CN112154098B - 船舶推进系统 - Google Patents

Abstract

提供一种系统，使得由氢为燃料的燃料电池驱动的汽车被安装在船上，并且由汽车中的氢产生的电力被用来驱动电力推进船。还提供了这样一种系统，该系统使得以氢，天然气或LPG为燃料的内燃机汽车安装在船上，并且该船由安装在船上并由氢，天然气为燃料的内燃机驱动，或LPG，在汽车中随燃料一起供应并推进。本发明还提供一种系统，其采用这些方法以低成本实现船舶的供应，运输等，从而提高了便利性。另外，本发明提供一种具有推进力的船，该推进力是通过将动力从安装在船上的汽车的轮胎驱动单元直接引导到船的推进驱动单元而获得的。以上三种方法中的每一种的特征在于，通过施加来自安装在汽车上的汽车侧驱动源的能量或来自汽车侧驱动源的直接动力传递，来在船上驱动船舶推进器或喷气推进泵。如果汽车是使用氢的燃料电池驱动的汽车，则汽车产生的电力将用于电力推进船。如果将以氢气，天然气或LPG为燃料的内燃机汽车安装在船上，则该燃料将直接用作内燃机推进船的燃料。作为另一个实施例，本发明还包括船舶推进系统，使得将电动汽车，混合动力汽车或插电式混合动力汽车安装在船舶上，并且利用在船舶中产生或存储的电能来驱动船舶。汽车或汽车轮胎的机械旋转力。

Description

船舶推进系统

技术领域

本发明涉及一种船舶用推进系统，用于向安装有燃料电池车或其它车辆的船舶传递推进动力。本申请以2018年3月19日在日本提交的日本专利申请第2018-051711号为基础要求优先权，该申请在此通过引用并入本申请。

背景技术

以氢气为燃料的燃料电池系统，由于只通过燃烧产生水蒸气作为废气以保证推进力，并且几乎没有机械振动，因此作为一种极其环保的电力发电系统被广泛使用，并开发出了搭载燃料电池作为汽车动力源的燃料电池汽车。近年来，由于排放法规的实施，需要使用环保的高级燃料的船舶推进系统，燃料电池动力船舶也作为船舶的动力源得到了发展。

近年来，对船舶也执行了排放规定。需要一种使用优质燃料的船舶推进系统，这种系统对环境友好。目前正在进行燃料电池船舶作为船舶推进动力源的研发。

在专利文献1中，为了提高以燃料电池为动力源航行的燃料电池船舶的船舶体的舒适性，在燃料电池船舶的船舶体外设置了用于存储供给燃料电池的燃料的燃料箱。另一方面，专利2公开了一种用于储存供给燃料电池的燃料的燃料箱，并排布置，以便覆盖电机，以抑制驱动电机的噪音作为船舶体的噪音。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2015-196410号

专利文献2：日本专利公开2015-196411号

发明内容

发明要解决的问题

但是，即使将气态氢压缩到700个大气压，单位体积的能量也比石油如轻油小。因此，为了将氢燃料电池系统应用于船舶并使其扩散，有必要安装大量的氢气供应站以增加船舶附近码头上的氢气压力。安装和维护该操作需要花费大量金钱。另一方面，当使用固态或液态氢作为燃料时，可以相对容易地将其作为燃料进行运输和存储。但是，从气态返回氢的方法和解决容器的高成本的方法的技术和经济性尚未建立，存在许多问题。

氢燃料船舶用推进系统由于装满气态氢的高压钢瓶上船舶后有落水的危险，一直阻碍着该系统的推广。就以氢气为燃料的船舶推进系统而言，氢气的供应和运输是燃料电池推进系统推广的一大障碍。换句话说，对于使用氢气作为燃料的船舶推进系统，希望在向船舶供应和运输氢气方面具有低成本和高便利性。

本发明是针对上述问题而提出的，其目的是提供一种新型的、优越的船舶推进系统，它能以较低的成本向船舶提供和输送氢气等能源，并增加系统的便利性。

用于解决问题的方案

本发明的一个方面是一种船舶用推进系统，用于将汽车安装在船舶上，并利用安装在汽车上的燃料向船舶传递推进动力，包括：在船舶上设置的船舶侧驱动装置，通过旋转驱动产生驱动力；以及船舶侧驱动装置，将所述船舶侧驱动装置产生的驱动力传输给船舶。一种用于传递推进力的船舶用推进器或喷气推进泵，其特征在于，所述船舶用侧驱动装置通过从安装在所述汽车上的汽车侧驱动源传递能量或从所述汽车侧驱动源传递动力来驱动船舶用推进器。

根据本发明的一个方面，通过安装在船舶上的船舶侧驱动装置，通过从安装在车辆上的汽车侧驱动装置传授能量或通过从汽车侧驱动装置传送动力来驱动船舶推进器或喷气推进泵，从而省去了直接向船舶充入氢气或在码头等处装载装满氢气的氢燃料箱等工作。

