专利名称：船舶电动推进系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及船舶动力系统，尤其是涉及基于动力电池的船舶电动推进系统。
背景技术：
常规船舶大多使用内燃机作为动力装置，内燃机所使用的化石燃料对环境的影响 是众所周知的，包括燃油的泄漏、燃油的不完全燃烧，以及其燃烧后产生的氮氧化物、硫化 物等废气。世界船舶数量巨大，并且还在不断增加，船舶运行中排放的废弃物对环境的污染 日趋严重。对于船舶引起的污染，越来越多的国际组织、国家和地区已经认识到问题的严重 性，并积极采取各种措施以减少船舶废弃物的排放。电动推进装置因为其采用电力能源，使用中没有废气排放，绿色无污染，受到各国 政府的重视，是未来交通动力的重要发展方向，电动汽车、电动船舶不断涌现，但其电力能 源的利用效率有待提高。
实用新型内容为了解决内燃机类船舶推进系统的废气排放对环境造成污染，而现有电动船舶电 能利用率低的问题，本实用新型提供基于动力电池的船舶电动推进系统。本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是，船舶电动推进系统，由充电单元、动力电池、电能变换单元、推进电机顺次连接，还 包括电池管理系统和推进监控系统，电池管理系统分别与充电单元和动力电池相连接，推 进监控系统分别与电能变换单元和推进电机相连接。所述电池管理系统包括一中央处理器，中央处理器与充电单元相连接；中央处理器与动力电池上的电压采样电路、电流采样电路和电池温度采样电路相 连接；中央处理器上还连接有环境温度采样电路、人机交互设备、外部数据存储单元和 安全保护电路。电池管理系统对动力电池进行合理有效的管理和控制，维持电池良好的运行性 能，监控电池的充、放电状态，以延长电池使用寿命，同时对电池进行实时的或定期自动检 测、诊断和维护，最大限度地保证电池的可靠运行。所述推进监控系统包括可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器与电能变换单元相连接；可编程逻辑控制器通过传感器组与推进电机相连接；可编程逻辑控制器上还连接有工业控制计算机。推进监控系统主要完成船舶推进与操纵控制、电能综合管理、运行状态实时监测 功能，实现电力推进系统高可靠性和高安全性的自动化、智能化控制。本实用新型的有益效果是，船舶电动推进系统采用电池提供动力，从根本上消除了内燃机排放废气对环境造成的污染，且运行安静，没有噪声污染；电池管理系统对电池进 行有效管理，维持电池良好的运行性能，推进监控系统实现推进系统实现智能化控制，对全 船电力能源统一分配管理，充分利用推进器的制动回馈能量，提高电能利用率。
图1是本实用新型船舶电动推进系统的结构示意图；图2是电池管理系统的结构示意图；图3是推进监控系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如下实施例中，采用锂离子动力电池作为整个推进系统的动力提供中心。船舶电 动推进系统由电源系统和推进系统两部分组成，其基本结构如图1所示。电源系统由电池 管理系统、充电单元以及动力电池组成，推进系统则由推进监控系统、电能变换单元和推进 电机组成。电池管理系统对动力电池进行合理有效的管理和控制，维持电池良好的运行性 能，监控电池的充、放电状态，以延长电池使用寿命，同时对电池进行实时的或定期自动检 测、诊断和维护，最大限度地保证电池的可靠运行。电池管理系统还具备数据采集、荷电状 态的估算、电气控制、温度管理、安全管理、数据通信等功能。图2为电池管理系统的硬件整 体示意框图，其中可以使用DSPM07作为中央处理器。推进监控系统主要完成船舶推进与操纵控制、电能综合管理、运行状态实时监测 功能，实现电力推进系统高可靠性和高安全性的自动化、智能化控制，其结构示意图如图3 所示。使用工业控制计算机作为系统上位机，可编程逻辑控制器(PLC)作为系统下位机，两 者之间通过以太网完成数据交换。推进监控系统对推进电机的操纵主要由电能变换单元来实现，它将PLC发出的电 机控制信号进行必要的转换，来实现直流无刷电机正常的启动、正转、倒转和调速。推进监控系统对电机运行参数的监测主要通过传感器组实现，它们将推进电机的 转速、电压、电流、温度、功率、转子位置等运行参数通过传感器组读出，送至PLC内部进行处理。PLC将处理完的数据打包送至上位机，由上位机对数据进行筛选和过滤，并与初始 设定值比较，如出现异常则产生报警信号，以达到系统安全保护的作用。推进监控系统的主 要报警信号有电机高温、绝缘故障、电机超速等，同时在软件设计中也考虑部分故障情况 下的越控操作。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会 有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要 求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.船舶电动推进系统，由充电单元、动力电池、电能变换单元、推进电机顺次连接，其特 征在于，还包括电池管理系统和推进监控系统，电池管理系统分别与充电单元和动力电池 相连接，推进监控系统分别与电能变换单元和推进电机相连接。
2.根据权利要求1所述的船舶电动推进系统，其特征在于，所述电池管理系统包括一 中央处理器，中央处理器与充电单元相连接；中央处理器与动力电池上的电压采样电路、电流采样电路和电池温度采样电路相连接；中央处理器上还连接有环境温度采样电路、人机交互设备、外部数据存储单元和安全 保护电路。
3.根据权利要求1所述的船舶电动推进系统，其特征在于，所述推进监控系统包括可 编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器与电能变换单元相连接； 可编程逻辑控制器通过传感器组与推进电机相连接； 可编程逻辑控制器上还连接有工业控制计算机。
专利摘要船舶电动推进系统，由充电单元、动力电池、电能变换单元、推进电机顺次连接，还包括电池管理系统和推进监控系统，电池管理系统分别与充电单元和动力电池相连接，推进监控系统分别与电能变换单元和推进电机相连接。船舶电动推进系统采用电池为动力，从根本上消除了内燃机排放废气对环境造成的污染，且运行安静，没有噪声污染；全船电力能源统一分配管理，充分利用推进器的制动回馈能量，提高电能利用率。
文档编号B63H21/17GK201842250SQ201020581208
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者丁晨雷, 沈爱弟, 褚建新 申请人:上海海事大学