船舶动力系统及船舶的制作方法

1.本实用新型涉及动力系统技术领域，更具体地，涉及一种船舶动力系统和具有该船舶动力系统的船舶。


背景技术：

2.现有技术中可以通过电力驱动的船舶，通常包含电池包和电机。当混合动力船舶靠岸装载或卸载货物时，由于需要对电池包进行充电，因此容易导致船舶靠岸后到再次起航之间的等待时间延长，运货效率降低。另外，电池包在船舶上占用的空间较多，越是大容量的电池包其体积越大，占用空间越多，降低了船舶的载货量。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种船舶动力系统的新技术方案，至少能够解决现有技术中通过电力驱动的船舶运货效率低，载货量少的问题中的至少一个。
4.本实用新型还提供了一种船舶，包含上述船舶动力系统。
5.根据本实用新型的第一方面，提供了一种混合动力系统，包括：驱动组件，所述驱动组件包括电机；电池储能柜，所述电池储能柜设于船舶，所述电池储能柜与所述电机可拆卸地连接，在所述电池储能柜与所述电机电连接的情况下，所述电池储能柜向所述电机供电，在所述电池储能柜与所述电机断开连接的情况下，所述电池储能柜相对于所述船舶可拆卸。
6.可选地，所述电池储能柜的数量为多个，每个所述电池储能柜与连接器公端和连接器母端中的至少一个电连接，多个所述电池储能柜通过所述连接器公端或所述连接器母端与所述电机可拆卸地连接。
7.可选地，所述电池储能柜的数量为多个，多个所述电池储能柜之间可分离地电连接。
8.可选地，多个所述电池储能柜之间串联或并联。
9.可选地，每个所述电池储能柜与连接器公端和连接器母端中的至少一个电连接，多个所述电池储能柜之间通过所述连接器公端和所述连接器母端可分离地电连接。
10.可选地，多个所述电池储能柜沿竖直方向层叠布置，所述连接器公端或所述连接器母端设于所述电池储能柜的柜体的上侧或下侧。
11.可选地，在竖直方向上，相邻两个所述电池储能柜中的一个所述电池储能柜靠近第二个所述电池储能柜的一侧设有所述连接器公端，相邻两个所述电池储能柜中的另一个所述电池储能柜靠近一个所述电池储能柜的一侧设有所述连接器母端，一个所述电池储能柜的所述连接器公端与另一个所述电池储能柜上的所述连接器母端可插拔地连接。
12.可选地，船舶动力系统还包括投切装置，所述投切装置分别与所述电池储能柜和所述电机电连接，所述投切装置被配置为汇集所述电池储能柜输出的电流并将汇集后的电流输送至所述电机。
13.可选地，船舶动力系统还包括电机控制器，所述电机控制器分别与所述投切装置和所述电机电连接，所述电机控制器被配置为将所述投切装置输出的直流电逆变为驱动所述电机的交流电。
14.可选地，所述驱动组件还包括：发动机；动力耦合装置，所述动力耦合装置与所述发动机和所述电机连接以耦合所述发动机和所述电机的动力。
15.根据本实用新型的第二方面，提供了一种船舶，包括上述任一的船舶动力系统。
16.根据本实用新型的船舶动力系统，电机被设置为与电池储能柜可拆卸地连接，电池储能柜既可以作为货物被船舶运输，又可以作为电机的供电设备，为电机供电，与现有技术中在船体上设置电池包为电机供电的方式相比，由电池储能柜供电，一方面可以省去船舶在港口的充电时间，提高船舶的运货效率，另一方面还提高了船舶的载货量。
17.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
18.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
19.图1是根据本实用新型提供的一个实施例的船舶动力系统的结构示意图。
20.附图标记
21.船舶动力系统100；
22.发动机10；
23.电机20；
24.耦合装置30；
25.电池储能柜40；连接器公端41；连接器母端42；
