一种电动拖船及其动力系统技术方案

本实用新型专利技术涉及机电一体化技术领域，提供了一种电动拖船及其动力系统。动力系统应用于电动拖船，动力系统包括电池模块、推动模块和辅助发电模块，电池模块和辅助发电模块可为推动模块提供电能；电池模块输出电能至推动模块，推动模块将电能转化为动能驱动电动拖船运动；当电池模块的电量下降到预设值时辅助发电模块开始工作，辅助发电模块输出电能至电池模块从而给电池模块充电，或者辅助发电模块输出电能至推动模块，推动模块将电能转化为动能驱动电动拖船运动。本实用新型专利技术有效解决了拖船的瞬间功率和续航里程的问题，并且可大幅度减少动力电池的使用量，大大降低电动拖船的制造成本，能节省能源，减少有害气体排放。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机电一体化
，尤其涉及一种电动拖船及其动力系统。
技术介绍
远洋航运对于环境污染随着世界经济的发展越来越严重。世界十大港口有七个在 中国，这十大港口的吞吐量占全球吞吐量的26%。船舶活动频繁会导致严重的空气污染。中 国正为航运所造成的空气污染付出高昂的代价。 2014年10月，自然资源保护协会在京发布的《船舶和港口空气污染防治白皮书》 指出，由于远洋船舶使用高硫含量油，其排放废气中所含的柴油颗粒物、氮氧化物和硫氧化 物，严重威胁着人类健康与环境。绝大部分远洋船舶主要使用高污染的燃料油(也称为渣油 或重油）来提供动力、供热和电力。燃料油是炼油的残余产物，具有含硫量高、粘度高的特 点，还含有重金属，如镉、钒和铅等。远洋船舶发动机烟气中的柴油颗粒物毒性较强，已被世 界卫生组织（WHO)的癌症研究所认定为致癌物质。柴油颗粒物的体积非常小，包含了大约 40种有毒污染物，其中15种被确认为致癌物质。 世界各国对远洋船舶的环境污染都非常重视，北美、欧洲及亚洲一些国家和地区 的政府也都非常重视，意识到航运的空气污染对健康和环境的影响，分别都已采取了相关 措施来防治船舶和港口的空气污染。 我国国务院发布的《国家环境保护"十二五"规划》以及《节能减排"十二五"规划》 中，船舶和港口的废气减排主要通过以下两种途径实现：1、逐步淘汰落后且污染严重的船 舶；2、利用绿色技术提升港口基础设施，包括门式起重机"油改电"技术和为泊岸船舶提供 岸电的设施、港口运输车辆和货物装卸设备升级等。目前国际上为了减小远洋船舶污染的通用措施是采用拖船入港方法，一定程度上 减少了远洋货轮的重油废气的污染，但是所有拖船仍是柴油机直接驱动，柴油机的废气污 染程度仍然不小。港口环境污染的问题到目前为止依然是难以解决的重大问题。 电动拖船的核心技术是电力推进技术(即电机和电控技术）和动力电池技术：目前 船舶电力推进技术已很成熟，并已经广泛应用在潜艇、起重船、破冰船、挖泥船、消防船、滚 装船、领航船、航标工作、船渡船、豪华游船以及军事舰艇上。我国最新建造的海警船和远洋 科考船都采用了先进的电力推进技术。 由于在电池技术中，电池的比能量和重量等不能满足电动拖船的电力推进要求， 因此目前在电动拖船中还尚未采用电池作为电力推进技术的能源。本技术使得用电池 做为电动拖船中电力推进技术的能源成为可能。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对现有技术中通过柴油机驱动拖船的方式对 环境有污染，若换成电池电力推进的方式，电池的性能又不能满足要求，通过本技术提 供的增程式技术，解决了柴油有污染，动力电池寿命短、续航里程短的问题。 为解决上述技术问题，本技术提供以下技术方案： 本技术提供一种动力系统，应用于电动拖船，所述动力系统包括电池模块 (100 )、推动模块（200 )和辅助发电模块（300 )，所述电池模块（100 )和辅助发电模块（300 ) 可为推动申旲块（200)提供电能；其中： 所述电池模块（100 )与所述推动模块（200 )连接，电池模块（100 )输出电能至推动 模块（200)，推动模块（200)将所述电能转化为动能驱动所述电动拖船运动； 所述辅助发电模块（300 )分别与所述电池模块（100 )和所述推动模块（200 )连接， 当所述电池模块（100)的电量下降到预设值时辅助发电模块（300)开始工作，所述辅助发 电模块（300 )输出电能至电池模块（100 )从而给所述电池模块（100 )充电，或者辅助发电模 块（300 )输出电能至推动模块（200 )，推动模块（200 )将所述电能转化为动能驱动所述电动 拖船运动。 