CN113500929A - 一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，包括集装箱、高压进线柜、高压计量柜、两台低压开关柜、两台双向储能变流器、拆卸设置在集装箱内的三绕组变压器以及台DC控制柜，高压进线柜的输入端用于与外部电源电连接，高压进线柜的输出端与高压计量柜的输入端电连接，高压计量柜的输出端与三绕组变压器的输入端电连接，三绕组变压器的输出端通过两台低压开关柜分别与两台双向储能变流器的输入端电连接并输出为主供电线路和辅供电线路两路供电线路，两台DC控制柜分别与主供电线路、辅供电线路电连接，本发明的目的在于提供一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，能实现船舶在内河航道内充电补给；整体方便移动。

Description

一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统
技术领域
本发明涉及电力驱动技术领域，尤其涉及一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统。
背景技术
目前内河流域的船舶电动化愈发得到重视。但船舶不能在内河航道内充电补给，内河航道受自然条件约束性非常强，与公路网不同，很难沿用汽车充电桩/汽车充电站的建设思路进行船舶充电网络的推广以实现对船舶及时充电补给。即使设置了固定的充电站实现对船舶充电定点补给，由于内河航道运输的线路固定、在内河航道上行驶的船舶载重量大以及需要低速运行，一般为了满足船舶续航时间，船舶的电池容量远远大于电动车的电池容量；但船舶的停放点会根据其电量的多少改变，而充电站并不能根据船舶停放点的改变进行更换位置。因此对于一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，船舶不能在内河航道内充电补给；即使设置了固定的充电站实现对船舶充电定点补给，但船舶的停放点会根据其电量的多少改变，而充电站并不能根据船舶停放点的改变进行更换位置是我们要解决的问题。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，结构简单，能实现船舶在内河航道内充电补给，适用于电动船舶充电站的建设；同时集装箱的设置，使充电系统整体方便移动，可根据船舶停放点的改变进行位置调整，具有智能化和集成化的优点，还可对三绕组变压器进行定期维修或换新。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，包括集装箱、设置在集装箱内的高压进线柜、高压计量柜、两台低压开关柜、两台双向储能变流器、拆卸设置在集装箱内的三绕组变压器以及设置在集装箱外的两台DC控制柜，高压进线柜的输入端用于与外部电源电连接，高压进线柜的输出端与高压计量柜的输入端电连接，高压计量柜的输出端与三绕组变压器的输入端电连接，三绕组变压器的输出端通过两台低压开关柜分别与两台双向储能变流器的输入端电连接并输出为主供电线路和辅供电线路两路供电线路，其中一台DC控制柜的输入端与主供电线路的输出端电连接，另一台DC控制柜的输入端与辅供电线路的输出端电连接，两台DC控制柜的输出端均用于与电动船舶连接。
本发明一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统的有益效果是，高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、两台双向储能变流器以及两台DC控制柜都设置在集装箱上，使用时集装箱采用螺栓或焊接方式固定在内河航道一侧的工作地面上(集装箱至少有两个接地点，集装箱上的接地导体有效横截面积大于2502mm，工作地面的非集装箱区域铺设绝缘层，绝缘层绝缘电压大于3kv，厚度大于5mm)且集装箱内的所有器件都静电导通接地，集装箱使得充电系统整体方便移动，同时具备防火、防腐、防水、防尘、防盗等功能。其中外部电源为10KV，三绕组变压器为10KV-0.4KV。外部电源提供10kV输入，经高压进线开关至三绕组变压器得到400V的三相交流电压，再通过双向储能变流器把交流电转换成700V的直流电压，最后经过DC控制柜对电动船舶的电池实现充电。采用了三绕组变压器，可有效减少使用普通变压器的数量、减小占地空间和降低使用成本。两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜的设置，同时满足两个电动船舶的充电需求。双向储能变流器在充电系统处于储能模式时，可以通过削峰填谷来增加充电系统的收益。一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，结构简单，能实现船舶在内河航道内充电补给，适用于电动船舶充电站的建设；同时集装箱的设置，使充电系统整体方便移动，可根据船舶停放点的改变进行位置调整，具有智能化和集成化的优点。集装箱为高耐候钢板制成，三绕组变压器的可拆卸设置实现对其定期维修或换新。
