CN112339585A - 一种电动船舶直流充电综合***装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动船舶直流充电综合***装置，包括充电堆主体、充电终端、辅助吊臂、充电船只、充电线缆和大功率导线，充电堆主体通过大功率导线与充电终端电性连接，充电终端通过充电线缆与充电船只电性连接，辅助吊臂的可活动部位与充电线缆固定。本发明为当前港口码头提供一种可执行的大功率直流充电综合***装置，有效的提高充电效率，其次本设计中电源模块通过阵列方式排布，可以有效节省空间、提高运行可靠性，可以方便扩充功率容量，功率分配单元可以按需合理分配主堆的功率输出，让设备资源得到充分利用，并节约设备成本，通过安装的辅助吊臂可以减轻充电操作人员的负担，避免通过人员移动沉重的充电线缆所带来的一系列风险。

Description

一种电动船舶直流充电综合***装置
技术领域
本发明涉及一种船舶充电***装置，特别涉及一种电动船舶直流充电综合***装置，属于船舶技术领域。
背景技术
当前，珍惜地球上有限的石油资源，保护人类赖以生存的自然环境，减小温室气体排放量，遏制全球气候变暖已经成为各国面临的共同课题，许多国家城市为了积极响应绿色环保发展理念，推进清洁能源发展战略,电动车数量快速增长，与此同时为进一步减少港口船舶污染排放，改善环境和提高空气质量，电力推进的旅游船和商用船也在逐步地推广。电力推进的电动船需要与其配套的充电设施为其进行充电，充电配套设施的完善是电动船舶能否大规模推广的关键之一。
然而目前大部分的码头基本上都没有配备相应的充电设施，或者只提供功率较小的交流式充电的岸电***，充电速度慢，只能为船只提供生活所需的用电，或通过慢速进行充电。因此，一种能为电动船舶提供快速直流充电的综合***装置，是行业发展的迫切需要，并具有非常广阔的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动船舶直流充电综合***装置，以解决上述背景技术中提出的目前大部分的码头基本上都没有配备相应的充电设施，或者只提供功率较小的交流式充电的岸电***，充电速度慢，只能为船只提供生活所需的用电，或通过慢速进行充电的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括充电堆主体、充电终端、辅助吊臂、充电船只、充电线缆和大功率导线，所述充电堆主体通过大功率导线与充电终端电性连接，所述充电终端通过充电线缆与充电船只电性连接，所述辅助吊臂的可活动部位与充电线缆固定，所述充电堆主体由交流输入接口、一定数量的电源模块、中央控制单元、功率分配单元、交流接触器、交直流电能表、互感器、触摸屏、照明设备、散热排风设备、环境监控设备、浪涌保护器、塑壳断路器、急停按钮及外壳组成，所述外壳的内部分别安装有，交流输入接口、一定数量的电源模块、中央控制单元、功率分配单元、交流接触器、互感器、散热排风设备、环境监控设备、浪涌保护器、塑壳断路器，所述外壳的正面固定安装有急停按钮，交直流电能表、触摸屏和照明设备，所述交流输入接口、一定数量的电源模块、功率分配单元、交流接触器、交直流电能表、互感器、触摸屏、照明设备、散热排风设备、环境监控设备、浪涌保护器、塑壳断路器及急停按钮均与中央控制单元电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电源模块把三相交流电转换为直流电输出，输出电压范围为DC200V-750V，所述电源模块功率为20KW，通过阵列组合方式放置于充电堆主体中，可以根据实际应用场合设计充电堆主体的额定输出功率，计算电源模块的使用数量和阵列方式。
作为本发明的一种优选技术方案，所述中央控制单元采用ARM架构高端处理器，采用Linux***，集成C语言开发环境，提供标准API接口。
作为本发明的一种优选技术方案，所述功率分配单元内部固定设有开关矩阵，开关矩阵包括若干条直流输入电路，每一条直流输入电路与一个电源模块输出端电连接，开关矩阵有一条直流输出电路，直流输出电路作为功率分配单元的输出端，连接到充电终端。
作为本发明的一种优选技术方案，所述充电终端的外壁等距固定安装有多个指示灯和多个按钮，多个所述按钮与辅助吊臂电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述充电线缆的端头处固定安装有充电枪，所述充电船只的外壁固定安装有与充电枪匹配的充电接口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种电动船舶直流充电综合***装置，为当前港口码头提供一种可执行的大功率直流充电综合***装置，有效的提高充电效率，其次本设计中电源模块通过阵列方式排布，可以有效节省空间、提高运行可靠性，可以方便扩充功率容量，功率分配单元可以按需合理分配主堆的功率输出，让设备资源得到充分利用，并节约设备成本，通过安装的辅助吊臂可以减轻充电操作人员的负担，避免通过人员移动沉重的充电线缆所带来的一系列风险。
附图说明
图1为本发明的模块框图。
图中：1、充电堆主体；2、充电终端；3、辅助吊臂；4、充电船只；5、充电线缆；6、大功率导线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供了一种电动船舶直流充电综合***装置的技术方案：