在一些实施例中，所述电池模块（100)包括动力电池（110)和电池管理单元 (120)，所述电池管理单元（120)和动力电池（110)连接，电池管理单元（120)对动力电池 (110)进行监测和管理。 在一些实施例中，所述推动模块（200)包括依次连接的主控制器（210)、推动电机 (220 )和推动装置（230 )，所述主控制器（210 )与动力电池（110 )连接，主控制器（210 )接收 动力电池（110)输出的电能并进行变频控制后带动推动电机（220)转动，从而带动推动装 置（230)运转以驱动所述电动拖船运动。 在一些实施例中，所述辅助发电模块（300)包括发动机（310)、发电机（320)和发 电控制器（330)，所述发电机（320)分别和所述动力电池（110)、主控制器（210)连接，所述 发电机（320)输出电能给动力电池（110)充电或者输出电能给主控制器（210)，主控制器 (210 )进行变频控制后带动推动电机（220 )转动，从而带动推动装置（230 )运转以驱动所述 电动拖船运动。 在一些实施例中，所述辅助发电模块（300)为辅助电池（340)，所述辅助电池 (340 )分别和所述动力电池（110 )、主控制器（210 )连接，所述辅助电池（340 )输出电能给动 力电池（110)充电或者输出电能给主控制器（210)，主控制器（210)进行变频控制后带动推 动电机（220)转动，从而带动推动装置（230)运转以驱动所述电动拖船运动。 在一些实施例中，所述动力电池（110 )为锂离子电池、锂聚合物电池、锂硫电池、镍 氢电池、镉镍电池、铅酸电池或超级电容。 在一些实施例中，所述发动机（310)使用的燃料为液化天然气、甲醇、汽油、柴油或 煤油。 在一些实施例中，所述辅助电池（340)为燃料电池或者太阳能电池。 在一些实施例中，所述推动装置（230)为螺旋桨。 本技术的有益效果在于：本技术采用增程式电动模式有效解决了拖船的 瞬间功率和续航里程的问题，并且可大幅度减少动力电池的使用量，从目前锂动力电池的 体积重量和造价方面考虑，采用增程式技术能够大大降低电动拖船的制造成本；此外，本实 用新型相比目前使用的柴油机拖船有明显的节省能源、减少有害气体排放的作用，从而保 证了港口的空气环境。【附图说明】 图1为本技术提供的一种电动拖船的动力系统的结构框图； 图2为本技术实施例1提供的一种电动拖船的动力系统的详细结构框图； 图3为本技术实施例2提供的一种电动拖船的动力系统的详细结构框图。【具体实施方式】 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 技术，并不用于限定本技术。 此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之 间未构成冲突就可以相互组合。 本技术实施例提供一种动力系统，应用于电动拖船，该电动拖船可以用于远 洋货轮港口，是一种新式拖船。本技术的动力系统采用电池模块作为主要能源，辅助发 电模块作为补充能源。采用本技术的增程式电动拖船技术后，目前的锂动力电池在比 能量、使用寿命、制造成本方面完全可以满足电动拖船的技术要求。 如图1所示，本技术实施例提供的动力系统包括电池模块100、推动模块200 和辅助发电模块300,所述电池模块100和辅助发电模块300可为推动模块200提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力系统，应用于电动拖船，其特征在于，所述动力系统包括电池模块（100）、推动模块（200）和辅助发电模块（300），所述电池模块（100）和辅助发电模块（300）可为推动模块（200）提供电能；其中：所述电池模块（100）与所述推动模块（200）连接，电池模块（100）输出电能至推动模块（200），推动模块（200）将所述电能转化为动能驱动所述电动拖船运动；所述辅助发电模块（300）分别与所述电池模块（100）和所述推动模块（200）连接，当所述电池模块（100）的电量下降到预设值时辅助发电模块（300）开始工作，所述辅助发电模块（300）输出电能至电池模块（100）从而给所述电池模块（100）充电，或者辅助发电模块（300）输出电能至推动模块（200），推动模块（200）将所述电能转化为动能驱动所述电动拖船运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李革臣，段志超，朱锦其，王旭东，邱新平，
申请(专利权)人：深圳市森派新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44