一种用于船舶的电动推进器共享系统及其运营方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于船舶的电动推进器共享系统及其运营方法，系统包括安装有动力装置、电池以及BMS模块和动力装置驱动模块的电动推进器，设置在客户船舶上通过有线连接或对频通信方式对电动推进器通信控制以及发送服务需求的电动推进器驾驶终端，还包括用于输送安装更换电动推进器至客户船舶上的换电工作船及用于电动推进器和换电工作船停靠和充电的充电码头；电动推进器、电动推进器驾驶终端、换电工作船和充电码头均设有通讯终端和GNSS模块，通过4G/5G网络与云服务器相连；云服务器用于收集、处理并发送信息给相应的通讯终端，用以实现电动推进器的预约、更换、归还和计费服务，从而为有电推进需求的船舶提供更高效的调度服务。

【技术实现步骤摘要】
一种用于船舶的电动推进器共享系统及其运营方法
本专利技术涉及一种用于船舶的电动推进器共享系统及其运营方法。
技术介绍
随着社会的高速发展，燃油(柴油或汽油)机动车船数量极速增加，在改善人们的生活同时，也带来了空气的严重污染。近几年，国家为减少空气污染采取了各种措施，特别大力推动了对新能源汽车的扶持政策。因此，在短短几年内，从电池、电机、控制系统、整车技术都在快速发展，电动车比例也在迅速增加。相对汽车而言，船舶的单位马力排污量远比汽车更为严重。根据江苏省环境检测中心2014年12月公布的《江苏省船舶大气污染物研究报告》，对我国水运情况及船舶污染做了非常详细的调查。与世界船舶相比，我国船舶发动机缺陷明显，低端柴油机大量应用，因此与国际水平存在很大差距。在船用柴油机大气污染方面，我国的排放远远高于欧美发达国家的水平。随着我国经济的进一步发展，船舶污染也会越来越严重，因此如何控制和减少船舶的尾气排放，已迫在眉睫。当然出于对污染的控制，目前能想到的比较好的方法即采用内置电池的电动船(电池和电驱动设备直接安装于船体的船舶)来替代燃油机动船，但考虑到商用船舶单次行驶时间较长的连续续航问题以及电池成本昂贵的问题，如果采用内置电池则无法适用于商用船舶的应用环境，其缺陷主要表现在以下几个方面：1)商用长距离运输往往要24小时运行，但这类电动船单次充电续航里程通常较短；即便个别船舶采用超大容量的电池，依旧无法满足长途航行需求，且超大容量电池反而带来更换不便、价格昂贵以及充电耗时长的问题，无法保证船舶的使用周期和效率；>2)考虑船舶本身卸货修整的时间，其实际航行时间不足1/3，所以电动船的电池充电次数少，利用率极低，甚至几十年都达不到电池循环寿命，船东无法收回电池投入成本；3)对于这类电动船的充电，大电流充电桩距离远，充电线缆重，损耗大；4)这类电动船的船体大，充电时间长，以现有码头和港口的泊位数量，无法提供足够的可充电泊位(500吨船为例，1km河岸只能设立不足20个充电泊位)；5)新船首次投资成本太高，内河航运的低成本结构无法承受；6)单船电量大，安全要求等级远高于汽车，且大规格电池由于直接安装在船体上，一旦发生危险后果不堪设想。此外，如果对于现行各类船体均进行电动改造或者直接采用电动船替代现行船只，显然是非常不现实的事情，因船舶规格不一，无法实现批量生产、改造和认证，处理难度大，而且会造成大量的现行船舶的船体的废弃，大量的资源被浪费。比较实际的方式是设计独立的挂载或连接至船舶的电动推进器为船舶提供洁净的电驱动力，以驱动船舶行驶完全程或者通过特定航段。然而如果仅仅依靠局限的或个别的电动推进器的使用来运作这种电推进服务，而缺乏一种整体上的共享系统及其运营方法，实际上非但无法解决现实航运中存在的污染问题，而且还带来如下问题：1)因缺少对电动推进器实施有效调度，故也就无法很好地满足不同位置，不同时间的船舶提出的需求。2)电动推进器本身也需要充电及续航，对于相对较长的航程，单靠个别从出发站挂载的电动推进器是无法行驶完全程的，为此必须解决电动推进器的充电和更换问题，并为行驶中的船舶提供相应可行且便利的服务。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种用于船舶的电动推进器共享系统，能够高效的提供电动推进器的充电、更换及调度服务，为有电推进需求的船舶提供更加便利的服务，以便更好地解决目前燃油机动船的污染问题和内置电池的电动船舶的续航问题，并节约能源。本专利技术的技术方案是：一种用于船舶的电动推进器共享系统，其特征在于包括：若干电动推进器，用于连接至客户船舶驱动客户船舶行进，每个电动推进器上均安装有动力装置和电池，并设有与电池相连的BMS模块、与动力装置相连的动力装置驱动模块、GNSS模块及与BMS模块、动力装置驱动模块和GNSS模块均相连的通讯终端；电动推进器驾驶终端，用于发送服务需求，单独设置在客户船舶上，其上设有通讯终端及与之相连的GNSS模块，该电动推进器驾驶终端通过有线连接或无线的对频通信方式与服务客户船舶的电动推进器实现通信控制；若干换电工作船，用于将电动推进器输送并安装至客户船舶上，以及更替客户船舶上的电动推进器以续航；这种换电工作船上也设有通讯终端及与之相连的GNSS模块，通过无线的对频通信方式与电动推进器实现通信控制，并负责将电动推进器的控制权限交付于相应的电动推进器驾驶终端；若干充电码头，用于电动推进器和换电工作船的停靠和充电，其上也设有通讯终端和与之相连的GNSS模块；还包括与上述各通讯终端通过4G/5G网络通信连接的云服务器，云服务器用于收集、处理并发送信息给相应的通讯终端，用以实现电动推进器的预约、更换、归还和计费服务，并且实时监控处于服务状态的电动推进器的位置、速度、运行轨迹、剩余电量和设备工作状态信息，并将这些信息共享至对应的电动推进器驾驶终端、换电工作船和充电码头的通讯终端。