作为本发明的进一步改进是，还包括设置在集装箱内的通讯控制单元，通讯控制单元与高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜均电连接，通讯控制单元用于获取电动船舶的充电请求，并根据电动船舶的充电请求控制双向储能变流器的输出电压以及输出功率、控制DC控制柜分配的输出电压以及输出功率。
作为本发明的进一步改进是，还包括安全控制单元，安全控制单元为设置在集装箱外的避雷器。避免充电系统整体遭受雷击。
作为本发明的进一步改进是，还包括环境控制单元，环境控制单元为设置在集装箱外的摄像头且摄像头与主供电线路电连接。摄像头观察周围环境，避免发生意外。
作为本发明的进一步改进是，还包括设置在集装箱外的监控柜，监控柜与高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜均电连接。监控柜用于监控高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜的运行状态。
作为本发明的进一步改进是，集装箱上还转动设置有三开门、双开门、单开门、风扇和百叶窗。三开门、双开门、单开门、风扇和百叶窗的转动方式为现有技术，此处不再过多说明。三开门、双开门、单开门、风扇和百叶窗的设置方便进行散热。
作为本发明的进一步改进是，集装箱上还设置有散热风道。散热风道的设置进一步方便进行散热。
作为本发明的进一步改进是，还包括隔离网孔架，隔离网孔架通过螺母组件拆卸设置在集装箱内且三绕组变压器设置在隔离网孔架上。可将隔离网孔架从集装箱内取出即可实现对三绕组变压器进行定期维修或换新。
附图说明
图1为本实施例的电气原理图；
图2为本实施例集装箱的内部示意结构图；
图3为本实施例集装箱的外部结构示意图。
图中：
1-集装箱；2-百叶窗；3-风扇；4-散热风道；5-隔离网孔架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1-3所示，本实施例一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，包括集装箱1、设置在集装箱1内的高压进线柜、高压计量柜、两台低压开关柜、两台双向储能变流器、拆卸设置在集装箱1内的三绕组变压器以及设置在集装箱1外的两台DC控制柜，高压进线柜的输入端用于与外部电源电连接，高压进线柜的输出端与高压计量柜的输入端电连接，高压计量柜的输出端与三绕组变压器的输入端电连接，三绕组变压器的输出端通过两台低压开关柜分别与两台双向储能变流器的输入端电连接并输出为主供电线路和辅供电线路两路供电线路，其中一台DC控制柜的输入端与主供电线路的输出端电连接，另一台DC控制柜的输入端与辅供电线路的输出端电连接，两台DC控制柜的输出端均用于与电动船舶连接。高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜都设置在集装箱1上，使用时集装箱1采用螺栓或焊接方式固定在内河航道一侧的工作地面上(集装箱1至少有两个接地点，集装箱1上的接地导体有效横截面积大于2502mm，工作地面的非集装箱1区域铺设绝缘层，绝缘层绝缘电压大于3kv，厚度大于5mm)且集装箱1内的所有器件都静电导通接地，集装箱1使得充电系统整体方便移动，同时具备防火、防腐、防水、防尘、防盗等功能。其中外部电源为10KV，三绕组变压器为10KV-0.4KV。外部电源提供10kV输入，经高压进线开关至三绕组变压器得到400V的三相交流电压，再通过双向储能变流器把交流电转换成700V的直流电压，最后经过DC控制柜对电动船舶的电池实现充电。采用了三绕组变压器，可有效减少使用普通变压器的数量、减小占地空间和降低使用成本。两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜的设置，同时满足两个电动船舶的充电需求。双向储能变流器在充电系统处于储能模式时，可以通过削峰填谷来增加充电系统的收益。一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，结构简单，能实现船舶在内河航道内充电补给，适用于电动船舶充电站的建设；同时集装箱1的设置，使充电系统整体方便移动，可根据船舶停放点的改变进行位置调整，具有智能化和集成化的优点。集装箱1为高耐候钢板制成，三绕组变压器的可拆卸设置实现对其定期维修或换新。
