[發(fā)明專利]一種新能源混合動(dòng)力船舶蓄電池組系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410361446.7
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN105305517B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李向舜;楊幸;陳偉;朱國(guó)榮;趙東明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發(fā)明提供一種新能源混合動(dòng)力船舶蓄電池組系統(tǒng)。包括有安裝在混合動(dòng)力船舶上的蓄電池組系統(tǒng)，其中混合動(dòng)力船舶同時(shí)包括有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和水力發(fā)電系統(tǒng)，所述的蓄電池組系統(tǒng)包括有充電控制系統(tǒng)，充電切換開關(guān)、蓄電池組、放電控制系統(tǒng)和放電切換開關(guān)；所述的充電控制系統(tǒng)分為風(fēng)力充電控制器和水力充電控制器，兩者共同連接充電切換開關(guān)；所述的放電控制系統(tǒng)為一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，環(huán)路中包括有功率控制器和DC/DC變換器，并在環(huán)路中設(shè)置有放電深度檢測(cè)裝置。本發(fā)明系統(tǒng)采用多組蓄電池交替進(jìn)行充放電，提高了蓄電池的放電效率以及優(yōu)化其性能，合理分配了船舶主動(dòng)力系統(tǒng)與輔助動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶新能源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種優(yōu)化后的新能源混合動(dòng)力船舶蓄電池組系統(tǒng)。

背景技術(shù)

開發(fā)新能源代替部分石化能源的燃燒可有效緩解節(jié)能減排的壓力。風(fēng)能作為一種清潔能源，具有很大的開發(fā)潛力。目前，利用風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)得到普遍推廣與應(yīng)用，且我國(guó)的風(fēng)力資源極為豐富，尤其是在沿海島嶼等地，而船舶作為一種交通工具在世界貿(mào)易中有著不可或缺的地位。如果將風(fēng)力發(fā)電合理應(yīng)用到船舶上，可在很大程度上減少石化能源的燃燒。另一方面，船舶在行駛過程中，相對(duì)于水具有一定的速度，也即水具有一定的動(dòng)能，考慮利用水的動(dòng)能進(jìn)行發(fā)電代替落差式水力發(fā)電，此種發(fā)電形式也可為船舶行駛提供一定的能量。

目前，大多數(shù)船舶仍采用單柴油機(jī)作為船舶動(dòng)力系統(tǒng)，考慮將清潔能源運(yùn)用到船舶上的應(yīng)用并不多，一些帆船利用風(fēng)作用于風(fēng)帆上的動(dòng)力代替部分燃油。然而，由于風(fēng)是多變的。因此，就需要特定形狀的帆翼，且風(fēng)帆易造成偏航，船舶航向不易控制。由于風(fēng)能的間歇性缺陷，利用水力發(fā)電實(shí)現(xiàn)風(fēng)力水力發(fā)電互補(bǔ)。水力發(fā)電作為人們?nèi)粘Ｉ钪杏秒姷闹饕獊碓捶绞剑Ｒ?guī)的水力發(fā)電是利用水位落差，將水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。在船舶行駛過程中，充分利用水流的相對(duì)速度這一優(yōu)勢(shì)進(jìn)行水力發(fā)電，克服了需要水位落差這一缺點(diǎn)。

隨著人們對(duì)節(jié)能減排這一意識(shí)的提高，混合動(dòng)力汽車已在當(dāng)前社會(huì)備受矚目。本發(fā)明考慮將混合動(dòng)力運(yùn)用到船舶上，利用清潔能源發(fā)電為船舶提供動(dòng)力。在混合電源中，輔助電源多采用單組電池供電，考慮更為連續(xù)地供電，可以利用兩組蓄電池儲(chǔ)能，交替為系統(tǒng)供電。關(guān)于影響蓄電池放電效率因素的問題已經(jīng)有學(xué)者進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明以提高蓄電池的放電效率同時(shí)兼顧船舶系統(tǒng)需求功率為目的，對(duì)蓄電池組輸出功率的問題進(jìn)行討論與控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述存在的技術(shù)不足，提供一種將風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電同時(shí)運(yùn)用到船舶上作為船舶的輔助動(dòng)力系統(tǒng)，并采用兩組蓄電池交替進(jìn)行充放電，提高蓄電池的放電效率以及優(yōu)化其性能，合理分配船舶主動(dòng)力系統(tǒng)與輔助動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率的新能源混合動(dòng)力船舶蓄電池組系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種新能源混合動(dòng)力船舶蓄電池組系統(tǒng)，包括有安裝在混合動(dòng)力船舶上的蓄電池組系統(tǒng)，其中混合動(dòng)力船舶同時(shí)包括有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述的蓄電池組系統(tǒng)包括有充電控制系統(tǒng)，充電切換開關(guān)、蓄電池組、放電控制系統(tǒng)和放電切換開關(guān)；所述的充電控制系統(tǒng)分為風(fēng)力充電控制器和水力充電控制器，兩者共同連接充電切換開關(guān)；所述的放電控制系統(tǒng)為一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，環(huán)路中包括有功率控制器和DC/DC變換器，并在環(huán)路中設(shè)置有放電深度檢測(cè)裝置。

在上述方案中，所述的蓄電池組有多組并聯(lián)設(shè)置，分別對(duì)應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和水力發(fā)電系統(tǒng),兩種發(fā)電系統(tǒng)均可為其中任意一組蓄電池充電。

在上述方案中，所述的充電切換開關(guān)同時(shí)控制多組蓄電池交替進(jìn)行充電，改變蓄電池組的充電狀態(tài)。

在上述方案中，所述的功率控制器連接并控制蓄電池組的輸出功率，采用模糊控制算法規(guī)則推理出蓄電池組的輸出功率，使其工作在限定的放電深度和輸出功率之間，同時(shí)提高蓄電池組的放電效率。