[發明專利]船舶制動能量控制系統及能量控制方法

有效

• 申請號: 201510029419.4
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN104527960B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 閆石;沈愛弟;王丹丹;劉彬
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B63H21/17
• 分類號: B63H21/17;B63J3/02
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 徐茂泰

1.一種船舶制動能量控制系統，其特征在于，該控制系統通過直流母線電路連接船舶的電力推進系統；船舶的電力推進系統制動時產生制動能量輸出至包含有直流母線的直流環節；所述控制系統包含：

交流負載，其通過變流器電路連接直流母線，交流負載在其能量需求量內吸收電力推進系統產生的制動能量；

電能儲存裝置，其通過雙向變流器電路連接直流母線，用于存儲制動能量或向直流母線上連接的負載輸出電能；

耗能裝置，其電路連接直流母線，用于消耗制動能量；

轉換開關控制系統，所述電能儲存裝置和耗能裝置分別通過轉換開關控制系統電路連接直流母線；當制動能量超出交流負載的能量需求量，轉換開關控制系統控制將制動能量向電能儲存裝置充電，當電能儲存裝置電量充滿時，轉換開關控制系統控制將多余的制動能量通過耗能裝置完全消耗；

所述轉換開關控制系統包含：

第一轉換開關，電能儲存裝置和耗能裝置分別通過該第一轉換開關電路連接直流母線；

轉換開關控制單元，其輸出端電路連接第一轉換開關，通過第一轉換開關控制將制動能量向電能儲存裝置充電，或將制動能量通過耗能裝置完全消耗。

2.如權利要求1所述的船舶制動能量控制系統，其特征在于，所述電力推進系統包含：

螺旋槳；

電機，其通過變流器電路連接直流母線，并機械連接螺旋槳，帶動螺旋槳旋轉；

所述電力推進系統制動時，螺旋槳因慣性帶動電機旋轉，使電機處于發電狀態，產生制動能量。

3.如權利要求1所述的船舶制動能量控制系統，其特征在于，所述電能儲存裝置輸出端還通過變流器電路連接至船舶的直流負載設備，由電能儲存裝置向直流負載設備供電。

4.如權利要求3所述的船舶制動能量控制系統，其特征在于，所述控制系統還包含有 輔助電源系統， 輔助電源系統輸入端電路連接電能儲存裝置，輸出端電路連接直流負載設備； 輔助電源系統檢測電能儲存裝置的電量不足時，向直流負載設備輔助輸出電能。

5.如權利要求4所述的船舶制動能量控制系統，其特征在于，所述轉換開關控制系統包含：

第二轉換開關，電能儲存裝置和 輔助電源系統分別通過該第二轉換開關連接直流負載設備；

轉換開關控制單元，其輸出端電路連接第二轉換開關，通過第二轉換開關控制由電能儲存裝置向直流負載設備供電，或由 輔助電源系統向直流負載設備供電。

6.如權利要求4所述的船舶制動能量控制系統，其特征在于，所述 輔助電源系統包含：

直流輔助電源，其輸出端電路連接至直流負載設備；

輔助電源控制單元，其輸入端電路連接電能儲存裝置，輸出端電路連接直流輔助電源；該輔助電源控制單元檢測電能儲存裝置的電量，當電能儲存裝置電量不足時，控制直流輔助電源向直流負載設備輸出電能。

7.一種如權利要求1至6中任意一項權利要求所述船舶制動能量控制系統的能量控制方法，其特征在于，該方法包含：

船舶制動能量控制系統接收電力推進系統制動過程中輸出的制動能量；制動能量通過逆變器傳遞到直流環節產生泵生電壓；

當泵生電壓處于直流環節緩沖制動能量的電壓范圍內，電力推進系統輸出的制動能量由直流環節緩沖消耗；

當泵生電壓大于直流環節緩沖制動能量的電壓范圍，由交流負載、和/或電能儲存裝置、和/或耗能裝置吸收制動能量；

當泵生電壓小于電壓范圍，電能儲存裝置向直流母線補充電能。

8.如權利要求7所述的能量控制方法，其特征在于，所述泵生電壓大于直流環節緩沖制動能量的電壓范圍時，制動能量的消耗方法包含：

當制動能量處于交流負載的能量需求量內，交流負載完全吸收制動能量；

當制動能量大于交流負載的能量需求量，并且電能儲存裝置電量未滿時，采用制動能量對電能儲存裝置充電；

當制動能量大于交流負載的能量需求量，并且電能儲存裝置電量已滿時，耗能裝置將制動能量完全消耗。

9.如權利要求8所述的能量控制方法，其特征在于，所述電能儲存裝置與耗能裝置消耗制動能量的切換方法包含：

轉換開關控制系統檢測電能儲存裝置的電量；

當電能儲存裝置電量未滿，轉換開關控制系統連通電能儲存裝置與電力推進系統之間的第一能量傳導路徑；

當電能儲存裝置電量已滿，轉換開關控制系統連通耗能裝置與電力推進系統之間的第二能量傳導路徑。