船用的应急充电集装箱的制作方法

1.本实用新型涉及船舶技术领域，特别涉及一种船用的应急充电集装箱。


背景技术：

2.目前电池电力推进船舶充电方式主要有两种，一种是在船上安装固定电池包，靠岸时接上岸电给电池充电；另一种是换电模式，把电池安装在标准集装箱中，船舶靠岸时,用桥吊把集装箱吊到码头上的固定充电位置，用充电桩给电池充电，充满电后再把集装箱电池放回船上。
3.现今为了满足全球绿色环保脱碳的趋势，船舶领域采取了多种技术，其中用锂电池动力推进在短途运输船舶上发展潜力巨大。但是和新能源汽车面临的困境一样，对于电池续航里程的焦虑困扰着船东。一旦船航行到一半电不够了，在海上无动力漂浮是一件很危险的事情。柴油动力船有燃油加注船，天然气动力船有加气船，电池动力的船舶也应该有相应的辅助船只携带专用设备帮助补充能源。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种船用的应急充电集装箱，以解决现有技术中电动船舶海上续航的难题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种船用的应急充电集装箱，包括：箱体；供电模块，设置在所述箱体内部，以提供电能；直流充电插座，设置在所述箱体的外侧上，所述直流充电插座通过线缆与所述供电模块电性连接；交流充电插座，设置在所述箱体的外侧上，并通过线缆与所述供电模块电性连接。
7.根据本实用新型的一个方面，所述供电模块为锂电池组；所述锂电池组设有两组，两组锂电池组间隔分列于所述箱体横向的两侧上。
8.根据本实用新型的一个方面，所述应急充电集装箱还包括汇流柜和dc/dc转换器；所述汇流柜与其中一组所述锂电池组相邻并列，所述汇流柜的输入端与所述锂电池组连接，所述汇流柜的输出端与所述dc/dc转换器的输入端连接，所述dc/dc转换器的输出端通过线缆延伸并连接至所述直流充电插座的接口处。
9.根据本实用新型的一个方面，所述应急充电集装箱还包括控制柜和dc/ac逆变器；所述控制柜与其中一组所述锂电池组相邻并列，所述控制柜的输入端与所述锂电池组连接，所述控制柜的输出端与所述dc/ac逆变器的输入端连接，所述dc/ac逆变器的输出端通过线缆延伸并连接至所述交流充电插座的接口处。
10.根据本实用新型的一个方面，所述箱体在纵向的一端上开设有开口，所述开口沿横向居中，所述开口铰接设有箱门。
11.根据本实用新型的一个方面，所述供电模块为lng发电机组。
12.根据本实用新型的一个方面，所述箱体的内部还设置有一隔板，所述隔板沿横向
布置，以将箱体的内部分隔为空间较大的发电机组存放区和空间较小的作业区；所述隔板上开设有连通两个区的开口，所述开口铰接设有隔门。
13.根据本实用新型的一个方面，所述应急充电集装箱还包括放置在所述作业区的发电机控制柜、交流配电板和ac/dc整流器；
14.所述交流配电板与所述发电机控制柜电性连接，所述交流充电插座安装在所述交流配电板上；所述ac/dc整流器的输入端与所述发电机控制柜电连接，所述ac/dc整流器的输出端通过线缆延伸并连接至所述直流充电插座的接口处。
15.根据本实用新型的一个方面，所述箱体在对应于所述发电机组存放区的侧壁上开设有燃料供应接口，所述燃料供应接口能够供外界的lng燃料通过管道输送至lng发电机组。
16.根据本实用新型的一个方面，所述箱体为20英尺集装箱。
17.由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种船用的应急充电集装箱至少具有如下优点和积极效果：
18.1、供电模块和各插座集成在一个标准的集装箱箱体内，成为移动式充电装置，整个集装箱可通过吊装从辅助船只转运至急待充电的电动船舶上，方便又快捷。
19.2、提供直流充电插座和交流充电插座，从而适配各类电动船舶，提高实用性。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例一中应急充电集装箱的布置示意图。
