用于海运船舶的充电分配电路制造技术

公开了一种用于海运船舶的充电分配电路。其中一种用于海运船舶的船舶推进系统包括船舶推进设备、多个电力存储设备和充电分配电路。船舶推进设备包括发动机和由发动机驱动以生成充电电流的交流发电机。多个电力存储设备至少包括第一电力存储设备和第二电力存储设备，其中每个电力存储设备被配置为从交流发电机接收电流。充电分配电路被定位在交流发电机和多个电力存储设备之间，并且包括：隔离器，被配置为将第一电力存储设备与第二电力存储设备隔离；充电传感器，被配置为感测第一电力存储设备的充电电平；以及继电器，被配置为基于所感测的充电电平将第二电力存储设备连接到交流发电机或从交流发电机断开。交流发电机或从交流发电机断开。交流发电机或从交流发电机断开。

【技术实现步骤摘要】
用于海运船舶的充电分配电路


[0001]本公开总体上涉及用于交通工具的交流发电机和电力存储系统，并且更特别地，涉及用于将输出的充电从交流发电机分配到交通工具(诸如海运船舶)上的电力存储设备的系统。

技术介绍

[0002]以下美国专利提供了背景信息，并通过引用整体结合于此。
[0003]美国专利号7,362,018公开了一种用于内燃发动机的编码器交流发电机，该编码器交流发电机具有转子，该转子除了至少一个磁不规则结构之外，还具有呈周期性模式的多个圆周转子磁极。传感器线圈缠绕在定子极上，并且当转子的磁体不规则结构经过定子极时输出曲轴位置传感器信号。
[0004]美国专利号7,812,467公开了一种智能交流发电机控制电路，和一种用于提供限制内燃发动机上的交流发电机负载的方法。
[0005]美国专利号7,941,253公开了一种船舶推进线控驱动控制系统，该系统控制多个船舶发动机，每个发动机具有用于控制发动机功能(包括转向或船舶定向)的一个或多个PCM(propulsion control module，推进控制模块)。舵轮具有多个ECU(electronic control unit，电子控制单元)，用于控制多个船舶发动机。CAN(controller area network，控制器局域网络)利用多个PCM和ECU总线而总线连接ECU和PCM。ECU总线通过将相应的ECU总线与另一ECU总线中的伪信号隔离的相应的隔离电路连接。
[0006]美国专利号9,964,029公开了一种船舶发动机，其具有带有第一和第二排活塞气缸的气缸体，该第一和第二排活塞气缸竖直对齐并相对于彼此以V形侧向延伸，从而在它们之间限定了谷部。由第一和第二排活塞气缸使曲轴旋转。飞轮耦接到曲轴的上端，使得曲轴的旋转引起飞轮的旋转。交流发电机位于气缸体上方并耦接到飞轮上，使得飞轮的旋转操作交流发电机。
[0007]美国专利号9,975,619公开了一种控制船舶推进系统中的交流发电机的方法，该方法包括：接收由交流发电机充电的电池的电池电压电平；接收节气门需求值；确定节气门需求值是否超过需求阈值；以及确定电池电压电平是否超过阈值最小电池电压。如果节气门需求值超过需求阈值并且电池电压电平超过阈值最小电池电压，则交流发电机被控制以减少到电池的充电电流输出并减少交流发电机所利用的发动机输出电力。
[0008]美国专利公开号2010/0144219公开了一种船舶推进系统，该船舶推进系统被配置成允许三个内燃发动机、三个发电机、两个马达、两个离合器、两个船舶推进设备和电存储设备之间的许多不同组合和互连。通过以有利的组合适当地互连这些设备，可以减少能量消耗，可以提高发动机的操作效率，并且如果一个或多个部件被禁用，可以提供冗余性。