进一步的，本专利技术中所述云服务器获取并预存有各充电码头的位置信息，电动推进器驾驶终端用于向云服务器发送客户船舶的预约信息，该预约信息包括客户船舶的位置信息、船型信息以及要求服务的时间信息，云服务器接收信息后找到与该客户船舶距离最近的充电码头并向该充电码头的通讯终端发送指令，由该充电码头的工作人员接到指令后驾驶搭载电动推进器的换电工作船至客户船舶所在位置安装；而服务中的电动推进器驾驶终端用于向云服务器发送更换电动推进器的请求，或者云服务器通过监控电动推进器的剩余电量而认为需要更换时，由云服务器向距离客户船舶最近的充电码头的通讯终端发出指令，由该充电码头工作人员接到指令后按照需求信息，驾驶搭载电动推进器的换电工作船至客户船舶所在位置更换电动推进器；而服务中的电动推进器驾驶终端用于向云服务器发送电动推进器的归还请求，云服务器接收请求后向距离客户船舶最近的充电码头的通讯终端发出指令，由该充电码头工作人员接到指令后驾驶换电工作船至客户船舶所在位置拆卸回收电动推进器。更进一步的，本专利技术中所述云服务器通过获取的客户船舶位置信息和距离该客户船舶最近的充电码头位置信息来计算获取由该充电码头至客户船舶的导航线路信息，并将该导航线路信息发送至该充电码头指定的换电工作船的通讯终端上。进一步的，本专利技术中所述电动推进器驾驶终端上设有显示屏，用于将所述电动推进器的位置、速度、运行轨迹、剩余电量和设备工作状态信息实时显示给客户。进一步的，本专利技术中所述电动推进器上的动力装置为整合舵机的电动螺旋桨，或者由独立的电动螺旋桨和舵机组成，而动力装置驱动模块包括连接驱动电动螺旋桨运转的电机电控模块和连接驱动舵机运转的舵机电控模块，电机电控模块和舵机电控模块分别获取电动螺旋桨和舵机运转功率作为设备状态信息，并将该设备状态信息通过4G/5G网络实时传输至云服务器上。进一步的，本专利技术还包括客户手机，其搭载有APP，通过4G/5G网络或蓝牙与电动推进器驾驶终端通信连接，同时通过4G/5G网络与云服务器通信连接，用以获取相应信息并代替电动推进器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于船舶的电动推进器共享系统，其特征在于包括：/n若干电动推进器，用于连接至客户船舶驱动客户船舶行进，每个电动推进器上均安装有动力装置和电池，并设有与电池相连的BMS模块、与动力装置相连的动力装置驱动模块、GNSS模块及与BMS模块、动力装置驱动模块和GNSS模块均相连的通讯终端；/n电动推进器驾驶终端，用于发送服务需求，单独设置在客户船舶上，其上设有通讯终端及与之相连的GNSS模块，该电动推进器驾驶终端通过有线连接或无线的对频通信方式与服务客户船舶的电动推进器实现通信控制；/n若干换电工作船，用于将电动推进器输送并安装至客户船舶上，以及更替客户船舶上的电动推进器以续航；这种换电工作船上也设有通讯终端及与之相连的GNSS模块，通过无线的对频通信方式与电动推进器实现通信控制，并负责将电动推进器的控制权限交付于相应的电动推进器驾驶终端；/n若干充电码头，用于电动推进器和换电工作船的停靠和充电，其上也设有通讯终端和与之相连的GNSS模块；/n还包括与上述各通讯终端通过4G/5G网络通信连接的云服务器，云服务器用于收集、处理并发送信息给相应的通讯终端，用以实现电动推进器的预约、更换、归还和计费服务，并且实时监控处于服务状态的电动推进器的位置、速度、运行轨迹、剩余电量和设备工作状态信息，并将这些信息共享至对应的电动推进器驾驶终端、换电工作船和充电码头的通讯终端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于船舶的电动推进器共享系统，其特征在于包括：
若干电动推进器，用于连接至客户船舶驱动客户船舶行进，每个电动推进器上均安装有动力装置和电池，并设有与电池相连的BMS模块、与动力装置相连的动力装置驱动模块、GNSS模块及与BMS模块、动力装置驱动模块和GNSS模块均相连的通讯终端；
电动推进器驾驶终端，用于发送服务需求，单独设置在客户船舶上，其上设有通讯终端及与之相连的GNSS模块，该电动推进器驾驶终端通过有线连接或无线的对频通信方式与服务客户船舶的电动推进器实现通信控制；
若干换电工作船，用于将电动推进器输送并安装至客户船舶上，以及更替客户船舶上的电动推进器以续航；这种换电工作船上也设有通讯终端及与之相连的GNSS模块，通过无线的对频通信方式与电动推进器实现通信控制，并负责将电动推进器的控制权限交付于相应的电动推进器驾驶终端；
若干充电码头，用于电动推进器和换电工作船的停靠和充电，其上也设有通讯终端和与之相连的GNSS模块；
还包括与上述各通讯终端通过4G/5G网络通信连接的云服务器，云服务器用于收集、处理并发送信息给相应的通讯终端，用以实现电动推进器的预约、更换、归还和计费服务，并且实时监控处于服务状态的电动推进器的位置、速度、运行轨迹、剩余电量和设备工作状态信息，并将这些信息共享至对应的电动推进器驾驶终端、换电工作船和充电码头的通讯终端。