26.投切装置50；
27.电机控制器60；
28.螺旋桨70。
具体实施方式
29.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
30.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
31.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
32.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
34.下面首先结合附图具体描述根据本实用新型实施例的船舶动力系统100。
35.如图1所示，根据本实用新型实施例的船舶动力系统100包括：驱动组件和电池储能柜40。
36.具体而言，驱动组件包括电机20，电池储能柜40设于船舶，电池储能柜40与电机20可拆卸地连接，在电池储能柜40与电机20电连接的情况下，电池储能柜40向电机供电，在电池储能柜40与电机20断开连接的情况下，电池储能柜40相对于船舶可拆卸。
37.换言之，根据本实用新型实施例的船舶动力系统100主要由驱动组件和电池储能柜40构成，其中，驱动组件可以为船舶的航行提供动力，船舶可以用于运输包括电池储能柜40在内的货物。电池储能柜40可以是储存有电能的集装箱，可选地，电池储能柜40可以为锂电池储能柜40，锂电池储能柜40可以包括锂电池模组、电池管理系统、制冷系统、通风系统、消防系统和配电系统。
38.可选地，电机20可以设于船舶的船体，驱动组件还可以包括螺旋桨70，电机20可以与螺旋桨70连接，并可以驱动螺旋桨70转动，通过螺旋桨70可以驱动船舶航行。
39.可选地，驱动组件中用于提供动力的装置可以为电机20，此时，船舶可以是纯电力驱动的船舶，驱动组件中也可以包括除电机20以外的用于提供动力的装置，此时，船舶可以是混合动力船舶。
40.另外，船舶上可以设有仓储空间，电池储能柜40可以设于仓储空间，可选地，根据装载容量的不同，电池储能柜40可以具有多种规格，电池储能柜40在仓储空间内的排布形式可以根据仓储空间的大小以及电池储能柜40的规格进行设置。
41.电池储能柜40和电机20可拆卸地连接，具体地，当电池储能柜40装载到船舶上后，电池储能柜40可以与电机20电连接，此时，电池储能柜40可以向电机20供电，以使电机20输出动力。当需要对电池储能柜40进行卸货时，电池储能柜40与电机20之间的连接可以断开，此时，电池储能柜40与船舶之间可拆卸，以便于从船舶上卸载电池储能柜40。也就是说，电池储能柜40既可以作为货物被船舶运输，又可以作为电机20的供电设备，为电机20供电。
42.由此，本实用新型实施例提供的船舶动力系统100，电机20被设置为与电池储能柜40可拆卸地连接，电池储能柜40既可以作为货物被船舶运输，又可以作为电机20的供电设备，为电机20供电，与现有技术中在船体上设置电池包为电机20供电的方式相比，由电池储能柜40供电，一方面可以省去船舶在港口的充电时间，提高船舶的运货效率，另一方面还提高了船舶的载货量。
43.需要说明的是，本实施例提供的船舶动力系统100，可以适用于不含电池包的船舶，以降低船舶的生产成本，增大船舶的载货量，也可以适用于含有电池包的船舶，通过对现有的具有混合动力的船舶进行改造，即可实现电池储能柜40与船舶上发动机10之间可拆卸地连接，有利于降低本实施例提供的船舶动力系统100的实施成本。
44.根据本实用新型的一个实施例，电池储能柜40的数量为多个，每个电池储能柜40与连接器公端41和连接器母端42中的至少一个电连接，多个电池储能柜40通过连接器公端41或连接器母端42与电机20可拆卸地连接。