在本发明的一个方面，该车是一种装有燃料电池的燃料电池车，驱动燃料电池车的能源是燃料电池车携带的氢气，燃料电池车的燃料电池产生的电能供给船舶侧驱动装置，船舶上装有船舶推进用电机、和、该系统的特征在于，它旋转并驱动所述船舶推进用电机，控制所述船舶推进用电机的旋转驱动运行。此外，该系统可以被配置为将安装在所述船舶上的所述燃料电池车的推进电机控制系统作为船舶推进用电机控制系统。

这样一来，船舶燃料电池车燃料电池产生的电能就可以作为推动船舶的能源。因此，不再需要直接给飞船加注氢气，也不需要将装满氢气的罐体装到飞船上。

在本发明的一个方面，该车是具有蓄电池的电动车，或混合动力车，或插电式混合动力车，该船舶配备有船舶推进用电机、控制船舶推进用电机旋转驱动操作的船舶推进用电机控制器，以及。电动汽车或混合动力汽车或插电式混合动力汽车的储能电池中存储的电能可供应给船舶，以驱动船舶作为电动船舶。

这样一来，就可以利用安装在船舶上的电动车或混合动力车或插电式混合动力车的蓄电池所产生的电力作为能源，从而确保即使在码头没有充电设施的情况下，也能保证船舶推进所需的大量电力。

在本发明的一个方面，可以在船舶上设置一种辅助设备用逆变器，作为辅助电源，将燃料电池汽车或电动汽车或混合动力汽车或插电式混合动力汽车安装的电力所产生的电力转换为车辆和船舶推进用电机控制器之间的电压。

这样一来，安装在汽车上的燃料电池等产生的高压电就可以转换为低压电，用于船舶控制。

在本发明的一个方面，在车辆和用于船舶推进的电机控制器之间，还可以设置一个用于将燃料电池车辆产生的功率、或燃料电池车辆产生的功率、或电动车辆或混合动力车辆或插电式混合动力车辆上的功率从直流转换为交流的DC-AC逆变器，以及用于将转换为交流的功率转换为直流的AC-DC转换器。

这样，通过使用V2H系统电源或其他装置，从电动车的直流电中提取家用交流电，就可以方便地推动电动船舶，而不需要改造燃料电池车或安装在船舶上的其他设备。

在本发明的一个方面中，该船舶还包括用于存储从燃料电池车提供的所述电力的存储电池、用于检测所述存储电池的电压的存储电池电压检测单元，以及用于充电控制的后续装置，该装置根据存储电池电压检测单元的检测结果进行操作，并且可以配置为即使在燃料电池车充电后，在所述存储电池中存储了电力，也能由船舶推进用电机进行船舶推进。

这样一来，船舶上的蓄电池也可以作为动力源，使船舶侧驱动装置的供电更加稳定，并通过燃料电池车的反复安装保证蓄电池的充电，从而保证船舶长时间推进所需的大量动力。

在本发明的一个方面，车辆为燃料电池车或天然气车或液化石油气车，船舶侧驱动装置为安装在船舶上的内燃机，其中内燃机可以以燃料电池车中的氢气或天然气车中的天然气或液化石油气车中的液化石油气为燃料，以驱动船舶推进器或喷气推进泵。

这样一来，就可以以船舶上车辆的燃料作为能源来推动船舶的发展，从而省去了在船舶载燃料箱中加注氢气、天然气或液化石油气等不易加注的燃料，也省去了船舶载燃料箱本身的装载。

在本发明的一个方面，所述内燃机可以是以氢气、天然气和液化石油气为燃料的燃气(气)发动机，氢气、天然气和液化石油气可以与液体燃料如汽油、柴油、重油或其他液体燃料在所述船舶上混合。

这样，可以配置一种船舶推进系统，其发动机可以由环保的气体燃料驱动，而不需要复杂的燃料气体填充。

在本发明的一个方面，车辆为电动汽车或混合动力汽车、插电式混合动力汽车或燃料电池汽车，其中，车侧驱动源为电动机，船舶侧驱动装置为旋转并驱动船舶推进器的船舶推进用电机，电动汽车或混合动力车、或插电式混合动力车、或燃料电池车，以及用于船舶推进的电机控制器，其中，混合动力车或插电式混合动力车或燃料电池车中存储的电力被供给控制用于船舶推进的电机的旋转驱动操作，用于船舶推进的电机控制器它可以被配置为连接到产生或安装在插电式混合动力汽车或燃料电池汽车中的电能源，直接作为直流电或从直流电转换为交流电。

这样一来，可以直接利用作为电动汽车或混合动力汽车或插电式混合动力汽车或燃料电池汽车能源的蓄电池的电力，保证船舶推进所需的动力。

在本发明的一个方面，机动车可以是机动车，机动车侧驱动源为电动机或液体燃料发动机，船舶侧驱动可以是将机动车轮胎的旋转力直接传递给船舶推进器的动力传输机构。

这样一来，安装在船舶上的车辆轮胎通过动力传输机构的旋转力，可以直接带动船舶推进器旋转。

在本发明的一个方面，该船舶还可以设置有用于远程控制发动机和转向的遥控功能，通过遥控功能操作转向的执行器可以被配置在车辆上。

这样一来，安装在船舶上的汽车驾驶室可以作为船舶的轮舱，通过遥控装置对船舶的发动机和转向进行遥控，使车载燃料电池车的空间和车内的空调、导航设备得到有效利用。

发明的效果

如上所述，根据本发明，船舶可以直接由安装在船舶上的燃料电池车等汽车的燃料能源或由汽车的驱动力来推动，从而省去了直接给船舶加注天然气、液化石油气或氢气的设施和工作，也省去了在船舶上安装装满这种气体的罐体。同时也省去了工作的麻烦。