2.根据权利要求1所述的一种用于船舶的电动推进器共享系统，其特征在于所述云服务器获取并预存有各充电码头的位置信息，电动推进器驾驶终端用于向云服务器发送客户船舶的预约信息，该预约信息包括客户船舶的位置信息、船型信息以及要求服务的时间信息，云服务器接收信息后找到与该客户船舶距离最近的充电码头并向该充电码头的通讯终端发送指令，由该充电码头的工作人员接到指令后驾驶搭载电动推进器的换电工作船至客户船舶所在位置安装；
而服务中的电动推进器驾驶终端用于向云服务器发送更换电动推进器的请求，或者云服务器通过监控电动推进器的剩余电量而认为需要更换时，由云服务器向距离客户船舶最近的充电码头的通讯终端发出指令，由该充电码头工作人员接到指令后按照需求信息，驾驶搭载电动推进器的换电工作船至客户船舶所在位置更换电动推进器；
而服务中的电动推进器驾驶终端用于向云服务器发送电动推进器的归还请求，云服务器接收请求后向距离客户船舶最近的充电码头的通讯终端发出指令，由该充电码头工作人员接到指令后驾驶换电工作船至客户船舶所在位置拆卸回收电动推进器。


3.根据权利要求2所述的一种用于船舶的电动推进器共享系统，其特征在于所述云服务器通过获取的客户船舶位置信息和距离该客户船舶最近的充电码头位置信息来计算获取由该充电码头至客户船舶的导航线路信息，并将该导航线路信息发送至该充电码头指定的换电工作船的通讯终端上。


4.根据权利要求1所述的一种用于船舶的电动推进器共享系统，其特征在于所述电动推进器驾驶终端上设有显示屏，用于将所述电动推进器的位置、速度、运行轨迹、剩余电量和设备工作状态信息实时显示给客户。


5.根据权利要求1或4所述的一种用于船舶的电动推进器共享系统，其特征在于所述电动推进器上的动力装置为整合舵机的电动螺旋桨，或者由独立的电动螺旋桨和舵机组成，而动力装置驱动模块包括连接驱动电动螺旋桨运转的电机电控模块和连接驱动舵机运转的舵机电控模块，电机电控模块和舵机电控模块分别获取电动螺旋桨和舵机运转功率信息，并将该信息通过4G/5G网络实时传输至云服务器上。


6.根据权利要求1所述的一种用于船舶的电动推进器共享系统，其特征在于还包括客户手机，其搭载有APP，通过4G...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维加，
申请(专利权)人：陈维加，
类型：发明
国别省市：江苏;32