45.具体而言，船舶动力系统100可以包括多个电池储能柜40，其中，多个电池储能柜40可以全部分别与连接器公端41连接，也全部分别与连接器母端42连接，还可以其中一部分与连接器公端41连接，另一部分与连接器母端42连接。与连接器公端41连接的电池储能
柜40可以通过连接器公端41与电机20可拆卸地连接，设有连接器母端42的电池储能柜40可以通过连接器母端42与电机20可拆卸地连接。需要说明的是，电池储能柜40与电机20之间的连接可以是直接连接，也可以是间接连接，在此不作限定。
46.可选地，连接器公端41可以包括插头，连接器母端42可以包括插座，也就是说，多个电池储能柜40可以通过插座和插头中的至少一个与电机20可拆卸地连接。例如，多个电池储能柜40可以与插座连接，电机20可以与插头连接，通过插头与插座之间的插拔，可以使多个电池储能柜40与电机20可拆卸地连接。
47.可选地，连接器公端41和连接器母端42可以分别包括用于连接正极、负极、交流电三相线、零线的连接结构，还可以分别包括用于通讯的通讯端口。
48.本实施例中，在船舶动力系统100中设置多个电池储能柜40，并使每个电池储能柜40与连接器公端41或连接器母端42中的至少一个连接，使得船舶上装载的每个电池储能柜40都可以与电机20可拆卸地连接，增大了船舶动力系统100中的电力储备，便于扩展更多的电池储能柜40，为电机20提供充足的动力。同时，当任意的电池储能柜40的供电终端时，其他电池储能柜40仍可以完成供电，提高了船舶动力系统100的抗风险能力。另外，连接器公端41或连接器母端42的结构简单，便于通过对现有的电池储能柜40进行改进。
49.根据本实用新型的一个实施例，电池储能柜40的数量为多个，多个电池储能柜40之间可分离地电连接。
50.换言之，多个电池储能柜40之间可以电连接，也可以断开电连接。在电池储能柜40装载于船舶上时，多个电池储能柜40之间可以电连接，多个电池储能柜40电连接后可以构成一个供电模块，该供电模块可以与电机20可拆卸地连接。例如，一个供电模块可以通过一个连接器公头或连接器母头与电机20可拆卸地电连接。可选地，船舶动力系统100可以包括多个供电模块。
51.在需要对船舶上仓储的电池储能柜40进行卸货时，多个电池储能柜40之间可以断开电连接，使得多个电池储能柜40之间可分离，以便于对电池储能柜40进行逐个卸货。
52.本实施例中，多个电池储能柜40可分离地电连接，有利于提高电池储能柜40之间以及电池储能柜40与电机20之间连接的灵活性，便于对由多个电池储能柜40构成的供电模块进行扩展。
53.根据本实用新型的一个实施例，多个电池储能柜40之间串联或并联。具体地，可以包括但不限于如下几种情况：
54.情况一、多个电池储能柜40可以依次串联形成供电模块，再由供电模块相电机20提供动力。
55.情况二、多个电池储能柜40可以依次并联形成供电模块，再由供电模块相电机20提供动力。
56.情况三、多个电池储能柜40中的一部分电池储能柜40之间可以相互串联，又一部分电池储能柜40之间可以相互并联，还有一部分电池储能柜40之间可以先串联再并联，或先并联再串联。
57.本实施例中，多个电池储能柜40之间串联或并联，有利于各个电池储能柜40之间的灵活连接，根据需求提供电机20所需的电力。
58.根据本实用新型的一个实施例，每个电池储能柜40与连接器公端41和连接器母端
42中的至少一个电连接，多个电池储能柜40之间通过连接器公端41和连接器母端42可分离地电连接。
59.也就是说，多个电池储能柜40中，一些电池储能柜40可以与连接器公端41连接，又一些电池储能柜40可以与连接器母端42连接，再一些电池储能柜40可以既与连接器公端41连接，又与连接器母端42连接。从而使得任意两个电池储能柜40之间都可分离地电连接。