根据图1所示，包括充电堆主体1、充电终端2、辅助吊臂3、充电船只4、充电线缆5和大功率导线6，充电堆主体1通过大功率导线6与充电终端2电性连接，充电终端2通过充电线缆5与充电船只4电性连接，辅助吊臂3的可活动部位与充电线缆5固定，充电堆主体1由交流输入接口、一定数量的电源模块、中央控制单元、功率分配单元、交流接触器、交直流电能表、互感器、触摸屏、照明设备、散热排风设备、环境监控设备、浪涌保护器、塑壳断路器、急停按钮及外壳组成，外壳的内部分别安装有，交流输入接口、一定数量的电源模块、中央控制单元、功率分配单元、交流接触器、互感器、散热排风设备、环境监控设备、浪涌保护器、塑壳断路器，外壳的正面固定安装有急停按钮，交直流电能表、触摸屏和照明设备，交流输入接口、一定数量的电源模块、功率分配单元、交流接触器、交直流电能表、互感器、触摸屏、照明设备、散热排风设备、环境监控设备、浪涌保护器、塑壳断路器及急停按钮均与中央控制单元电性连接。
电源模块把三相交流电转换为直流电输出，输出电压范围为DC200V-750V，电源模块功率为20KW，通过阵列组合方式放置于充电堆主体1中，可以根据实际应用场合设计充电堆主体1的额定输出功率，计算电源模块的使用数量和阵列方式。
中央控制单元采用ARM架构高端处理器，采用Linux***，集成C语言开发环境，提供标准API接口，方便项目二次开发应用，并具有多路遥信输入、遥控输出，带有多路总线通信，采用光耦芯片进行电气隔离，工频耐压达5KV，保证了控制器工作的稳定性。
功率分配单元内部固定设有开关矩阵，开关矩阵包括若干条直流输入电路，每一条直流输入电路与一个电源模块输出端电连接，开关矩阵有一条直流输出电路，直流输出电路作为功率分配单元的输出端，连接到充电终端2，通过算法控制，可以根据用户的使用需求，把主堆的输出功率合理分配到充电终端2，使得电动船舶直流充电综合***装置可以由一个充电堆配多个充电终端2，从而让设备资源得到充分利用，并节约设备成本。
充电终端2的外壁等距固定安装有多个指示灯和多个按钮，多个按钮与辅助吊臂3电性连接，充电终端2与电动船进行信息交互和能量传输，可以采集连接装置和充电时的相关信号，以及提供设备的急停、启动充电和停止充电控制，通过安装的指示灯可以通过观察指示灯的颜色和动作确定设备的运行和充电状态，通过安装的按钮，用于控制辅助吊臂3的各种动作，以及启动充电和停止充电，辅助吊臂3用于协助充电人员，把充电线缆5拖到充电船只4的充电插口附件，辅助吊臂3可以进行伸长、回缩、升高、降低以及180度旋转，带动沉重的充电线缆5移到目标位置。
充电线缆5的端头处固定安装有充电枪，充电船只4的外壁固定安装有与充电枪匹配的充电接口，充电堆主体1和充电终端2之间，通过符合容量要求大功率的充电线缆5连接，直流电从充电堆主体1的功率分配单元输出到充电终端2，再通过充电终端2连接至充电枪与电动船连接。
具体使用时，本发明一种电动船舶直流充电综合***装置，在使用时，人为的通过充电终端2外壁的操作按钮控制辅助吊臂3将充电线缆5吊至充电船只4的表面，使充电线缆5端头处的充电枪与充电船只4的充电插口穿插，接着通过充电堆内部的中央控制单元对电源模块进行分为多个功率单元，并将交流电通过整流器转换为直流电输出值充电终端2，通过充电终端2输出至对应的充电船只4。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种电动船舶直流充电综合***装置，包括充电堆主体(1)、充电终端(2)、辅助吊臂(3)、充电船只(4)、充电线缆(5)和大功率导线(6)，其特征在于，所述充电堆主体(1)通过大功率导线(6)与充电终端(2)电性连接，所述充电终端(2)通过充电线缆(5)与充电船只(4)电性连接，所述辅助吊臂(3)的可活动部位与充电线缆(5)固定，所述充电堆主体(1)由交流输入接口、一定数量的电源模块、中央控制单元、功率分配单元、交流接触器、交直流电能表、互感器、触摸屏、照明设备、散热排风设备、环境监控设备、浪涌保护器、塑壳断路器、急停按钮及外壳组成，所述外壳的内部分别安装有，交流输入接口、一定数量的电源模块、中央控制单元、功率分配单元、交流接触器、互感器、散热排风设备、环境监控设备、浪涌保护器、塑壳断路器，所述外壳的正面固定安装有急停按钮，交直流电能表、触摸屏和照明设备，所述交流输入接口、一定数量的电源模块、功率分配单元、交流接触器、交直流电能表、互感器、触摸屏、照明设备、散热排风设备、环境监控设备、浪涌保护器、塑壳断路器及急停按钮均与中央控制单元电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动船舶直流充电综合***装置，其特征在于：所述电源模块把三相交流电转换为直流电输出，输出电压范围为DC200V-750V，所述电源模块功率为20KW，通过阵列组合方式放置于充电堆主体(1)中，可以根据实际应用场合设计充电堆主体(1)的额定输出功率，计算电源模块的使用数量和阵列方式。
3.根据权利要求1所述的一种电动船舶直流充电综合***装置，其特征在于：所述中央控制单元采用ARM架构高端处理器，采用Linux***，集成C语言开发环境，提供标准API接口。
4.根据权利要求1所述的一种电动船舶直流充电综合***装置，其特征在于：所述功率分配单元内部固定设有开关矩阵，开关矩阵包括若干条直流输入电路，每一条直流输入电路与一个电源模块输出端电连接，开关矩阵有一条直流输出电路，直流输出电路作为功率分配单元的输出端，连接到充电终端(2)。
5.根据权利要求1所述的一种电动船舶直流充电综合***装置，其特征在于：所述充电终端(2)的外壁等距固定安装有多个指示灯和多个按钮，多个所述按钮与辅助吊臂(3)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种电动船舶直流充电综合***装置，其特征在于：所述充电线缆(5)的端头处固定安装有充电枪，所述充电船只(4)的外壁固定安装有与充电枪匹配的充电接口。
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