[實用新型]柴油機發(fā)電機電動機集成的船舶混合動力系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320327800.5
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN203372386U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊金福;佟憲良;陳策;邱敬樂;馬云翔;李應(yīng)生;馬忠威;吳正波;于達仁;陳昌婷;韓東江
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱耦合動力工程技術(shù)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
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型涉及一種柴油機發(fā)電機電動機集成的船舶混合動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

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

采用柴電混合動力系統(tǒng)具有：動力系統(tǒng)運行模式多樣，提高了動力系統(tǒng)的可靠性；降低耗油量、減少污染物排放、提高續(xù)航力、降低運營成本；同時還可降低柴油機的安裝功率，進一步優(yōu)化船舶總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。

當(dāng)前，西方及日本等發(fā)達國家在船舶混合動力領(lǐng)域仍處于領(lǐng)先地位，柴電混合動力系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于軍用船舶、渡船、豪華游船、海洋工程船舶等領(lǐng)域。就目前來講，混合動力系統(tǒng)多應(yīng)用于小型船舶。

國內(nèi)在混合動力船舶領(lǐng)域方面起步較晚，技術(shù)水平有限。在2010?年上海世博會上亮相了中國第一艘混合動力船——“尚德國盛”號游船，該船采用太陽能和柴油機組作為混合動力，時速約15km，節(jié)省電力和減排達30%以上。2012年7月，江蘇鎮(zhèn)江船廠下水了國內(nèi)第一艘大功率柴電混合動力多功能海洋工程船，標志著國內(nèi)在此技術(shù)領(lǐng)域取得了階段性成果。

常用混合動力推進是由電機組及主柴油機同時作用于齒輪減速箱的輸入軸來實現(xiàn)聯(lián)合動作。此時，軸帶電機的工作模式為電動機，為船舶提供輔助推力。因此，在對主柴油機進行選型時要優(yōu)先選用小功率型號的柴油機，以降低燃油的消耗量，節(jié)省機艙內(nèi)的空間，從而提高其經(jīng)濟效益及使用性。

目前以柴油發(fā)動機為動力的船舶占世界商船隊的95%以上，其中，柴油發(fā)動機直接驅(qū)動占55%，柴油發(fā)動機齒輪傳動占39%。但目前無論是柴油發(fā)動機直接驅(qū)動螺旋槳還是柴油發(fā)動機齒輪傳動驅(qū)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(tǒng)一般是并聯(lián)式系統(tǒng)，即柴油發(fā)動機和發(fā)電機-電動機組分別提供驅(qū)動功率，再通過變速箱并聯(lián)后驅(qū)動螺旋槳。其特點是低工況下可采用小功率發(fā)電機組發(fā)電帶動軸帶電機、齒輪箱以驅(qū)動螺旋槳。較高工況下可采用較大功率柴油發(fā)動機驅(qū)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(fā)動機的功率轉(zhuǎn)化為電機功率以驅(qū)動齒輪箱、螺旋槳。雖使得傳動部件簡單，但其功率轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速與較大功率柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速不一致，不能實現(xiàn)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(fā)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(fā)動機的煙氣余熱有效利用，能耗和廢氣排放較高。

因此，發(fā)展新形式的柴電混合動力系統(tǒng)，更為科學(xué)有效的將主機-電機等功能設(shè)備集成起來，克服柴電混合動力系統(tǒng)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(tǒng)需要解決的問題。

實用新型內(nèi)容：

本實用新型的目的是提供一種柴油機發(fā)電機電動機集成的船舶混合動力系統(tǒng)。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種柴油機發(fā)電機電動機集成的船舶混合動力系統(tǒng)，其組成包括:?主柴油發(fā)動機，所述的主柴油發(fā)動機與永磁發(fā)電機A通過磁力耦合傳動機構(gòu)A同軸連接，所述的永磁發(fā)電機A與齒輪箱通過磁力耦合傳動機構(gòu)B連接，所述的齒輪箱與永磁發(fā)電機B通過磁力耦合傳動機構(gòu)D連接，所述的永磁發(fā)電機B與輔助柴油發(fā)動機通過磁力耦合傳動機構(gòu)C同軸連接，所述的輔助柴油發(fā)動機與渦輪發(fā)電裝置B連接，所述的渦輪發(fā)電裝置B與蓄電池連接，所述的蓄電池與渦輪發(fā)電裝置A連接，所述的渦輪發(fā)電裝置A與所述的主柴油發(fā)動機連接。

所述的柴油機發(fā)電機電動機集成的船舶混合動力系統(tǒng)，所述的齒輪箱與同步自動離合器連接，所述的同步自動離合器與電動機連接，所述的電動機與螺旋槳連接，所述的電動機分別與所述的永磁發(fā)電機A、所述的永磁發(fā)電機B、所述的蓄電池連接，所述的蓄電池分別與所述的永磁發(fā)電機A、所述的永磁發(fā)電機B連接。