附图说明

图1A至图1D是示意图，显示了根据本发明的一个实施例的船舶推进系统的示意性配置和车辆的安装方法。

图2是示出根据本发明的一个实施例的船舶推进系统的功能配置的框图。

图3是示出根据本发明的一个实施例的船舶推进系统的变型的功能配置的框图。

图4是示出根据本发明的一个实施例的船舶推进系统的另一个变型的功能配置的框图。

图5是示出与本发明另一实施例有关的船舶推进系统的功能配置的框图。

图6A是示出本发明另一实施例的船舶推进系统的配置示意图的平面图，图6B是示出本发明另一实施例的船舶推进系统的配置示意图的正视图。

图7是显示本发明另一实施例中船舶推进系统的功能配置的框图。

图8是示出本发明另一实施例中船舶推进系统的功能配置的框图。

图9是示出本发明另一实施例中船舶推进系统的功能配置的框图。

附图标记说明

100、200、300、400、500、600、700船舶推进系统，110、210、310、410、510、610、710船舶，111、211、311、411、511、611、711、711船舶推进器，112、212、512船舶侧驱动装置，113、213船舶推进用电机，114、214、414、514船舶推进用电机控制器，119、219、519辅助逆变器，120、220、320、420车辆(燃料电池或天然气或液化石油气车辆)，121、221、321燃料电池，122、222、322氢气罐，124、224、324、524、624蓄电池，126、226、326、326、526、626电机，215、415(船舶用)蓄电池，216蓄电池电压检测仪，217继电器装置，218DC-AC逆变器，218a交流电-直流转换器、312内燃机、416执行器、520、620机动车(电动车)、612、712动力传动机构、720机动车(液体燃料发动机车)。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的一个合适的实施例。下面描述的实施例并不是不合理地限制了权利要求书所述的发明内容，实施例中描述的配置未必都是解决本发明的必要条件。

首先，将利用图示对本发明一个实施例中船舶推进系统的配置示意图进行描述。图1A至图1D示出了本发明的一个实施例中船舶推进系统的结构示意图和一种车辆的安装方法。

首先，将利用图示描述根据本发明的一个实施例的船舶推进系统的配置示意图。图1A至1D是说明图，示出了根据本发明的一个实施例的船舶推进系统的示意性配置和车辆的安装方法。

根据本发明的一个实施例，船舶推进系统100是作为向安装有下述燃料电池车、或天然气车、液化石油气车、或电动车120的船舶110提供推进力的方法。其特征在于，电动车120的能量源用于给船舶110提供推进动力。换句话说，本发明的一个实施例的船舶推进系统100的特征在于，在陆地上的船舶110上安装了充满氢气或天然气或液化石油气的车辆120，车辆120中的氢气或天然气或液化石油气燃料产生的电力作为船舶110的推进动力。另外，该系统被设计为驱动装有液体燃料(如汽油、柴油、重油等)内燃机的船舶110，通过给车辆装载氢气或天然气或液化石油气，将车辆与液体燃料混合，或仅用气体燃料操作内燃机。在本实施例中，如图1A和1B所示，车辆120沿船舶110的长度方向(纵向)安装在船舶110上，或者如图1C和1D所示，车辆120沿船舶110的宽度方向(水平方向)安装在船舶110上。本文所述的车辆安装方法仅是一个例子，其实施例并不对权利要求书所述的发明内容作不适当的限制。

在本实施例中，燃料电池车或天然气车或液化石油气车120通过燃料电池车或天然气车或液化石油气车120的自驱力，或通过起重机移动车辆120，在任何方向上装载到船舶体110上。如果船舶体比较大，则燃料电池车或天然气车和液化石油气车120通过燃料电池车或天然气车和液化石油气车120的自驱力装载到船舶体110上。另一方面，如果船舶体相对较小，则直接用吊车将燃料电池车120的全部载荷装载到船舶体110的甲板上，以避免燃料电池车或天然气车或液化石油气车120从一个方向登上船舶体110的另一侧时可能会被吊起的危险。

接下来，将借助于图示对根据本发明的一个实施例的船舶推进系统的功能配置进行描述。图2是说明根据本发明的一个实施例的船舶推进系统的功能配置的框图。图2以燃料电池车的情况为例进行说明。

根据本发明的一个实施例的船舶推进系统100，其特征在于，在船舶110上安装有燃料电池车120，燃料电池车120的燃料电池121所产生的电力作为能源，为船舶110提供推进动力。换句话说，在本实施例中，在陆地上的氢气供应站充满氢气的燃料电池车120安装在船舶110上。利用安装在船舶110上的燃料电池车120产生的氢气，利用燃料电池121产生的动力驱动船舶110。通过逆变器119向安装在船舶110上的辅助设备提供控制电源等辅助电源。

