[發明專利]雙動力船的動力系統及運作方法

有效

• 申請號: 201210214742.5
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN103373460A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 周顯光;林志宏;林鴻熙;陳圣樺;潘文華
• 申請（專利權）人: 財團法人船舶暨海洋產業研發中心
• 主分類號: B63H21/20
• 分類號: B63H21/20;B63H21/21
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 王晶

技術領域

本發明涉及一種船舶的動力系統，特別涉及一種搭載雙動力的船舶動力系統以及其運作方法。

背景技術

隨著人類活動的增加，不論是在運輸、旅游或商務上，對于交通運輸工具的需求大幅提高，因而帶來了巨大的能源消耗以及環境污染。有鑒于此，人類開始研發更具效率的動力系統，以期能使用更少的燃料驅動交通運輸工具至更遠的距離。以目前的技術來說，動力系統多采取電動機(如電動馬達)或內燃機(如柴油引擎)作為輸出動力的動力源。電動機的特性在于低轉速下能有相當好的扭力表現，同時在運作中不會排放廢氣，產生的噪音也很小，若能使用發電廠產生的電力，能源價格低廉，產電造成的污染也更小。而內燃機發展歷史悠久，相關技術成熟，因此具有可靠度高、不易故障以及成本低廉的優點。

但此二者仍有缺點，電動機使用時必須同時搭載供給其電源的電池，移動性受到限縮，甚至因為提供電動機電源的電池大而笨重，增加不必要的負重，反而增加了能源的消耗。而使用石化燃料的內燃機，無可避免的會排放廢氣。更嚴重的是，縱使使用目前最尖端的科技，內燃機將燃料內含的能量轉換成動力的效率仍僅有30％，大部分的能量都以廢熱、噪音的形式溢散到環境中。

而當這二者裝載在陸上運輸工具時，還會產生其他問題。一般的陸上運輸工具如：汽車、機車，在使用時會遇到各式各樣的路況，需要的速率、扭力千變萬化，在這種狀況下，內燃機或電動機必須在各種轉速下進行動力輸出，設計者無法針對特定轉速進行優化，使用時也無法確保在設計的最佳轉速區間運轉，如此會消耗多余的燃料，進一步降低運轉效率。

因此人們發展出搭載二種動力系統的交通運輸工具，將二種動力系統的動力輸出混合，進而驅動交通運輸工具的混合動力系統。在低速的狀況下，主要由高扭力的電動機輸出動力，在高速的狀況下，主要由內燃機輸出動力，同時間內燃機對電池進行充電，而動力輸出的分配比例交由行車計算機判斷。如此一來不論面對任何路況，都可以讓電動機與內燃機在各自設定的最佳轉速中工作。確定了運作時的轉速區間，設計者更能針對此轉速環境對電動機或內燃機進行優化，進一步提升運轉效率、降低環境污染。

混合動力系統看似解決了問題，卻又產生新的缺點。一般習知的變速箱所具有的離合器功能必須依靠變速箱的入力軸旋轉所提供的油壓啟動能量進行運作，使用一般的內燃機時，可以靠其惰速供給油壓啟動能量，但若使用電動機，卻無惰速可供利用，習知的變速箱因而無法運作。因此在動力混合與輸出的過程中，必須使用復雜的傳動與變速設備，使得維修以及保養不易，整個系統價格也相當昂貴。而二種動力在混合輸出時，動力切換與混合間容易造成遲滯，使交通運輸工具產生顛簸，乘客感受不適，駕駛的危險性也增加了。

混合動力系統最大的優點在于可以根據不同的路況，改變二種動力系統的輸出比例，達到良好的運作效率。但在水上航行時這些優點卻無用武之地，陸上運輸工具在起步時需要較大的扭力，而且行駛中會因為交通狀況(塞車、交通號志)而改變速率，或者走走停停反復進行起步動作，遇到上下坡時又會造成所需要的轉速改變，因此習知的混合動力系統得以發揮作用。但水上航行時，交通狀況穩定，驅動船舶的所需要的推力單純與其速度的三次方成正比，又加上液體的密度遠高于空氣，因此相較于陸上運輸工具運作情形等同永遠都在爬坡，而且一艘船舶的整個航程中幾乎都能以一個固定的速率前進，此時習知的混合動力系統的優點因而無法發揮。而船舶單次航行時間相較陸上運輸工具長的多，在航行途中難以進行補給，如此反而凸顯了習知混合動力系統造成整個動力系統結構復雜而使得維修保養困難的缺點，更加不利于水上使用。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷和不足，本發明的主要目的在于提供一種雙動力船的動力系統以及一種雙動力船的動力系統運作方法；

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種雙動力船的動力系統，包括一傳動系統、一電力驅動系統、一燃油驅動系統、一充電器保護系統、一互鎖系統以及一防止暴沖系統。

傳動系統與電力驅動系統以及燃油驅動系統連接，可傳送電力驅動系統以及燃油驅動系統產生的動力，驅動船舶前進。傳動系統包括一油門以及一變速箱，其中油門可控制輸出動力的大小，改變船舶的速率，變速箱可控制輸出動力的扭力，并且包括控制動力是否輸出至推動船舶的離合器功能。