[发明专利]一种适用于电动船舶的水下无线充电系统

说明书

一种适用于电动船舶的水下无线充电系统，包括接收筒和发射筒，发射筒与岸上电源连接，发射筒包括轴体、第一钢架、第一磁芯、发射线圈，所述发射线圈缠绕在轴体上，第一磁芯设置在筒体上位于发射线圈两端的位置，所述第一钢架固定在筒体的外部用来固定筒体，接收筒包括筒体、第二钢架、第二磁芯、接收线圈，所述接收筒通过第二钢架固定在船体上，第二线圈为管状结构且设置在筒体内部，所述第二磁芯设置在筒体内部位于第二磁芯两端的位置，发射筒插入接收筒内时实现无线充电，此时发射线圈和接收线圈为同轴螺旋管结构，第一磁芯和第二磁芯的位置相对应。本发明可实现自动化充电作业，充电效率以及安全性都有了较大提升。

技术领域

本发明属于船舶无线充电技术领域，尤其是一种适用于电动船舶的水下无线充电系统。

背景技术

在船舶航运中，内河及沿海航线船舶由于更加靠近城市，因此对城市造成的污染也更加的明显。随着无人机无线充电、电动汽车无线充电的兴起，电动船舶也开始受到越来越多人的关注，以电能作为动力的电动船，在行驶过程中不会产生污染物质，伴随着环境问题的日益突出，船舶的动力来源逐步由化石能源向电力方向发展。国内电动船舶目前主要应用于环境领域，现已向军事领域逐步迈进，未来发展潜力巨大。但是由于所搭载的有限的电池容量造成无人船续航时间有限，在使用过程中需定时充电。目前，无人船进行充电的方法是无人船返回基地，人为地对其进行电能补给(插拔插头或更换电池)。上述的充电方式需要人的参与，无法实现无人值守的目标，同时也降低了无人船的工作效率。

当船舶停靠码头时，都会进行系缆作业，固定船舶，当船舶需要充电时，通过岸上电缆连接即可为船舶供电，这种充电方式需要人工进行电缆敷设和接插线，长时间使用会导致导线的磨损和老化，导线易产生电火花等现场安全隐患，而且从岸上到船舶上的电缆线要足够长，因此传统的单一导线式供电方式无法满足船舶航运的需求，严重影响纯电动船舶的推广。

相较于通过有线进行的充电方式，无线电能传输具有安全便捷的优点，能够实现在无人值守的情况下进行自主充电，克服人为进行电能补给的缺点，进而可增大无人船续航时间，提高工作效率。目前的无线电能传输的方式主要以磁场作为能量传输的介质，电感线圈将电能转换为磁能从发射端传递到接收端，然后转换为电能为电池充电，但其传输效率易受以下两方面的影响：当发射端与接收端产生错位时，导致传输效率的下降；磁场会在耦合机构周围产生涡流损耗，导致传输效率的下降。此外，发散的磁场容易对无人船上电子设备产生电磁干扰，影响设备的正常运行甚至导致设备失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于电动船舶的水下无线充电系统，可实现自动化充电作业，充电效率以及安全性都有了较大提升。

本发明提供了一种适用于电动船舶的水下无线充电系统，其解决技术问题的技术方案包括接收筒和发射筒，所述发射筒与岸上电源连接，所述发射筒包括轴体、第一钢架、第一磁芯、发射线圈，所述发射线圈缠绕在轴体上，所述第一磁芯设置在筒体上位于发射线圈两端的位置，所述第一钢架固定在筒体的外部用来固定筒体，所述接收筒包括筒体、第二钢架、第二磁芯、接收线圈，所述接收筒通过第二钢架固定在船体上，所述第二线圈为管状结构且设置在筒体内部，所述第二磁芯设置在筒体内部位于第二磁芯两端的位置，所述发射筒插入接收筒内时实现无线充电，此时发射线圈和接收线圈为同轴螺旋管结构，所述第一磁芯和第二磁芯的位置相对应。

优选的，所述轴体的外部设有缓冲层。

优选的，还包括两个安装在船体上位于接收筒两侧的夹持固定装置，所述夹持固定装置用于固定插入接收筒内的发射筒，每个所述夹持固定装置包括固定座、夹爪，所述夹爪转动连接在固定座上，两个所述夹爪同步夹紧或松开。

优选的，所述夹爪的转动采用气缸或者电机驱动。

优选的，所述发射筒上连接有输电线缆，所述发射筒可进入水下充电，在水下作业时，所述输电线缆的连接部位采用防水软管封装。

优选的，还包括机械手，所述机械手将发射筒移动至与接收筒插接。