船舶110上设有船舶推进器111，船舶侧驱动装置112产生的驱动力通过驱动船舶110旋转而传递并为船舶110提供推进力，船舶侧驱动装置112产生的旋转驱动力为船舶推进器111提供旋转驱动力。可以用喷气推进泵代替船舶推进器。在本实施例中，船舶推进系统100由燃料电池车120上的氢燃料产生的动力传授给船舶110的推进力。

为此，船舶侧驱动装置112设有使船舶推进器111旋转并驱动的船舶推进用电机113，以及通过由燃料电池121产生的电力供给来控制船舶推进用电机113旋转驱动运行的船舶推进用电机控制器114。这使得用于船舶推进的电机控制器114可以通过安装在燃料电池车120上的燃料电池121所产生的电力进行操作。在本实施例中，船舶110与燃料电池车120之间的电连接例如是由燃料电池车120中提供的或重新安装在船舶中的未揭示的逆变器通过直流转交流电源转换器向船舶110供电，或者直接由安装在燃料电池车120中的燃料电池121供电。未显示的取用直流电的终端是通过安装船舶110来完成的。

如图2所示，安装在船舶110上的燃料电池车120设有燃料电池121、氢燃料箱122、氢气入口123、蓄电池124、电机控制器125和电机126。燃料电池车120的氢燃料箱122通过氢气入口123在氢气供应站充入氢气，使氢气被压缩到约700个大气压的高压。

燃料电池车120通常通过空气中的氧气与由燃料电池121从氢气罐122提供的氢气反应产生电力。通过向电机控制器125提供该电力，电机控制器125驱动电机126，作为燃料电池车120的汽车侧驱动源，燃料电池车120在车轮上运行。根据本发明的一个实施例，船舶推进系统100是装有燃料电池车120的船舶110，燃料电池121所产生的动力提供给安装在船舶110上的船舶推进用电机控制器114和船舶推进用电机113，以驱动船舶推进器111的旋转。该船舶作为燃料电池船舶，其导航方式为在本发明的一个实施例中，带有燃料电池车120的船舶推进系统100将燃料电池121产生的电力供给安装在船舶110上的船舶推进用电机控制器114和船舶推进用电机113，以驱动船舶推进器111的转动，从而为燃料电池它像船舶一样航行。船舶推进用电机控制器114和用于船舶110上动力推进的船舶推进用电机113可以分别有一个以上。可以用喷气推进泵代替船舶推进器。

在本实施例中，不仅可以利用燃料电池121产生的电能，还可以利用安装在车内的蓄电池124中存储的电能来驱动船舶推进用电机控制器114和安装在船舶110上的船舶推进用电机113来驱动船舶推进器111。在陆地上运行的燃料电池车120中，驱动电机126的动力由车载燃料电池121产生，该燃料电池121驱动电机126，并将部分能量存储在安装在燃料电池车上的蓄电池124中。在本实施例中，存在于安装在船舶上的燃料电池车中的储能电池124的电能也可用于推动船舶110。在氢气罐122和燃料电池121之间，设置有未描述的减压器，对氢气罐122中的高压氢气进行减压。

例如，在本实施例中，需要将利用燃料电池车120中的燃料电池121产生的相对高压、高电压的电力用于驱动车辆的电力转换为相对低压的电力，用于船舶110中的无线电和改变船舶方向的推进器。为此，在燃料电池121和用于船舶推进的电机控制器114之间设置有辅助设备用的逆变器119，该逆变器将燃料电池121产生的功率转换为电压。换句话说，由于除了船舶110的驱动动力以外，还可能需要来自船舶辅助电源的动力使用，因此，在本实施例中，在燃料电池121和船舶推进用电机控制器114之间设置辅助设备用逆变器119。

因此，在本实施例中，当装备有燃料电池车120的船舶110航行时，可以通过安装在燃料电池车120上的燃料电池121进行发电，也可以通过安装在燃料电池车120上的蓄电池124中存储的电能进行充电和放电。然后，通过安装在船舶110上的船舶推进用电机控制器114驱动电动船舶推进用电机113，并由船舶用推进器111推进。

传统燃料电池船舶为了在码头向船舶供应氢气，需要昂贵的氢气充电站和危险的氢燃料箱装载作业。根据本发明，为了保证燃料电池船舶110中的氢燃料，不再需要向船舶110中充入氢气或装载装满氢气的氢燃料罐。供应和运输氢气到船舶110和从船舶110出来的成本变得很低，而且还可以提高便利性。在本实施例中，当船舶110的氢气供应几乎用尽时，燃料电池车120从船舶上下船舶，在陆地上的加氢站加注氢气。当燃料电池车120再次被带上船舶体110时，可以重复对船舶体110的推进和驱动。当燃料电池车以天然气或液化石油气代替氢气为动力时，本发明具有同样的优点。