本实施例还包括设置在集装箱1内的通讯控制单元，通讯控制单元与高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜均电连接，通讯控制单元用于获取电动船舶的充电请求，并根据电动船舶的充电请求控制两台双向储能变流器的输出电压以及输出功率。通讯控制单元用于控制高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜启闭。通讯控制单元获取到电动船舶的充电请求后，会对应调整双向储能变流器的输出电压以及输出功率。
本实施例还包括安全控制单元，安全控制单元为设置在集装箱1外的避雷器。避免充电系统整体遭受雷击。
本实施例还包括环境控制单元，环境控制单元为设置在集装箱1外的摄像头且摄像头与主供电线路电连接。摄像头观察周围环境，避免发生意外。
本实施例还包括设置在集装箱1外的监控柜，监控柜与高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜均电连接。监控柜用于监控高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜的运行状态。
本实施例的集装箱1上还转动设置有三开门、双开门、单开门、风扇3和百叶窗2。三开门、双开门、单开门、风扇3和百叶窗2的转动方式为现有技术，此处不再过多说明。三开门、双开门、单开门、风扇3和百叶窗2的设置方便进行散热。
本实施例的集装箱1上还设置有散热风道4。散热风道4的设置进一步方便进行散热。
本实施例还包括隔离网孔架5，隔离网孔架5通过螺母组件拆卸设置在集装箱1内且三绕组变压器设置在隔离网孔架5上。可将隔离网孔架5从集装箱1内取出即可实现对三绕组变压器进行定期维修或换新。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，其特征在于：包括集装箱、设置在集装箱内的高压进线柜、高压计量柜、两台低压开关柜、两台双向储能变流器、拆卸设置在集装箱内的三绕组变压器以及设置在集装箱外的两台DC控制柜，所述高压进线柜的输入端用于与外部电源电连接，所述高压进线柜的输出端与高压计量柜的输入端电连接，所述高压计量柜的输出端与三绕组变压器的输入端电连接，所述三绕组变压器的输出端通过两台低压开关柜分别与两台双向储能变流器的输入端电连接并输出为主供电线路和辅供电线路两路供电线路，其中一台所述DC控制柜的输入端与主供电线路的输出端电连接，另一台所述DC控制柜的输入端与辅供电线路的输出端电连接，两台所述DC控制柜的输出端均用于与电动船舶连接。
2.根据权利要求1所述一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，其特征在于：还包括设置在集装箱内的通讯控制单元，所述通讯控制单元与高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜均电连接，所述通讯控制单元用于获取电动船舶的充电请求，并根据所述电动船舶的充电请求控制两台双向储能变流器的输出电压以及输出功率。
3.根据权利要求1所述一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，其特征在于：还包括安全控制单元，所述安全控制单元为设置在集装箱外的避雷器。
4.根据权利要求1所述一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，其特征在于：还包括环境控制单元，所述环境控制单元为设置在集装箱外的摄像头且摄像头与主供电线路电连接。
5.根据权利要求1所述一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，其特征在于：还包括设置在集装箱外的监控柜，所述监控柜与高压进线柜、高压计量柜、三绕组变压器、两台低压开关柜、双向储能变流器以及DC控制柜均电连接。
6.根据权利要求1所述一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，其特征在于：所述集装箱上还转动设置有三开门、双开门、单开门、风扇和百叶窗。
7.根据权利要求6所述一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，其特征在于：所述集装箱上还设置有散热风道。
8.根据权利要求1所述一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统，其特征在于：还包括隔离网孔架，所述隔离网孔架通过螺母组件拆卸设置在集装箱内且三绕组变压器设置在隔离网孔架上。
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