本發(fā)明涉及水上交通設備，具體涉及水上換電系統(tǒng)及換電方法。

背景技術：

1、船舶通常使用柴油作為能源，不但成本高、噪音大，而且容易造成環(huán)境污染。由于近些年來，隨著科技的發(fā)展，電力能源的獲取和儲存越來越便利，用電成本也隨之下降，電力能源因其清潔、環(huán)保、低成本等特性開始緩步替代柴油作為船舶的動力能源。

2、目前使用電力作為能源的船舶主要是固定短途航線的游船，其動力電池固定存放在船艙內，船舶需靠岸給動力電池充電；也有少數(shù)貨運船舶采用電池儲能集裝箱，通過靠岸吊裝換電的方式給船舶動力繼續(xù)供電。

3、然而，對于多數(shù)水域的船舶來說，航行有連續(xù)性要求，每次航行可能持續(xù)幾天幾夜，就當前電池儲能成本而言，假如給船舶配備滿足24小時航行的儲能電池，電池成本大概是船舶造價的3倍以上，為了節(jié)省成本需要采用換電、充電方式為船舶電源動力續(xù)航。

4、現(xiàn)有的水上充換電設施，需要船舶中途靠岸停泊，無法保證船舶不間斷連續(xù)航行，耽誤時間，影響航行時效。特別時吊裝換電，需要配備具備吊裝作業(yè)能力的專用碼頭，使用條件比較苛刻，難以普及實現(xiàn)。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了水上換電系統(tǒng)及換電方法，從而解決或者至少緩解了現(xiàn)有技術中存在的上述問題和其它方面的問題中的一個或多個。

2、為了實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種水上換電系統(tǒng)，其中，所述換電系統(tǒng)包括：

3、水上換電站，所述換電站提供有開放于水面的換電站浮力位，所述換電站浮力位用于接駁待被更換的電池浮艙，所述電池浮艙能夠以可脫離的方式附連于所述換電站浮力位，使得所述電池浮艙能夠浮置于所述換電站浮力位以便于所述電池浮艙的接駁；以及

4、換電船，所述換電船用于從所述換電站的所述換電站浮力位處接駁所述電池浮艙，從而將所述電池浮艙牽引至水上載具進行更換。

5、在如前所述的換電系統(tǒng)中，可選地，所述換電站為適于離岸或近岸地?？吭谒系陌霛撌杰O船。

6、在如前所述的換電系統(tǒng)中，可選地，所述換電站上安裝有變電設施和充電設施，用于為所述換電站處的電池浮艙的動力電池充電，在所述換電站浮力位的上方設置有操作區(qū)，在所述操作區(qū)的上方設置有生活區(qū)和/或辦公區(qū)。

7、在如前所述的換電系統(tǒng)中，可選地，所述換電船提供有開放于水面的換電船浮力位，所述換電船浮力位用于接駁待被更換的電池浮艙，并且所述電池浮艙能夠在所述換電船浮力位中跟隨所述換電船。

8、在如前所述的換電系統(tǒng)中，可選地，所述換電站浮力位和所述換電船浮力位中的至少一個的側面安裝有限位裝置，所述限位裝置內設置有用于調節(jié)吃水深度和吃水平衡的浮力調節(jié)裝置。

9、在如前所述的換電系統(tǒng)中，可選地，所述換電站設有多個所述換電站浮力位，每個所述換電站浮力位均設有用于附連所述電池浮艙的固定裝置，并且每個所述換電站浮力位均設有用于為所述電池浮艙充電的充電槍。

10、在如前所述的換電系統(tǒng)中，可選地，所述換電系統(tǒng)還包括電池浮艙，所述電池浮艙由艙體和用于水上載具的動力電池組成，所述艙體至少部分地包覆所述動力電池，用于為所述動力電池提供防水保護和溫度調節(jié)，所述艙體具有用于調節(jié)吃水深度和吃水平衡的浮力調節(jié)裝置。

11、在如前所述的換電系統(tǒng)中，可選地，所述換電系統(tǒng)還包括所述水上載具，所述水上載具提供有開放于水面的水上載具浮力位，并且，所述水上載具由分體式的運載艙和動力艙組成，所述運載艙和所述動力艙之間活動連接，所述水上載具浮力位設置于所述動力艙。

12、在如前所述的換電系統(tǒng)中，可選地，所述換電站的若干個相鄰的換電站浮力位構成一個接駁位，每個所述接駁位處設置有錨固件，所述接駁位適于接納用于接駁所述換電站浮力位中的電池浮艙的換電船，所述錨固件用于將所述換電船臨時地錨固于所述接駁位。

13、為了實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明的第二方面提供了一種使用如前述第一方面中任一項所述的水上換電系統(tǒng)對水上載具進行換電的方法，其中，所述方法包括如下步驟：所述換電船借助浮力在所述換電站和/或所述水上載具之間接駁電池浮艙。