60.当需要将多个电池储能柜40电连接时，可以通过将连接器公端41插入连接器母端42；当需要断开多个电池储能柜40之间的电连接时，可以将连接器公端41从连接器母端42中拔出。
61.本实施例中，多个电池储能柜40中的任意的电池储能柜40可以通过连接器公端41和连接器母端42与其他的任意的电池储能柜40可分离地电连接，有利于提高各个电池储能柜40之间连接的灵活性，减少了采用每个电池储能柜40与电机20单独连接时所需要的连接线缆的数量，有利于降低船舶动力系统100的制造成本。
62.根据本实用新型的一个实施例，多个电池储能柜40沿竖直方向层叠布置，连接器公端41或连接器母端42设于电池储能柜40的柜体的上侧或下侧。
63.具体地，在船舶的仓储空间内，电池储能柜40可以沿竖直方向依次堆叠，连接器公端41或连接器母端42在电池储能柜40上的位置分布具体可以包括但不限于如下几种情况。
64.情况一、电池储能柜40的柜体的上侧可以安装有连接器公端41或母端。
65.情况二、电池储能柜40的柜体的下侧可以安装有连接器公端41或母端。
66.情况三、电池储能柜40的柜体的上侧可以安装有连接器公端41，电池储能柜40的下侧可以安装有连接器母端42。
67.情况四、电池储能柜40的柜体的上侧可以安装有连接器母端42，电池储能柜40的下侧可以安装有连接器公端41。
68.情况五、电池储能柜40的柜体的上侧可以安装有连接器公端41和连接器母端42。
69.情况六、电池储能柜40的柜体的下侧可以安装有连接器公端41和连接器母端42。
70.可选地，情况一中的电池储能柜40的可以堆叠在最底部，情况二中的电池储能柜40可以堆叠在最顶部。情况三至情况六中的电池储能柜40可以堆叠在任意位置，以便于在电池储能柜40沿竖直方向堆叠时，可以实现连接器公端41和连接器母端42的连接。
71.本实施例中，通过在电池储能柜40的上侧面或下侧面设置连接器公端41或连接器母端42，有利于在电池储能柜40堆叠的过程中实现连接器公端41和连接器母端42的连接，降低多个电池储能柜40之间连接过程的复杂程度，同时在通过升降的方式装载或卸载电池储能柜40的过程中，电池储能柜40之间的电连接结构不会产生干涉。
72.可选地，多个电池储能柜40可以沿水平方向和竖直方向依次排布，在水平面内，电池储能柜40可以按矩形阵列排布，在竖直方向上，电池储能柜40可以依次堆叠。电池储能柜40的柜体的周侧面可以位于上侧面和下侧面之间，柜体的周侧面上也可以设置连接器公端41或连接器母端42，在卸载电池储能柜40的过程中，可以先将周侧面上的连接器公端41与连接器母端42断开，再通过升降的方式卸载电池储能柜40。
73.根据本实用新型的一个实施例，在竖直方向上，相邻两个电池储能柜40中的一个电池储能柜40靠近第二个电池储能柜40的一侧设有连接器公端41，相邻两个电池储能柜40中的另一个电池储能柜40靠近一个电池储能柜40的一侧设有连接器母端42，一个电池储能
柜40的连接器公端41与另一个电池储能柜40上的连接器母端42可插拔地连接。
74.具体地，为了便于说明，可以定义在竖直方向上相邻的两个电池储能柜40分别为第一储能柜和第二储能柜，第一储能柜可以位于第二储能柜的下侧，第一储能柜的上侧面和第二储能柜的下侧面相对。
75.第一储能柜的上侧面可以设有连接器公端41或连接器母端42，若第一储能柜的上侧面设有连接器公端41，第二储能柜的下侧面可以设有连接器母端42，若第一储能柜的上侧面设有连接器母端42，第二储能柜的下侧面可以设有连接器公端41，第一储能柜和第二储能柜之间可以通过连接器公端41或连接器母端42可插拔地连接，从而实现第一储能柜和第二储能柜之间可分离地电连接。
76.根据本实用新型的一个实施例，船舶动力系统100还包括投切装置50，投切装置50分别与电池储能柜40和电机20电连接，投切装置50被配置为汇集电池储能柜40输出的电流并将汇集后的电流输送至电机20。