21.图2为本实用新型实施例二中应急充电集装箱的布置示意图。
22.图3为图2的应急充电集装箱和lng燃料罐连接的工作示意图。
23.附图标记说明如下：
24.200-燃料罐、201-lng专用软管、
25.100-应急充电集装箱、
26.1-箱体、11-箱门、12-隔板、13-隔门、101-发电机组存放区、102-作业区、103-燃料供应接口、
27.2-供电模块、21-锂电池组、22-lng发电机组、
28.31-汇流柜、32-控制柜、33-dc/dc转换器、34-dc/ac逆变器、
29.4-直流充电插座、
30.5-交流充电插座、
31.61-发电机控制柜、62-交流配电板、63-ac/dc整流器。
具体实施方式
32.体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
33.考虑到海上的特殊环境和现实充电技术的速度瓶颈，两条船长时间靠在一起通过电缆充电不安全。
34.针对上述问题，本实用新型采用在一个标准集装箱内安装充电模块的设计，提供
一种船用的应急充电集装箱，方便吊装和转运。目前，集装箱起重机是很成熟的技术，很多支线箱船上自带起重机，辅助充电船上也可以安装一台起重机，负责把箱子在两条船之间进行转运。集装箱的尺寸和充电功率的大小相关，20尺、40尺甚至高箱都可以选择。
35.本实用新型提供以下两个具体实施例详细介绍应急充电集装箱内部的电源种类，以及其与船的充电接口。
36.应急充电集装箱具体实施例一
37.请参照图1，图1示出了本实施例提供的一种应急充电集装箱100的具体结构，其包括箱体1、供电模块2、汇流柜31、控制柜32、dc/dc转换器33、dc/ac逆变器34，以及直流充电插座4和交流充电插座5。其中，供电模块2用于提供电能。供电模块2与汇流柜31、dc/dc转换器33等电气部件共同安装在箱体1内部。直流充电插座4和交流充电插座5分别设置在箱体1的外侧上，方便插接。
38.在本实施例中，供电模块2为锂电池组21。
39.锂电池组21可充电和放电，简单来说，上述锂电池组21类似于充电宝的功能，优点是使用方便，如果船接口能匹配一致可以直接换给船上用，而节约了充电的过程。当然，集装箱内部根据船级社规范需要有专用的通风和灭火系统。
40.锂电池组21设有两组。两组锂电池组21间隔分列于箱体1横向的两侧上。每一组具有多个沿纵向依序相接的锂电池模块，以尽量地提供较大的储能容量。
41.汇流柜31和dc/dc转换器33(direct current，直流)对应设置在其中一组锂电池组21处，实现直流充电。
42.如图1所示，汇流柜31与其中一组锂电池组21相邻并列。汇流柜31为直流汇流柜31。汇流柜31的输入端与锂电池组21连接，汇流柜31的输出端与dc/dc转换器33的输入端连接。换而言之，汇流柜31用于对锂电池组21输出的直流电流进行汇流，并将汇流后的电流输出至dc/dc转换器33。dc/dc转换器33用于调节输出的电压大小，适用于不同电动船舶。dc/dc转换器33的输出端通过线缆延伸并连接至直流充电插座4的接口处。
43.控制柜32和dc/ac逆变器34(alternating current，交流)对应设置在另一组锂电池组21处，实现交流充电。
44.控制柜32与锂电池组21相邻并列。控制柜32的输入端与锂电池组21连接，控制柜32的输出端与dc/ac逆变器34的输入端连接。dc/ac逆变器34用于将锂电池组21输出的直流电流转换为交流。dc/ac逆变器34的输出端通过线缆延伸并连接至交流充电插座5的接口处。
45.在本实施例中，箱体1在纵向的一端上开设有开口，开口沿横向居中，开口铰接设有箱门11。打开箱门11，工作人员可以进入箱内两组锂电池组21之间留出的空间，便于操作和维修。
