[發明專利]船舶的驅動系統和其運行

有效

• 申請號: 201580027747.9
• 申請日: 2015-04-27
• 公開（公告）號: CN106458311B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 赫爾穆特·拉德博德;凱·蒂格斯
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: B63J3/02
• 分類號: B63J3/02;B63H21/14;B63H21/17;F01N5/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,李慧

技術領域

本發明涉及一種船舶的驅動系統，具有至少一個用于驅動船舶的驅動內燃機和用于從至少一個驅動內燃機的廢氣中獲取電能的能量獲取裝置。此外，本發明涉及用于運行這樣的驅動系統的方法。

背景技術

用于從船舶的驅動內燃機的廢氣中獲取電能的能量獲取裝置現在以這樣的方式運行，即以最大可行的功率輸出設計。在此，重新獲取的電能供給到艦載電網中并且隨后將相應的剩余功率經由電動機重新供給到驅動軸上。

例如從WO 2010/088980 Al中已知具有廢氣能量回收的用于漂浮裝置、例如用于船舶和海面平臺的內燃發動機組。

發明內容

本發明的目的在于，提供具有至少一個用于驅動船舶的驅動內燃機和用于從至少一個驅動內燃機的廢氣中獲取電能的能量獲取裝置的船舶的改善的驅動系統。此外，本發明的目的在于，提供用于運行這樣的驅動系統的改善的方法。

船舶的根據本發明的驅動系統包括至少一個用于驅動船舶的驅動內燃機和用于從至少一個驅動內燃機的廢氣中獲取電能的能量獲取裝置。驅動系統設計為，使得從廢氣中所獲取的電能選擇性地用于驅動船舶，或者使得電能供給到船舶的艦載電網中，或者使得電能成比例地用于驅動船舶并且供給到船舶的艦載電網中。

在此有利地，從廢氣中所獲取的電能的用于驅動船舶和用于將從廢氣中所獲取的電能供給到艦載電網中的可選的和成比例的可用性能夠根據下述根據本發明的方法實現從廢氣中所獲取的電能的與運行成本相關的最優應用。由此通過從廢氣中所獲取的電能，能夠不僅支持通過輔助內燃機(所謂的“輔助柴油機”)對艦載電網的能量供應和/或支持通過驅動內燃機對船舶的驅動，而且從廢氣中所獲取的電能能夠被分配用于驅動船舶和艦載電網的能量供應，以使得運行成本最小化。這能夠實現從廢氣中所獲取的電能的高效和優化的使用。

本發明的一個設計方案提出至少一個用于驅動船舶的驅動電動機，其中，驅動電動機能通過從廢氣中所獲取的電能驅動。

這能夠有利地實現從廢氣中所獲取的電能的用于驅動船舶的使用，其中，至少一個驅動內燃機和至少一個能通過從廢氣中所獲取的電能驅動的驅動電動機形成船舶的混合驅動。

本發明的前述的設計方案的一個改進方案提出用于至少一個驅動電動機的至少一個蓄電池，其中，借助于蓄電池能存儲從廢氣中所獲取的電能。

由此還能夠更靈活和更有效率地通過以下方式使用從廢氣中所獲取的電能，即當其目前不需要或不完全需要的時候，其借助于蓄電池被存儲。

本發明的另一個設計方案提出至少一個構造為兩沖程柴油發動機的用于驅動船舶的驅動內燃機。

兩沖程柴油發動機由于其與其它的內燃機相比的較高的效率而特別有利地適用于驅動船舶，因為船舶僅提供用于燃料儲藏的有限容量。

在用于運行根據本發明的驅動系統的根據本發明的方法中，測定用于驅動船舶的瞬時的驅動能量需求、用于船舶的艦載電網的瞬時的艦載電網能量需求和從廢氣中瞬時所獲取的電能。此外，在應用從廢氣中所獲取的電能的條件下并且根據從廢氣中所獲取的電能為了滿足所測定的驅動能量需求和所測定的艦載電網能量需求的成比例分配，測定用于滿足所測定的驅動能量需求和所測定的艦載電網能量需求的運行成本。從廢氣中所獲取的電能根據所測定的運行成本地成比例地用于滿足所測定的驅動能量需求和所測定的艦載電網能量需求。

因此有利地，本發明能夠實現從廢氣中所獲取的電能的在考慮運行成本的情況下的使用，其中，從廢氣中所獲取的電能取決于運行成本地和成比例地應用于滿足所測定的驅動能量需求和所測定的艦載電網能量需求。

在此，從廢氣中所獲取的電能取決于所測定的運行成本地優選成比例地應用于滿足所測定的驅動能量需求和所測定的艦載電網能量需求，以使得運行成本最小化。

運行成本的最小化能夠有利地實現了從廢氣中所獲取的電能的最佳使用。

在此，運行成本優選地在引入至少一個驅動內燃機的特定的燃料消耗的條件下測定。

內燃機的特定的燃料消耗限定為每時間單元的燃料消耗和內燃機的所給出的機械功率的比值。其是內燃機的效率尺度并且取決于內燃機的工作點。通過在測定運行成本時考慮驅動內燃機的特定的燃料消耗，有利地考慮驅動內燃機的取決于工作點的燃料消耗以用于優化地使用從廢氣中所獲取的電能。特別地，能夠由此減少并且優化船舶的燃料消耗。

此外，運行成本優選地在引入至少一個用于為艦載電網供應能量的輔助內燃機的特定的燃料消耗的條件下測定。