77.具体地，电池储能柜40和电机20之间可以通过投切装置50电连接，电池储能柜40输出的电流可以流入投切装置50，又投切装置50将多个电池储能柜40的电流汇流后，再将汇流后的电流输送给电机20。可选地，投切装置50可以包括投切箱。
78.可选地，投切装置50还可以对电池储能柜40提供的电力进行分配，根据电机20所需的功率提供合适的电力。另外，投切装置50还可以与船舶上的其他电气设备连接，以将电池储能柜40的电力提供给其他电气设备。
79.可选地，投切装置50还可以与电池储能柜40之间进行通讯，实现通信汇集和转接的功能，例如，投切装置50可以通过连接器公端41和连接器母端42上的通讯端口与电池储能柜40之间进行通讯，投切装置50可以通过与电池储能柜40之间的通信控制电池储能柜40的电力输出。
80.根据本实用新型的一个实施例，船舶动力系统100还包括电机控制器60，电机控制器60分别与投切装置50和电机20电连接，电机控制器60被配置为将投切装置50输出的直流电逆变为驱动电机20的交流电。
81.具体而言，投切装置50和电机20之间可以通过电机控制器60连接，电池储能柜40输出的电流可以为直流电，直流电在经过投切装置50汇流后输送至电机控制器60，电机控制器60可以将直流电逆变为交流电，并将逆变后的交流电输送给电机20，以驱动电机20转动。可选地，电机控制器60可以包括逆变器。另外，电机控制器60还可以根据船舶的航行需求控制电机20的运行状态。
82.本实施例中，通过电机控制器60可以将直流电逆变为交流电，通过交流电可以驱动电机20转动，另外电机控制器60还可以对输送至电机20的电流进行控制，以满足不同的航行工况的需求。
83.根据本实用新型的一个实施例，驱动组件还包括发动机10和动力耦合装置30，动力耦合装置30与发动机10和电机20连接以耦合发动机10和电机20的动力。
84.具体而言，发动机10、电机20和动力耦合装置30可以设于船舶的船体，其中，发动机10与动力耦合装置30连接，并将自身输出的动力传递给耦合装置30，动机也与动力耦合装置30连接，并将自身输出的动力传递给耦合装置30。耦合装置30可以将发动机10的动力和电机20的动力进行耦合，以用于驱动船舶航行。
85.在航行过程中，根据工况的不同，航行的动力可以单独由发动机10提供，也可以单独由电机20提供，还可以由发动机10和电机20一起提供。采用发动机10和电机20的动力耦合的方式驱动船舶航行，不仅可以通过电驱动的方式降低燃料消耗，减少碳排放，使得发动机10长期处于高效的运行状态，延长发动机10的使用寿命，同时，多种驱动模式可以根据需要随时切换，保证船舶航行有足够的动力备份，提高船舶的机动性和安全性。
86.当船舶航行所需的功率较低时，可以采用纯电动驱动的模式，由电机20提供动力；当船舶航行所需的功率较高时，可以由发动机10和电机20一起提供动力，此时，若需要提高功率，可以提高电机20的功率，以将发动机10的功率保持在功耗的最佳范围内，降低能耗。
87.例如，当船舶装载有货物时，航行的耗能较大，可以采用以电机20驱动为主，发动机10驱动为辅的驱动方式，降低发动机10的输出功率，以提高系统的综合能效，降低运行成本；当船舶上的货物卸载后，由于作为货物的电池储能柜40已经被卸载，船舶可以由发动机10驱动进行航行。
88.可选地，发动机10可以包括柴油机，由于柴油机具有热效率搞、经济性好、启动容易的优点，因此将发动机10设置为包括柴油机，可以提高船舶航行的便捷性，降低船舶航行的成本。
89.可选地，动力耦合装置30可以与螺旋桨70连接，螺旋桨70可以设于船舶的船体，动力耦合装置30并将耦合后的动力输出至螺旋桨70，驱动螺旋桨70转动以使船舶航行。