在本发明的一个实施例的船舶推进系统100中，也可以使用电动汽车或具有蓄电池的混合动力汽车或插电式混合动力汽车作为车辆120。在这种情况下，如上所述，存储电池124中存储的电力也可以提供给船舶推进用电机控制器114和安装在船舶110上的船舶推进用电机113，用于驱动船舶推进器111。在电动汽车或混合动力汽车或插电式混合动力汽车的情况下，在图2中，燃料电池121、氢气罐122和氢气入口123不是必需的，用汽油入口、汽油燃料箱罐和汽油发动机的充电机构代替燃料电池121、氢气罐122和氢气入口123。

根据本发明的一个实施例，在船舶推进系统100中，除了安装在燃料电池车120上的燃料电池121和储能电池124外，还可以在船舶110上配备储能电池，以使船舶推进更加稳定。下面将利用图示对根据本发明的一个实施例的船舶推进系统100的变型进行描述。图3是说明根据本发明的一个实施例的船舶推进系统的变型例的功能配置的框图。

在本实施例的船舶推进系统200中，如图3所示，船舶210具有存储由燃料电池221提供的电力的船舶载蓄电池215、检测所述船舶载蓄电池215电压的蓄电池电压检测单元216、检测所述蓄电池215电压的蓄电池电压检测单元216以及一个。设有继电器装置217，由继电器装置217进行操作。因此，用于船舶推进的电机控制器214能够利用储存在船舶载蓄电池215中的电力进行操作。因此，船舶体210上的蓄电池215也可以作为电源使用，从而使船舶侧驱动装置212获得更稳定的电力供应。

在本实施例中，船舶推进用电机213可以不使用船舶推进用电机控制器214，而使用电机控制器225驱动燃料电池车220中提供的电机226。船舶速度控制可以通过操作燃料电池车220提供的速度控制加速器228进行。

当使用安装在燃料电池车210上的用于船舶推进的电机控制器214时，燃料电池车220中未示出的自动充电量控制装置允许安装在燃料电池车220上的储能电池224和安装在船舶210上的储能电池215在航行或停泊时任意充电。在这种情况下，当安装在燃料电池车220上的蓄电池224和安装在船舶体210上的蓄电池215的充电完成后，切断充电电路，以防止过充电，双重保护蓄电池215不至于过充电，由其电压操作的蓄电池电压检测单元216和充电控制用继承装置21 7可以安装。

在本实施例的一种变型中，船舶推进系统200中提供的船舶推进器211、船舶侧驱动装置212、辅助发动机219的逆变器以及燃料电池车220的其他部件的配置和动作与本发明一实施例中船舶推进系统100中提供的相同，因此省略了对部件的描述。

在本实施例的一个变型的船舶推进系统200中，如图4所示，在燃料电池车220的燃料电池221和用于船舶推进的电机控制器214之间，设有将燃料电池221产生的电力从直流电转换为交流电的DC-AC逆变器218。并可进一步提供一个AC-DC转换器218a，它将转换为AC的功率转换为DC。通过这种配置，可以使用V2H系统电源等通用变频装置，从燃料电池车220获得家用交流电。通过将燃料电池车220上的燃料电池221输出的高压直流电，例如200V以上的高压直流电转换为例如200V的交流电，然后再次转换为船舶上的直流电，可以在不修改船舶上的燃料电池车220的情况下轻松地推进船舶210。不言而喻，船舶可以通过未描述的岸电系统或类似的系统进行外部充电，这在电力驱动的船舶中是约定俗成的。"DC-AC逆变器218"和"AC-DC转换器218a"可以安装在船舶侧或车辆侧。也就是说，如果在船舶侧同时设置DC-AC逆变器218和AC-DC变换器218a，则在车辆侧设置DC-AC逆变器218，在车辆侧设置AC-DC。转换器218a可以设置在船舶侧，或者DC-AC逆变器218和AC-DC转换器218a都可以设置在车辆侧。

此外，根据本发明的一个实施例，船舶推进系统100使用安装在船舶110上的燃料电池车120的燃料电池121产生的电力作为能源推进船舶110，但向燃料电池121提供的氢气作为直接能源推进船舶110。此外，可以使用天然气和液化石油气车辆代替燃料电池车100。现在将参照图示描述根据本发明其他实施例的船舶推进系统。图5是说明根据本发明其他实施例的船舶推进系统的功能配置的框图。图5示出了燃料电池车的情况，但在天然气车和液化石油气车的情况下，图5中的氢燃料箱322和氢气入口323被天然气燃料箱、天然气入口、液化石油气罐和液化石油气入口所取代。不言而喻，燃料电池车专用燃料电池321、蓄电池324、电机控制器325和电机326并不是用天然气或液化石油气车代替燃料电池车320的系统。

根据本发明的另一个实施例的船舶推进系统300，其特征在于，在向安装有燃料电池车320的船舶310传递推进动力时，向安装在船舶310上的燃料电池车320的燃料电池321提供的氢气被用作向船舶310传递推进动力的能源。也就是说，在本实施例中，燃料电池车320上的氢燃料本身，在陆上燃料供应站加注，直接作为燃料供应给内燃机312，从而使内燃机312运转，并以动力驱动船舶推进器311，从而为船舶310传授推进动力。在这种情况下，可以在船舶上安装天然气车或液化石油气车，而不是燃料电池车320，这些气体燃料可以供给内燃机312，由内燃机312的动力推动。例如，内燃机312是氢燃料发动机，其燃料将是氢气，或者是天然气汽车的天然气发动机和液化石油气汽车的液化石油气发动机。

