[實用新型]混聯結構的船舶柴電混合動力系統

有效

• 申請號: 201320327319.6
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN203318671U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 楊金福;佟憲良;陳策;黃鍇;馬云翔;李應生;馬忠威;吳正波;于達仁;陳昌婷;韓東江
• 申請（專利權）人: 哈爾濱耦合動力工程技術中心有限公司;遼寧中傳科技股份有限公司;中國船舶重工集團公司第七〇三研究所
• 主分類號: B63H21/20
• 分類號: B63H21/20;B63H23/32
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本實用新型涉及一種混聯結構的船舶柴電混合動力系統。

背景技術：

隨著國際油價的快速上漲，船舶燃油費用日益增加,船舶節能技術已成為航運業研究的熱點之一。我國能源形式嚴峻，節能已經成為國民經濟發展中的重要任務。船舶是高能耗的運輸工具，研究和應用節能技術,降低船舶能耗，不僅可以為航運企業節省燃油費用,還可以減少船舶造成的環境污染,獲得經濟和環保雙重效益。

目前以柴油發動機為動力的船舶占世界商船隊的95%以上，其中，柴油發動機直接驅動占55%，柴油發動機齒輪傳動占39%。但目前無論是柴油發動機直接驅動螺旋槳還是柴油發動機齒輪傳動驅動螺旋槳都存在油耗量大及污染排放多等不足，從而加大了船舶的運營成本。

目前，常見的柴電混合動力系統一般是并聯式系統，即柴油發動機和發電機-電動機組分別提供驅動功率，再通過變速箱并聯后驅動螺旋槳。其特點是低工況下可采用小功率發電機組發電帶動軸帶電機、齒輪箱以驅動螺旋槳。較高工況下可采用較大功率柴油發動機驅動齒輪箱、螺旋槳。但其存在如下缺點：

（1）此種混合動力僅是將小功率柴油發動機的功率轉化為電機功率以驅動齒輪箱、螺旋槳。雖使得傳動部件簡單，但其功率轉化過程中有部分功率損失。

（2）此種混合動力的電動機由于沒有采用變頻器，電機轉速與較大功率柴油發動機轉速不一致，不能實現功率點的最佳匹配并車。

（3）此種混合動力運行時，必須投入一臺柴油發動機做為動力輸出，不能滿足某些港口要求的“零排放”。

（4）此種混合動力未能將柴油發動機的煙氣余熱有效利用，能耗和廢氣排放較高。

因此，發展新形式的柴電混合動力系統，更為科學有效的將主機-電機等功能設備集成起來，克服柴電混合動力系統的功能缺陷，并提高效率降低功耗，是未來船舶混合動力系統需要解決的問題。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種混聯結構的船舶柴電混合動力系統。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種混聯結構的船舶柴電混合動力系統，其組成包括:?柴油發動機，所述的柴油發動機與永磁發電機通過磁力耦合傳動機構A同軸連接，所述的永磁發電機與磁力耦合傳動機構B連接，所述的磁力耦合傳動機構B與齒輪箱連接，所述的齒輪箱與磁力耦合傳動機構C連接，所述的磁力耦合傳動機構C與電動機連接，所述的電動機與蓄電池連接，所述的蓄電池與渦輪發電裝置連接，所述的渦輪發電裝置與所述的柴油發動機連接，所述的蓄電池與所述的永磁發電機連接。

所述的混聯結構的船舶柴電混合動力系統，所述的齒輪箱包括齒輪輪系A、齒輪輪系B、齒輪輪系C，所述的齒輪輪系A與所述的齒輪輪系B連接，所述的齒輪輪系B與所述的齒輪輪系C連接，所述的齒輪輪系A與所述的磁力耦合傳動機構B連接，所述的齒輪輪系B與螺旋槳連接，所述的齒輪輪系C與所述的磁力耦合傳動機構C連接。

所述的混聯結構的船舶柴電混合動力系統，所述的渦輪發電裝置包括渦輪增壓器、壓氣機、高速永磁電機，所述的渦輪增壓器與所述的柴油發動機連接，所述的渦輪增壓器與所述的高速永磁電機連接，所述的高速永磁電機與所述的壓氣機連接，所述的壓氣機與所述的柴油發動機連接，所述的高速永磁電機與所述的蓄電池連接。

所述的混聯結構的船舶柴電混合動力系統，所述的磁力耦合傳動機構包括導體轉子、永磁體轉子，所述的導體轉子與驅動軸連接，所述的永磁體轉子與負載軸連接，所述的磁力耦合傳動機構通過電機一端的導體和負載一端的永磁體之間的感應磁場相互作用產生轉矩，通過調節永磁體和導體之間的間隙就可以控制傳遞的轉矩，從而實現驅動的智能調節。

有益效果：

1.本實用新型通過磁力耦合的非機械傳動形式，消除了復雜工況對發動機工作狀態的影響，使得發動機能夠保持在穩定、高效、低污染的狀態下運行，從而達到節能減排的目的。

2.本實用新型以磁力耦合傳動機構為關鍵部件，在功能性能上突破了傳統傳動結構的限制，通過發揮其非接觸傳動和扭矩轉速智能調節的強大功能，有效克服了傳統傳動形式下結構復雜、能耗高、振動大、可靠性低等問題，結構簡單可靠、控制便捷精準，顯著提升了混合動力系統的傳動性能，有效降低了傳動過程的功耗損失。