46.在实际应用中，上述应急充电集装箱100设置有两种充电接口。第一种充电接口为直流充电，通常用于船上没有充电器，仅依靠岸基直流充电桩的船舶。对此，应急充电集装箱100通过配置一套可调输出dc/dc转换器33，用于匹配目标船的电压。第二种接口为交流充电，多用于使用可快速替换的集装箱式电池作为动力的船舶。此类箱式电池通常单独在码头充电，不受限于船舶停靠时间长短，因此箱子内部会自带小功率充电器，只要接上交流电就能充电。通常来说，上述应急充电集装箱100可以直接代替目标船舶上原有的集装箱式
电池。但考虑少数带充电器固定电池组的船舶，仍配dc/ac逆变器34送出标准的ac440v,60hz或者ac380v,50hz电源给充电器。
47.应急充电集装箱具体实施例二
48.请参照图2，本实施例与第一实施例的不同之处在于，供电模块2为lng发电机组22。
49.可以理解的是，本实施例为发电机组集装箱。目前，发电机组的燃料种类中的柴油虽然最为安全成熟，又有标准产品，但为了应对全球气候变化的绿色环保要求，lng燃气发电机是现在最合适的方案。待未来技术成熟后，甲醇和氨发电机是可选择的方案。
50.如图2所示，箱体1的内部还设置有一隔板12。
51.隔板12沿横向布置，以将箱体1的内部分隔为空间较大的左侧的发电机组存放区101和空间较小的右侧作业区102。并且，隔板12上开设有连通两个区的开口，开口铰接设有隔门13。
52.lng发电机组22对应安装在发电机组存放区101中。lng发电机组22是以天然气等高热值气体为燃料的点火式气体机，附设有增压系统和中冷系统。箱体1在对应于发电机组存放区101的侧壁上开设有燃料供应接口103，燃料供应接口103能够供外界的lng燃料通过管道输送至lng发电机组22。lng发电机组22产生交流电。
53.发电机控制柜61、交流配电板62和ac/dc整流器63对应放置在作业区102内。
54.其中，发电机控制柜61通过线缆经隔门13与lng发电机组22的输出端电性连接。交流配电板62与发电机控制柜61电性连接，交流充电插座5安装在交流配电板62上。ac/dc整流器63用于将交流电变为直流电，并输出稳定的直流电压。ac/dc整流器63的输入端与发电机控制柜61电连接，ac/dc整流器63的输出端通过线缆延伸并连接至直流充电插座4的接口处。
55.考虑到现阶段纯电力推进的船舶吨位都不大，可能没有足够的甲板空间容纳40尺的箱子，因此本实施例优先选择20尺的标准集装箱。根据一个20尺标准箱的容积和配货重量，燃料无法与发电机存放在同一个箱子内。
56.因此，请进一步参照图3，本实施例还提供一种lng燃料罐200。
57.该燃料罐200亦为罐式集装箱，用以存储lng发电机组22所需的lng燃料。燃气阀控单元、蒸发器和热交换器等必要供气设备都与燃料罐200封装在一个模块上。
58.在使用时，该lng燃料罐200需与发电机模块集装箱一起吊装上船。lng发电机组22与燃料罐200的阀门之间通过穿过燃料供应接口103的lng专用软管201进行连接，并用复合信号电缆提供与气体控制和安全系统的连接。
59.在实际应用中，上述应急充电集装箱100设置有两种充电接口。第一种充电接口为直流充电，通常用于船上没有充电器，仅依靠岸基直流充电桩的船舶。本实施例的交流发电机模块通过配置一套ac/dc整流器63作为交流充电器。模块上带直流插座，用电缆和船上的专用充电接线箱连接即可充电。第二种充电接口为交流充电，多用于使用可快速替换的集装箱式电池作为动力的船舶。此类箱式电池通常单独在码头充电，不受限于船舶停靠时间长短，因此箱子内部会自带小功率充电器，只要接上交流电就能充电。因此，发电机模块直接接上电缆就可以为其充电。
60.上述应急充电集装箱100利用绿色环保技术为纯电池动力船舶提供续航力保障，
使此类型船舶更具广阔的发展前途。
61.虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。