在本实施例中，发电机318与内燃机312机械连接，因此，发电机318可以利用内燃机312的驱动力产生动力。换句话说，发电机318包括通过由燃料电池车320和安装在船舶310上的内燃机312携带的所述气体燃料来发电的系统。因此，由发电机318产生的电力被用于为船舶310中的各种设备供电。

因此，在本实施例中，供给安装在船舶310上的燃料电池车320的燃料电池321的燃料(氢气、天然气、液化石油气)可以利用燃料(氢气、天然气、液化石油气)作为能源推动船舶310，因此，向船舶310充入燃料(氢气、天然气、液化石油气)和充入燃料的工作。在船舶上安装一个单体油箱，并为船舶加注设施，使其没有必要。在本实施例中，内燃机312可以通过开关阀314与来自安装在船舶310上的液体燃料箱313的由汽油、轻油、重油或其他石油燃料组成的液体燃料混合，为所述内燃机312提供燃料。

换句话说，在本实施例中，通过利用安装在船舶310上的燃料电池车320的燃料(氢气、天然气、液化石油气)与汽油、轻油、重油等石油燃料混合，直接驱动船舶推进器311，或者通过内燃机312，仅用气体燃料进行工作。它将能够导航。换句话说，在船舶310上安装在陆上燃料供应站充入燃料(汽油、柴油、重油等)的燃料电池车320，将充入的燃料与柴油等石油燃料混合使用，或单独使用氢气、天然气、LPG作为燃料，为内燃机提供燃料。发动机312的驱动。发动机312的动力直接驱动船舶推进器311，使船舶310得以航行。由于本实施例的船舶推进系统300中的燃料电池车320中各部件的配置和作用与本发明一实施例的船舶推进系统100中的部件相同，因此对其描述将省略。

如图6A和图6B所示，在船舶推进系统400中，船舶410还设有自动驾驶仪419，操作所述自动驾驶仪419转向的执行器416可以安装在燃料电池车或天然气或LPG车或电动车420上。这样一来，既可以有效利用车辆的空间，又可以将车载设备一并使用。这样一来，车辆的空间可以得到有效的利用，车载设备也可以一起使用。

在本实施例中，如图6A和6B所示，在船舶410的前侧安装有燃料电池车420，在燃料电池车420后方安装有船舶推进用电机413和驱动船舶推进器411的船舶推进用电机控制器414，船舶安装有蓄电池415，辅助发电机418，转向控制单元417和自动驾驶仪419，分别是舵机。通过这样的配置，可以在燃料电池车420上设置具有远程控制功能的执行器416，用于远程控制船舶410的发动机和转向，并且可以从燃料电池车420内部进行转向操作。此处所述的车辆安装方法仅是一个例子，其实施例并不对权利要求书所述的发明内容作不适当的限制。

通过这样做，燃料电池车420本身的空间可以被利用为船舶410的登船舶部分。此外，燃料电池车420内部即使在阴雨天气也可以使用车内提供的雨刷器、除霜器和导航设施，从而使船舶410更容易转向。此外，燃料电池车420的空调系统可以在更舒适的环境中运行。

即，船舶410的自动驾驶仪419可以通过具有遥控功能的操作单元416对安装在燃料电池车等车辆420上的船舶410的发动机和转向进行遥控，从而可以有效地利用安装在燃料电池车420上的燃料电池车本身的空间和设施。关于本实施例中远程控制船舶410的发动机和转向的操作单元416，操作单元416可以应用于安装在船舶410上的车辆不是燃料电池车辆的情况，例如电动车辆或液体燃料发动机车辆。

此外，在本发明上述各实施例的船舶推进系统100、200、300、400中，作为燃料电池车120、220、320、420的氢气罐122、222、322充满氢气，燃料电池车120、210、310、410对船舶110、210、310、410燃料电池车120、220、320和420可以通过重复将燃料电池车装载到120、220、320和420上的循环，从燃料电池车120、220、320和420向船舶110、210、310和410供应能源。此外，还可以安装天然气或液化石油气汽车代替燃料电池汽车，并进行相同的燃料供应循环操作。

以一辆市售的燃料电池车为例，车上装有5kg氢气，热能含量约为165kWh，也就是说，如果燃料电池的效率约为50％，那么它将携带约80kWh的电能。因此，如果船舶的长度约为10米，燃料电池车加满一次氢气，就能以8公里/小时的速度行驶约8小时。为了实现更长的航行时间，燃料电池车的反复装载和船舶载电池215的容量增加，可以确保有更多的动力来推动船舶。

