[实用新型]新能源电动船

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力驱动的船舶，特别是涉及一种以太阳能、风能、潮汐能等可再生能源所产生的电能为动力的新能源电动船。

背景技术

船舶是最重要的交通运输工具之一。正如人们所知，传统的船舶主要是依靠热机，如柴油机、汽轮机以及燃汽轮机等来驱动的，船舶运行的能量来源依赖于具有污染的不可再生的燃油，这种以燃油为动力来源的船舶具有如下显著缺陷： 

1、排放的废气、废水较多，对环境污染比较严重。

2、噪声污染非常严重，乘坐环境的舒适性相对较低。

3、能源的消耗较大，营运经济性较差。特别是近年来，由于燃油价格上涨过快，船舶经营者承受较大的运营成本压力。

面对更为严格的排放要求，以及提高船舶运营的经济效益和为了满足特种船舶的特殊要求，人们寻求通过改变船舶的能量来源和推进方式来解决上述问题，而电力推进方式则是一条有效途径。

为此，人们开发出了一些电动船舶，其中一些尝试利用新能源。这类电动船舶的结构基本类似，其通过太阳能电池板、风力发电机等产生电能，将能量储存在蓄电池中，并通过DC/AC逆变器将存储在电池中的直流电逆变成交流电，为浆、舵和驱动电机等电力推进装置和船上的照明、空调等交流负载提供交流电能。然而。这类电动船舶虽然采用了风能、太阳能等新能源技术，但由于其蓄电池输出的是直流电，要给船用推进装置和交流负载供电，必须要经过DC/AC转换，能量转换过程中必然存在能量损耗，使得电池的电能得不到充分利用，导致续航里程较短，不利于推广。还由于船舶经常起停，在启动时，船用推进装置供电电能变化大，而从电池的工作特性看，变化的大电流冲击将严重影响电池的寿命，使得电池更换频繁，从而导致维护成本提高。就电池技术而言，一般单节电池电压很低（几伏），而船用供电系统电压可高达几百伏，需要多节电池串联在一起使用。由于各个电池的内阻等参数的不一致，经过多次充、放电后，各个电池的电压等参数会不一致，而电池电压是直接对应电池容量的，电池电压的不同意味着电池的容量得不到充分利用，因而导致整个电池的容量不足，续航里程缩短，且电池长期在低压工作，也会影响电池的寿命。 此外，如果采用新型的锂离子电池，还需要对各个电池的温度和电压参数进行采样，如果电压过低，容易直接导致电池失效，如果电压或温度过高，会引起爆炸、火灾等危险。因此需要对其进行监控和管理，以保证电池储能单元工作的安全性、可靠性，并延长电池使用寿命。

另一方面，对于采用交流输电的电动船，由于其推进系统电机功率一般较大，在起停和电机驱动功率变化的时候，对整个船的交流电的谐波污染严重。此外，电动船负载中，绝大部分是感性负载电机，因此交流电功率因素很低，交流输电效率低，无功损耗严重，另外对船用其他交流负载供电电能质量也差。

发明内容

    本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种由电能存储单元输出的直流电无须进行直流到交流的转换，可有效降低能源消耗，提高能源利用率，并可有效提高续航里程且无污染，噪音低的新能源电动船。

    为实现上述目的，本实用新型提供一种新能源电动船，该新能源电动船包括新能源发电单元，与新能源发电单元连接的电能存储单元，与电能存储单元连接的充电单元、电力推进装置及用电负载，与新能源发电单元、电能存储单元、充电单元及电力推进装置连接的主控单元，其特征在于，所述电力推进装置用电负载均为直流负载，所述新能源发电单元发的电经充电单元储存于电能存储单元内，该电能存储单元与所述电力推进装置和用电负载相连接，直接将直流电输送到所述电力推进装置和用电负载，为其提供工作电源。

新能源发电单元为太阳能发电单元、风力发电单元、潮汐能发电单元、燃料电池发电单元中的一种或几种的组合。

太阳能发电单元包括普通太阳能发电装置、薄膜太阳能发电装置、聚光太阳能发电装置中的一种或者几种的组合。

风力发电单元包括直流永磁风力发电机和开关磁阻风力发电机中的一种或其组合。

电能存储单元为锂电池电能存储单元和超级电容电能存储单元中的一种或其组合。

充电单元包括新能源充电单元和岸上充电单元，其中，新能源充电单元分别与太阳能发电单元、风力发电单元、电能存储单元及主控单元连接，岸上充电单元与电能存储单元相连接。

电力推进装置包括电机驱动单元、传动单元及船桨单元，所述用电负载包括照明装置和家用电器。