所述导管内，且所述螺旋桨的旋转中心线与所述导管中心线方向平行，所述导管与所述钓鱼艇之间通过轴承组件和安装座进行连接，所述轴承组件下端与所述导管连接，所述轴承组件上端与所述安装座连接，所述轴承组件可带动所述导管在水平面内转动，所述导管呈喇叭状，且所述导管两端的开口口径可根据螺旋桨的大小进行变径调节。
2.如权利要求1所述的一种钓鱼艇动力及推进装置，其特征在于，所述钓鱼艇动力及推进装置还包括安装座，所述安装座与钓鱼艇固定连接，所述安装座连接所述动力系统和所述推进系统。
3.如权利要求1所述的一种钓鱼艇动力及推进装置，其特征在于，所述动力系统包括第一电池包、第二电池包、电池管理系统、配电系统和变频器，所述第一电池包、所述第二电池包共用一个所述电池管理系统，所述第一电池包、所述第二电池包与所述配电系统电连接。
4.如权利要求3所述的一种钓鱼艇动力及推进装置，其特征在于，所述推进系统与所述配电系统之间由所述变频器连接，所述变频器用于调节所述推进电机的转速。
5.如权利要求3所述的一种钓鱼艇动力及推进装置，其特征在于，所述第一电池包与所述第二电池包设置于所述钓鱼艇电池舱的左右两舷。
6.如权利要求3所述的一种钓鱼艇动力及推进装置，其特征在于，所述第一电池包和所述第二电池包分别均由多个电池模块组成，所述电池模块由多块锂电池串联构成。
7.如权利要求3所述的一种钓鱼艇动力及推进装置，其特征在于，所述第一电池包和所述第二电池包均设有防护外壳，所述防护外壳具有防火、防爆功能，所述防护外壳底部与钓鱼艇固定连接。
8.如权利要求7所述的一种钓鱼艇动力及推进装置，其特征在于，所述防护外壳内设置有温控及火灾处理系统，所述温控及火灾处理系统包括温度传感器、过热保护器、散热装置及卸载装置，所述温度传感器、所述过热保护器、所述散热装置及所述卸载装置通过控制系统相互连接，所述温度传感器用于监测电池模块的温度，过热保护器用于与所述散热装置连接或断开。
9.如权利要求8所述的一种钓鱼艇动力及推进装置，其特征在于，所述散热装置接收到所述电池模块高温预警信号后自动开启散热功能。
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