换句话说，船舶可以配备大容量的储能电池，当船舶停泊时，安装在船舶上的储能电池可以通过反复往返于加氢站和相关船舶之间进行充电。如果车辆是天然气车辆，车辆可以往返于天然气加气站，如果车辆是液化石油气车辆，车辆可以往返于液化石油气加气站。在从车辆向停泊的船舶只充电时，可以像过去利用陆地的电网电源充电一样，不安装在船舶只附近的陆地上对车辆进行充电。此外，当车辆充电达到规定数量后离船舶时，燃料电池车或天然气车或液化石油气车可以不在船舶上行驶，燃料电池车或天然气车或液化石油气车可以在船舶上行驶。

因此，燃料电池车120、220、320、420使用氢气作为船舶航行的动力和船舶辅助设备的动力，上岸后在岸上的加氢站重新加注氢气，然后再次上船舶110、210、310、410，作为燃料电池船舶提供动力。燃料电池车的反复上船舶将确保推动船舶只所需的大部分动力。如果车辆是天然气或液化石油气车辆，情况也是如此。

在上述各发明实施例的船舶推进系统100、200、300、400中，安装在船舶110、210、310、410上的燃料电池车120、220、320、420的能量源用于上述船舶的推进驱动，但安装在船舶上的车辆是以它不仅限于燃料电池汽车，还适用于电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及以天然气、液化石油气和液体燃料发动机为动力的汽车。

例如，如图7所示，在与本发明另一实施例有关的船舶推进系统500中，安装在船舶510上的车辆520为电动车，其中车辆侧驱动源为电机526，该电机为电动机。在本实施例中，将安装在电动车520上的蓄电池524中存储的电能直接供给电机控制器514，用于船舶510的船舶侧驱动装置512的船舶推进，从而使船舶推进器511通过电机513旋转并驱动船舶推进。换句话说，在本实施例中，通过直接使用安装在电动车520上的蓄电池524作为能源，在本实施例中可以可靠地保证船舶510的推进所需的电力。在本实施例中，控制电源等辅助电源通过逆变器519为船舶510侧设置的辅助设备提供。

在本实施例中，可以在船舶体510上安装大容量的蓄电池，在船舶体510停泊时，可以通过电动车加气站与相关船舶只之间的反复往返对安装在船舶体510上的蓄电池进行充电。在从电动车520向停泊的船舶只510充电时，电动车520可以从电动车520附近的陆地上进行充电，而不需要安装在船舶只510上。这样一来，就不需要在船舶锚地配备快速充电站，从而提高电动船舶的实用性。当车辆完成所需的充电量后，船舶510起航时，电动车520可以不在船舶510上搭载所述电动车520。

如图8所示，涉及本发明另一实施例的船舶推进系统600利用轮胎628的旋转力，该轮胎628由电机626驱动，该电机626作为驱动电动汽车或混合动力汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车620的车辆侧的电机626，推动船舶610前进螺旋桨611可被可旋转地驱动。具体地，由齿轮、凸轮等组成的动力传输机构612可以作为船舶侧驱动装置，带动船舶推进器611旋转，并将电动车620的轮胎628的旋转力直接传递给船舶推进器611，从而保证船舶610的推进力。

此外，如图9所示，当船舶推进系统700在船舶710上安装有由汽油等液体燃料驱动的液体燃料发动机721作为汽车侧驱动源的汽车720时，液体燃料发动机721利用由液体燃料发动机721可旋转地驱动的轮胎728的旋转力来驱动船舶710船舶。推进器推进器711是可旋转驱动的。具体地，由齿轮、凸轮等组成的动力传动机构712作为船舶侧驱动装置，带动船舶推进器711旋转，并将汽车720的轮胎728的旋转力直接传递给船舶推进器711，从而保证船舶710的推进力。

如上所述，根据本发明的各个实施例，船舶可以通过安装在船舶上的燃料电池车等车辆的汽车侧驱动源或所述汽车侧驱动源的动力传输所传授的能量来推动，从而无需工作来给船舶充入氢气或安装充满所述氢气的燃料箱。

换句话说，与传统的高压氢燃料箱、燃料电池和储能电池分别安装形成燃料电池船舶的方法相比，本发明的每个实施例都无需为单个船舶安装昂贵的加氢站。换句话说，燃料电池车比燃料电池船舶的普及程度要高得多，因此，只要将燃料电池车装载的能量源原封不动地使用，就可以提供传统燃料电池船舶无法实现的低成本、高便利性的船舶用推进系统。电动汽车或混合动力汽车和插电式混合动力汽车提供同样的效用。

因此，将有可能在目前广泛使用滞后的燃料电池船舶上取得突破，为世界提供不排放废气的清洁氢推进船舶，从而使既舒适又高效的电动力船舶大规模普及。因此，根据本发明各实施例的船舶推进系统有望为未来船舶相关产业的新发展做出重大贡献，从而具有极其巨大的工业价值。

虽然上面已经详细描述了本发明的每个实施例，但对于本领域的技术人员来说，显而易见的是，在不实质性地偏离本发明的新颖性和效果的情况下，可以有许多变化。因此，所有这些变化都应包括在本发明的范围内。

例如，在说明书或图样中至少描述过一次的具有更广泛或更同义的不同术语的术语可以在说明书或图样中的任何地方被该不同术语所取代。船舶推进系统的配置和操作也不限于本发明各实施例中所描述的，可以实现各种变化。