14、本發(fā)明的水上換電系統(tǒng)中換電站?？吭谒希ㄟ^設置開放于水面的電池浮艙浮力位，為電池浮艙的接駁提供浮力。在接駁電池浮艙的換電船上也可以設置有電池浮艙浮力位，從而可以借助水的浮力由工作人員或者換電船方便快捷地牽引電池浮艙進行更換。

15、在進一步的可選方案中，該換電系統(tǒng)還可以包括具有分體式運載艙和動力艙的水上載具，該水上載具的動力艙的吃水深度恒定，以方便從換電船的電池浮艙接駁位快捷地更換電池浮艙。

16、在進一步的可選方案中，本發(fā)明還提供了一種使用該換電系統(tǒng)對水上載具的換電方法，該換電方法利用了該換電系統(tǒng)的優(yōu)點，可以借助浮力快捷便利地為水上載具更換電池浮艙。

技術特征：

1.?一種水上換電系統(tǒng)，其特征在于，所述換電系統(tǒng)包括：

2.如權利要求1所述的換電系統(tǒng)，其特征在于，所述換電站（1）為適于離岸或近岸地停靠在水上的半潛式躉船。

3.如權利要求1所述的換電系統(tǒng)，其特征在于，所述換電站（1）上安裝有變電設施（15）和充電設施(16)，用于為所述換電站（1）處的電池浮艙（2）的動力電池充電，在所述換電站浮力位（11）的上方設置有操作區(qū)（17），在所述操作區(qū)（17）的上方設置有生活區(qū)和/或辦公區(qū)（13）。

4.如權利要求1至3中任一項所述的換電系統(tǒng)，其特征在于，所述換電船（3）提供有開放于水面的換電船浮力位（31），所述換電船浮力位（31）用于接駁待被更換的電池浮艙（2），并且所述電池浮艙（2）能夠在所述換電船浮力位（31）中跟隨所述換電船（3）。

5.如權利要求4所述的換電系統(tǒng)，其特征在于，所述換電站浮力位（11）和所述換電船浮力位（31）中的至少一個的側面安裝有限位裝置，所述限位裝置內設置有用于調節(jié)吃水深度和吃水平衡的浮力調節(jié)裝置（14）。

6.如權利要求4所述的換電系統(tǒng)，其特征在于，所述換電站設有多個所述換電站浮力位（11），每個所述換電站浮力位（11）均設有用于附連所述電池浮艙（2）的固定裝置，并且每個所述換電站浮力位（11）均設有用于為所述電池浮艙（3）充電的充電槍（19）。

7.如權利要求1所述的換電系統(tǒng)，其特征在于，所述換電系統(tǒng)還包括電池浮艙（2），所述電池浮艙（2）由艙體（21）和用于水上載具的動力電池組成，所述艙體（21）至少部分地包覆所述動力電池，用于為所述動力電池提供防水保護和溫度調節(jié)，所述艙體（21）具有用于調節(jié)吃水深度和吃水平衡的浮力調節(jié)裝置。

8.如權利要求1所述的換電系統(tǒng)，其特征在于，所述換電系統(tǒng)還包括所述水上載具（4），所述水上載具（4）提供有開放于水面的水上載具浮力位（47），并且，所述水上載具（4）由分體式的運載艙（41）和動力艙（42）組成，所述運載艙（41）和所述動力艙（42）之間活動連接，所述水上載具浮力位（47）設置于所述動力艙（42）。

9.如權利要求1所述的換電系統(tǒng)，其特征在于，所述換電站（1）的若干個相鄰的換電站浮力位（11）構成一個接駁位（12），每個所述接駁位（12）處設置有錨固件（18），所述接駁位（12）適于接納用于接駁所述換電站浮力位(11)中的電池浮艙的換電船(3)，所述錨固件(18)用于將所述換電船（3）臨時地錨固于所述接駁位（12）。

10.一種使用如前述權利要求1至9中任一項所述的水上換電系統(tǒng)對水上載具進行換電的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：所述換電船（3）借助浮力在所述換電站（1）和/或所述水上載具（4）之間接駁電池浮艙（2）。

技術總結
本發(fā)明涉及一種水上換電系統(tǒng)及其換電方法。所述換電系統(tǒng)包括：水上換電站，所述換電站提供有開放于水面的浮力位，所述浮力位用于接駁待被更換的電池浮艙，所述電池浮艙能夠以可脫離的方式附連于所述浮力位，使得所述電池浮艙能夠浮置于所述浮力位以便于所述電池浮艙的接駁；以及換電船，所述換電船用于從所述水上換電站的所述浮力位處接駁所述電池浮艙，并將所述電池浮艙牽引至水上載具進行更換。本發(fā)明的換電系統(tǒng)設置便利，可以借助水的浮力方便、快捷地接駁電池浮艙，從而保障水上載具的航行時效并節(jié)約航行成本。

技術研發(fā)人員：王友勝
受保護的技術使用者：安徽華集電交通科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30