技术实现思路

[0009]提供本概述是为了介绍将在下面的详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不
旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。
[0010]在一个实施例中，用于海运船舶的船舶推进系统包括船舶推进设备、多个电力存储设备和充电分配电路。船舶推进设备包括发动机和由发动机驱动旋转以生成充电电流的交流发电机。多个电力存储设备至少包括第一电力存储设备和第二电力存储设备，其中多个电力存储设备中的每一个被配置为从交流发电机接收电流。充电分配电路被定位在交流发电机和多个电力存储设备之间，并且包括：隔离器，该隔离器被配置为将第一电力存储设备和第二电力存储设备彼此隔离；充电传感器，该充电传感器被配置为感测第一电力存储设备的充电电平；以及继电器，该继电器被配置为基于所感测的充电电平将第二电力存储设备连接到交流发电机或从交流发电机断开。
[0011]在一个实施例中，一种用于将充电电流从交通工具上的交流发电机分配到交通工具上的多个电力存储设备(至少包括第一电力存储设备和第二电力存储设备)的充电分配电路包括：隔离器，该隔离器被配置为将第一电力存储设备和第二电力存储设备彼此隔离，使得电流不在它们之间流动；充电传感器，该充电传感器被配置为感测第一电力存储设备的充电电平；以及继电器，该继电器被配置为基于所感测的充电电平将第二电力存储设备连接到交流发电机和从交流发电机断开。
[0012]从以下结合附图的描述中，本专利技术的各种其他特征、目的和优点将变得显而易见。
附图说明
[0013]参考以下附图描述本公开。
[0014]图1是根据本公开的一个实施例的船舶推进系统的示意图。
[0015]图2描绘了根据本公开的一个实施例的电力生成和存储系统。
[0016]图3描绘了根据本公开的一个实施例的具有充电分配电路的电力生成和存储系统。
[0017]图4是示出根据本公开的一个实施例的用于分配充电的方法的流程图。
具体实施方式
[0018]本专利技术人已经认识到需要这样的系统，该系统优先化从交通工具上的交流发电机到主电池或其他电力存储设备的充电，但是还具有可预测性和稳定性，并且将各种电力存储设备彼此隔离，使得在正常操作条件期间电流不会在它们之间流动，并且避免了较大的电流累积。专利技术人已经认识到，可用于管理从交流发电机到多个存储设备的充电分配的现有继电器系统(诸如电压感测继电器(voltage sensing relay，VSR)和自动充电继电器(automatic charging relay，ACR))是有问题的，因为它们出于充电目的将电力存储设备电连接在一起，从而经常导致在某些条件下非常高的电流。这种电流很难以安全的方式管理，因为安培中断额定值变得难以控制的高。高电流是特别有问题的，因为它是瞬时的和突然的，从而导致由于交流发电机的开启和断开引起的发动机负载的突然波动。进一步，将电池电连接在一起允许电流从具有较大充电的电池流到具有较低充电的电池。这是不期望的，特别是在具有较高充电的电池是与推进相关的主功能相关的主电池的情况下。
[0019]专利技术人已经认识到，隔离或分割交通工具上的电力存储系统(诸如船舶上的电力
存储系统)对于保证与推进相关的基本功能的电力可用性是重要的。这种分割有助于将诸如电池或电池组的电力存储设备专用于推进系统，并防止诸如厂用负载的其他不太关键的负载从主存储设备抽取电力。进一步，它防止交叉故障影响，在交叉故障影响中辅助电力存储设备的故障影响来自主电力存储设备的性能和/或电力可用性。
[0020]附加地，专利技术人已经认识到，可用作中继系统的替代性方案的电池隔离器系统也是有问题的。尽管现有的电池隔离器系统提供了电力存储设备之间的隔离，但是它们没有为与交通工具(诸如海运船舶)的基本功能相关联的主电力存储设备提供充电优先化。基本功能是与推进相关联的那些功能，诸如发动机曲柄、转向和配平。这可能导致主电池的不足的电池充电，和/或主电池的不足充电速度变低。
[0021]虽然被分割的电力存储设备和主存储设备的优先化充电两者是所期望的，但是目前可用的系统仅提供一个或另一个特征，而不提供两个特征。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于海运船舶的船舶推进系统，包括：船舶推进设备，所述船舶推进设备包括发动机和由所述发动机驱动并被配置为产生成充电电流的交流发电机；多个电力存储设备，所述多个电力存储设备至少包括第一电力存储设备和第二电力存储设备，其中所述多个电力存储设备中的每一个被配置为从所述交流发电机接收所述充电电流；充电分配电路，所述充电分配电路被定位在所述交流发电机和所述多个电力存储设备之间，所述充电分配电路包括：隔离器，所述隔离器被配置为将所述第一电力存储设备和所述第二电力存储设备彼此隔离；充电传感器，所述充电传感器被配置为感测所述第一电力存储设备的充电电平；继电器，所述继电器被配置为基于所感测的充电电平将所述第二电力存储设备连接到所述交流发电机和从所述交流发电机断开。2.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其中所述充电分配电路被配置为当所述第一电力存储设备的充电电平满足阈值条件时，将所述第二电力存储设备连接到所述交流发电机。3.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其中所述充电传感器是电压比较器，所述电压比较器被配置为将所述第一电力存储设备的电压与所述第二电力存储设备的电压进行比较，并基于所述比较来提供输出。4.根据权利要求3所述的船舶推进系统，其中所述继电器被配置为基于所述电压比较器的输出将所述第二电力存储设备连接到所述交流发电机，使得当所述第一电力存储设备的电压大于所述第二电力存储设备的电压时，所述第二电力存储设备接收充电电流。5.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其中所述充电传感器是被配置为感测所述第一电力存储设备的电压电平的电压传感器。6.根据权利要求5所述的船舶推进系统，还包括控制器，所述控制器被配置为基于所述第一电力存储设备的电压电平来控制所述继电器。7.根据权利要求6所述的船舶推进系统，其中所述控制器被配置为将所述第一电力存储设备的电压电平与阈值电压进行比较，并基于所述比较来控制所述继电器。8.根据权利要求7所述的船舶推进系统，其中所述控制器被配置成当所述第一电力存储设备的电压电平大于所述阈值电压时控制所述继电器将所述第二电力存储设备连接到所述交流发电机，并且当所述第一电力存储设备的电压电平小于所述阈值电压时将所述第二电力存储设备从所述交流发电机断开。9.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其中所述充电传感器被配置为确定所述第一电力存储设备的充电状态，并且其中所述充电分配电路被配置为当所述第一电力存储设备的充电状态满足阈值条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：布拉德，
申请(专利权)人：布伦斯威克公司，
类型：发明
国别省市：