Claims (11)

1.一种船舶推进系统，在船舶上安装车辆，提供低排放的航行环境，利用该车辆中装载的燃料来向该船舶提供推进力，并且通过该车辆根据需要而反复往返于适当选择的陆上加油设施与该船舶之间，来重新填充燃料且反复装载燃料，从而能够高效且可靠地保障用于推进该船舶的能量，所述船舶推进系统的便利性高，所述船舶推进系统的特征在于，具备：

船舶侧驱动装置，其设置在所述船舶上，通过旋转驱动产生驱动力；以及

船舶推进器或喷气推进泵，其被传递由所述船舶侧驱动装置产生的所述驱动力，来向所述船舶提供所述推进力，

其中，所述船舶侧驱动装置通过安装在所述车辆上的车辆侧驱动源的能量的提供或所述车辆侧驱动源的动力传递，来驱动所述船舶推进器或所述喷气推进泵。

2.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其特征在于，

所述车辆是具备燃料电池的燃料电池车，所述车辆侧驱动源的能源是燃料电池车所装载的氢气，所述车辆通过由该燃料电池产生的电力来被驱动，

所述船舶侧驱动装置具备：

船舶推进用电机，其对所述船舶推进器进行旋转驱动；以及

船舶推进用电机控制器，其被提供从所述燃料电池产生的所述电力，来控制所述船舶推进用电机的旋转驱动动作，

所述船舶推进用电机配置为能够使用安装在所述燃料电池车上的电机控制器来直接驱动所述船舶推进用电机。

3.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其特征在于，

所述车辆是具有蓄电池的电动车辆、混合动力车或插电式混合动力车，

在所述船舶中具备船舶推进用电机、用于控制该船舶推进用电机的旋转驱动动作的船舶推进用电机控制器，通过向该船舶提供安装在该船舶上的电动车辆、混合动力车或插电式混合动力车的蓄电池中存储的电能，来将该船舶作为电动船进行驱动。

4.根据权利要求2所述的船舶推进系统，其特征在于，

在所述船舶上，在所述车辆与所述船舶推进用电机控制器之间设置有作为辅助电源的辅助逆变器，该辅助逆变器对从所述燃料电池车产生的电力、或者电动车辆、混合动力车或插电式混合动力车所存储的电力进行电压转换。

5.根据权利要求2或4所述的船舶推进系统，其特征在于，

在所述车辆与所述船舶推进用电机控制器之间还设置有直流-交流逆变器和交流-直流转换器，该直流-交流逆变器将从所述燃料电池车产生的电力、或者电动车辆、混合动力车或插电式混合动力车所存储的电力从直流转换为交流，该交流-直流转换器将已转换为交流的电力转换为直流。

6.根据权利要求2所述的船舶推进系统，其特征在于，

所述船舶还具备：

蓄电池，其用于存储从所述燃料电池车提供的所述电力；

蓄电池电压检测装置，其用于检测所述蓄电池的电压；以及

充电控制用的继电器装置，根据所述蓄电池电压检测装置的检测结果来对该充电控制用的继电器装置进行操作，

其中，所述船舶推进系统构成为：在通过所述燃料电池车充电后，所述船舶推进用电机利用所述蓄电池中存储的电力也能够推进船舶。

7.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其特征在于，

所述车辆是燃料电池车、天然气车或液化石油气车，

所述船舶侧驱动装置是安装在所述船舶上的内燃机，该内燃机以燃料电池车所装载的氢气、天然气车所装载的天然气或液化石油气车所装载的液化石油气为燃料来驱动所述船舶推进器或所述喷气推进泵。

8.根据权利要求7所述的船舶推进系统，其特征在于，

所述内燃机是以氢气、天然气或液化石油气为燃料的气体发动机，并且将所述船舶中装载的液体燃料与所述氢气、所述天然气或所述液化石油气混合后进行燃烧来使所述内燃机运转。

9.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其特征在于，

所述车辆是所述车辆侧驱动源为电动机的电动车辆、混合动力车、插电式混合动力车或燃料电池车，

所述船舶侧驱动装置具备：

船舶推进用电机，其对所述船舶推进器进行旋转驱动；以及

船舶推进用电机控制器，其被提供所述电动车辆、混合动力车、插电式混合动力车或燃料电池车中存储的电力，来控制所述船舶推进用电机的旋转驱动动作，

所述船舶推进用电机控制器构成为将在所述电动车辆、混合动力车、插电式混合动力车或燃料电池车中产生或安装的电能能源以直流的形式直接连接、或将直流转换为交流后进行连接。

10.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其特征在于，

所述车辆是所述车辆侧驱动源为电动机和液体燃料发动机中的任一个的车辆，

所述船舶侧驱动装置是将所述车辆的轮胎的旋转力直接传递至所述船舶推进器的动力传递机构。

11.根据权利要求1至4中的任一项所述的船舶推进系统，其特征在于，

所述船舶推进系统构成为：在所述船舶还设有对发动机和转向进行远程操作的远程操作功能，这些通过远程操作功能来对转向进行操作的操作部能够安装在所述车辆上。

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