90.本实用新型还提供了一种船舶，该船舶包括根据上述实施例的船舶动力系统100。其中，船舶可以用于运输电池储能柜40。由于根据本实用新型实施例的船舶动力系统100具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的船舶也具有相应的技术效果，即降低燃料消耗，延长发动机10的使用寿命，减少碳排放，提高航行的机动性和安全性，提高船舶运货效率和载货量。
91.虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：
1.一种船舶动力系统，其特征在于，包括：驱动组件，所述驱动组件包括电机；电池储能柜，所述电池储能柜设于船舶，所述电池储能柜与所述电机可拆卸地连接，在所述电池储能柜与所述电机电连接的情况下，所述电池储能柜向所述电机供电，在所述电池储能柜与所述电机断开连接的情况下，所述电池储能柜相对于所述船舶可拆卸。2.根据权利要求1所述的船舶动力系统，其特征在于，所述电池储能柜的数量为多个，每个所述电池储能柜与连接器公端和连接器母端中的至少一个电连接，多个所述电池储能柜通过所述连接器公端或所述连接器母端与所述电机可拆卸地连接。3.根据权利要求1所述的船舶动力系统，其特征在于，所述电池储能柜的数量为多个，多个所述电池储能柜之间可分离地电连接。4.根据权利要求3所述的船舶动力系统，其特征在于，多个所述电池储能柜之间串联或并联。5.根据权利要求3所述的船舶动力系统，其特征在于，每个所述电池储能柜与连接器公端和连接器母端中的至少一个电连接，多个所述电池储能柜之间通过所述连接器公端和所述连接器母端可分离地电连接。6.根据权利要求5所述的船舶动力系统，其特征在于，多个所述电池储能柜沿竖直方向层叠布置，所述连接器公端或所述连接器母端设于所述电池储能柜的柜体的上侧或下侧。7.根据权利要求6所述的船舶动力系统，其特征在于，在竖直方向上，相邻两个所述电池储能柜中的一个所述电池储能柜靠近第二个所述电池储能柜的一侧设有所述连接器公端，相邻两个所述电池储能柜中的另一个所述电池储能柜靠近一个所述电池储能柜的一侧设有所述连接器母端，一个所述电池储能柜的所述连接器公端与另一个所述电池储能柜上的所述连接器母端可插拔地连接。8.根据权利要求1所述的船舶动力系统，其特征在于，还包括：投切装置，所述投切装置分别与所述电池储能柜和所述电机电连接，所述投切装置被配置为汇集所述电池储能柜输出的电流并将汇集后的电流输送至所述电机。9.根据权利要求8所述的船舶动力系统，其特征在于，还包括：电机控制器，所述电机控制器分别与所述投切装置和所述电机电连接，所述电机控制器被配置为将所述投切装置输出的直流电逆变为驱动所述电机的交流电。10.根据权利要求1所述的船舶动力系统，其特征在于，所述驱动组件还包括：发动机；动力耦合装置，所述动力耦合装置与所述发动机和所述电机连接以耦合所述发动机和所述电机的动力。11.一种船舶，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的船舶动力系统。

技术总结
本实用新型提供了一种船舶动力系统和船舶，其中，船舶动力系统包括：驱动组件，所述驱动组件包括电机；电池储能柜，所述电池储能柜设于船舶，所述电池储能柜与所述电机可拆卸地连接，在所述电池储能柜与所述电机电连接的情况下，所述电池储能柜向所述电机供电，在所述电池储能柜与所述电机断开连接的情况下，所述电池储能柜相对于所述船舶可拆卸。根据本实用新型的船舶动力系统，一方面可以省去船舶在港口的充电时间，提高船舶的运货效率，另一方面还提高了船舶的载货量。还提高了船舶的载货量。还提高了船舶的载货量。


技术研发人员：广红燕 尹雪芹 曹虎 尹小强 孙明珠
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/4/18